计及时序特性的主动配电网中源储荷建模分析开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.目的及意义

1.1主动配电网的提出

伴随着世界各国经济的快速发展和科技水平的普遍提升,全球所面临的环境污染和能源危机问题日益严峻,在用电量急剧增加的情况下,传统的配电网暴露出许多问题:供电可靠性低、电能利用效率低、电网资产利用率低、可再生能源容纳能力不足以及大量电动汽车充电站接入电网等,这些问题都不利于能源结构优化调整和电力市场的扩大开放。从近年来迅速发展的分布式发电技术,尤其是可再生能源的发电技术,可以预见未来配电网的发展趋势就是能最大限度地接纳可再生能源发电。

另一方面,文献[1]指出越来越多的分布式电源(Distributed Generation,DG)并入电网、配电网络中储能单元的增加以及可控负荷的不断调整,导致传统配电网已经不能满足运行要求。为了充分利用资源和DG的调控能力,主动配电网(Active Distribution Network,ADN)成为了近年来研究的新热点。文献[2]-[5]指出所谓主动配电网,是通过对源、网、荷实施主动管理而提高分布式能源消纳能力和提升电网运行效率,能够对DG、储能单元和可控负荷等分布式能源进行主动控制,运用灵活的网络拓扑结构来合理地调整潮流的分布,使分布式能源向配电网提供一定程度的支撑作用的配电系统。文献[6-8]总结了主动配电网具有以下特征:含有大量中小容量的DG,功率双向流动,实现主动管理、控制、和保护等功能。因此主动配电网也被认为是继虚拟发电厂、微网之后支持大规模DG接入配电网的新技术。

1.2主动配电网建模国内外研究现状

迄今为止,已经有多种关于主动配电网的建模方案,大致可以分为从主动配电网电源方面、储能方面、负荷方面以及综合建模方法。

从主动配电网“电源”方面进行建模分析。首先要知道主动配电网的电源主要由分布式电源(Distributed generation,DG)构成,而DG包括以光伏发电和风力发电为代表的间歇性分布式电源,因此从电源发面的建模要充分考虑风速、光照强度等相关时序性因素。文献[9]-[11]提出了以年碳排放量最小为目标的DG在主动配电网中的多场景优化配置模型。该模型具备调节有载调压变压器抽头、切除DG出力和调节DG功率因数3种主动管理措施,利用K-means聚类法对场景数量进行缩减并得到每个场景发生的概率,并提出采用自适应遗传算法和原对偶内点法相结合的混合求解策略对模型进行求解。最终通过仿真结果验证了模型的有效性。文献[12]-[13]以分布式电源恒定有功、无功出力为前提条件,对配电网无功规划问题进行了研究,但是未考虑分布式电源出力的间歇性和时序性,导致规划结果准确性较差。文献[14]-[15]也介绍了一些其它关于电源方面的模型,例如,主动配电网分布式电源的优化配置、含风电并网的时序性主动配电网等。

从主动配电网“储能”方面进行建模分析。主动配电网主要采用分布式发电,虽然能够充分利用可再生能源,但是也存在着许多问题。由于分布式电源存在的时序性和机械性问题,当大量的分布式电源接入配电网,将会导致配电网电压、频率的波动,不利于配电网的安全运行和用户侧供电可靠性。

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