论文部分内容阅读
相较于传统交流配电网,含电压源型换流器(Voltage Source Converter,VSC)的直流配电网在提高电能传输容量和传输距离、改善电能质量、提高运行经济性以及潮流可控性方面具有更多优势。然而,多样性负荷以及大量分布式电源(Distributed Generation,DG)的接入增加了电力电子设备的应用。因此,将直流配电技术应用到当前配电网的供电领域,将有助于缓解交流配电系统面临的压力,减少DG及直流负荷并网所需的中间环节,提高电能转化效率和电能质量,交直流配电网显然更适合未来城市配网的发展要求。高渗透率可再生能源(Renewable Energy Source,RES)接入配电网,给配电网运行带来的随机性、波动性和不确定性显著增加,为了提高配电网应对系统不确定性的能力,本文以交直流配电网为研究对象,从最优潮流、灵活性评估以及灵活运行优化三个方面展开研究。首先,本文研究了交直流配电网最优潮流计算方法。基于含多端柔直互联的交直流系统,分别建立了VSC换流站、交流电网和直流电网的稳态潮流模型,接着讨论了潮流迭代初值的确定和越限修正方法,分析了换流站控制方式和直流电压控制方法对潮流计算的影响及处理方法,推导并建立了计及VSC换流站精确损耗和换流站控制方式的交直流潮流交替迭代计算方法。在考虑交流配电网内主动管理设备以及换流站控制方式的基础上,以网损最小为目标函数,将交流电网内可控装置以及换流站运行参数作为决策变量,提出了含多端柔性直流互联的交流配电网最优潮流模型,并采用交直流交替迭代潮流计算方法和双重粒子群算法对所构建模型进行了建立求解,在IEEE33节点算例基础上增加三端VSC的直流网络互联,构成交直流配电网进行了仿真分析。其次,建立了交直流配电网运行灵活性指标。对电力系统的灵活性特征及当前国内外研究中的评价方法进行了概述,接着阐述了灵活性平衡机制的具体特征和过程。然后针对含高渗透率RES接入的配电网灵活性供需平衡过程进行了分析。考虑灵活性的调节范围、调节速率和调节时间等要素,从稳态运行角度对交直流配电网的源网荷灵活性资源进行了量化评估,基于方向性、状态相依特性和多时空特征定义了交直流配电网运行灵活性评价指标,提出一种适用于交直流配电网的运行灵活性指标计算方法。最后,提出了交直流配电网灵活运行优化方法。研究交直流配电网内分层分区调度策略的实现方案,将配电网分为局部调度层、潮流控制层以及区域调度层,分析配电网的可控DG、可控RES发电、储能、无功调节装置、电动汽车以及柔性负荷的协同运行调度方法。以配电网运行经济性和电能质量为目标函数,以换流站运行参数、交流电网和直流电网内可控装置的运行参数为决策变量,建立了交直流配电网日前灵活经济调度模型。在分析风电不确定性对配电网运行灵活性需求影响的基础上,基于非参数核密度估计及置信区间法的实现了计及风电不确定性的配电网灵活性需求的约束转换,提出了一种计及风电不确定性的交直流配电网多目标灵活运行调度方法,在修改后的含多端柔直互联的IEEE33节点系统算例上进行了仿真分析。