基于场景分析的含分布式电源配电网无功规划优化研究

• 作 者: 吴乐川
• 出 处: 山东科技大学
• 发表日期: 2021年06期
• 关键词: 场景分析法 并网概率模型 无功规划 源荷储协调 动态无功优化

为缓解能源短缺和环境日益恶化的现状,高比例的可再生能源大量接入配电网,但这也改变原有配电网系统单电源、辐射状的潮流分布结构,对电网的规划、运行、控制带来了新的挑战。使得原有的无功规划优化措施不再奏效,必须进一步加强在该领域的研究。本文的研究思路是建立计及分布式电源(DG)出力波动和随机特征的静态无功规划和动态无功优化模型,并通过现代智能算法对模型求解。首先,以场景分析法作为解决分布式电源随机出力特性的有效方法,通过拉丁超立方抽样生成出力场景、场景缩减剔除冗余场景等一系列技术手段,建立考虑分布式电源随机出力的并网场景概率模型。以改进的前推回代潮流法作为本文无功优化的基本计算方法。然后,在确定电源随机出力的基础上建立无功规划模型,改进灵敏度分析法和配电网分区寻找最佳的无功补偿点,以无功补偿装置和网损年支付费用、节点电压总偏差为目标函数,运用改进非支配排序遗传(NSGA-II)算法对模型求解。结果表明,候选补偿点布置合理,Pareto解集分布均匀,基于此选择的无功规划方案净收益最大,同时也验证了模型和算法的可行性。最后,以一天作为调度周期,考虑负荷的波动和DG出力变化,充分利用储能装置、柔性负荷和无功补偿设备等可控资源进行协调优化。同时,兼顾无功补偿设备日投切次数约束和有功损耗最少,建立源荷储协调的动态无功优化模型。考虑到优化过程中既要考虑储能的协调运行又存在离散和连续控制变量,制定了多阶段优化策略。采用引入禁忌策略的精英保留遗传算法对该模型进行求解,并以改进的IEEE 33节点系统为例,针对DG无功出力出力调度、无功控制设备约束、储能协调优化多方面进行仿真,验证本文优化策略的有效性。