電力系統(tǒng)中分布式發(fā)電優(yōu)化計算.pdf

1、分布式發(fā)電(Distributed generation, DG)目前是國內(nèi)外電力系統(tǒng)領(lǐng)域一個前沿研究課題，其主要研究集中在分布式發(fā)電對電力系統(tǒng)的影響分析與研究。分布式電源的發(fā)展對傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)形成巨大的影響，引起了電力技術(shù)的顯著進(jìn)步。為了充分利用分散能源和提高供電可靠性，各種分布式電源將在配網(wǎng)系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，但隨之給電網(wǎng)帶來一些新的挑戰(zhàn)。分布式發(fā)電類型主要包括：風(fēng)力發(fā)電、燃料電池、光伏發(fā)電以及微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電等。分布式發(fā)電

2、各自有著不同的特點，因此在分析計算中需分別建立其相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。另外，不同種類的分布式發(fā)電通過不同類型接口接入系統(tǒng)，三種常用的接口類型為：異步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)以及電力電子設(shè)備。因此也需建立這些并網(wǎng)策略的數(shù)學(xué)模型。本文對上述兩個主要問題都作了相應(yīng)的分析和討論。 DG安裝位置的選取、優(yōu)化容量的確定是其規(guī)劃階段的重要課題。研究表明，不同的DG安裝位置和容量將會影響到系統(tǒng)短路電流、配網(wǎng)電壓分布、電壓穩(wěn)定性等。合理的安裝位置可以有效改善

3、配電網(wǎng)的電壓分布，減小網(wǎng)損，提高系統(tǒng)負(fù)荷率等。反之，如果配置的不合理，將會適得其反。另外，合理的DG安裝位置和優(yōu)化容量必須滿足較多的限制條件，故本文考慮將該問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題進(jìn)行求解。 為解決DG優(yōu)化布置問題，本文在節(jié)點有功、無功網(wǎng)損微增率的基礎(chǔ)上，將兩者結(jié)合提出了等效網(wǎng)損微增率概念。針對放射狀配電網(wǎng)，通過計算該微增率并對其進(jìn)行排序，選取值較大節(jié)點計算其兩端負(fù)荷點等效網(wǎng)損微增率的不平衡量，選取絕對值最小值點作為DG的最優(yōu)安裝位置

4、；而對于環(huán)狀復(fù)雜配電網(wǎng)，則通過對網(wǎng)損微增率進(jìn)行排序，以選擇最優(yōu)安裝點。若多臺DG安裝在系統(tǒng)內(nèi)，則可以重復(fù)利用該方法進(jìn)行分析計算。對于DG優(yōu)化容量的確定問題，本文將其轉(zhuǎn)化為非線性規(guī)劃方法，并考慮了相應(yīng)的諸如電壓穩(wěn)定、節(jié)點潮流、電壓分布、有功無功出力等非線性約束。另外，文章提出了相應(yīng)的改進(jìn)優(yōu)化算法對提出的問題進(jìn)行了求解。此外，由于技術(shù)和設(shè)備相對陳舊、落后，能源消費強(qiáng)度大，我國的溫室氣體排放量也比較高。而DG由于是基于綠色能源的，可有效降低對

5、環(huán)境的污染。所以，在引入DG效益評價指標(biāo)的基礎(chǔ)上，本文還將DG優(yōu)化額定容量問題轉(zhuǎn)化為一個多目標(biāo)非線性規(guī)劃問題。該方法可以有效評估DG的接入對系統(tǒng)電壓的改善、對有功網(wǎng)損的降低和對傳統(tǒng)電廠釋放的污染氣體的減小。 此外，本文還單獨針對目前在國內(nèi)應(yīng)用前景較好的風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行了優(yōu)化計算分析。隨著我國能源結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，風(fēng)電顯示出較好的應(yīng)用前景。另一方面，最優(yōu)潮流廣泛應(yīng)用于電力生產(chǎn)實踐，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。含風(fēng)電場的最優(yōu)潮流可用于評估