含分布式光伏的主動配電網狀態(tài)估計研究.pdf

1、隨著太陽能光伏發(fā)電技術(Photovoltaic，PV)的快速發(fā)展，越來越多的太陽能光伏電源接入配電網運行，使得傳統(tǒng)的單電源配電網系統(tǒng)正在逐漸轉變?yōu)槎嚯娫垂╇姷挠性础⒅鲃优潆娋W。相比于傳統(tǒng)配電網，主動配電網的協(xié)調運行和控制技術會變得更為復雜。主動配電網協(xié)調優(yōu)化控制的基礎在于智能的量測和通信技術，為了達到電網高效、可靠、安全、穩(wěn)定運行的目的，主動配電網海量數據信息的匯總和高效精準的處理成為了核心環(huán)節(jié)，這對適應于主動配電網發(fā)展的狀態(tài)估計提出

2、了新的要求。
　　本文以含分布式光伏的主動配電網狀態(tài)估計方法為主要研究對象，從狀態(tài)估計的基本算法、光伏發(fā)電狀態(tài)估計模型及出力預測、量測裝置優(yōu)化配置算法以及分布式狀態(tài)估計算法等方面開展研究工作。
　　首先，結合主動配電網的網絡特征，對配電網狀態(tài)估計的基本算法進行研究。建立了狀態(tài)估計的輸入輸出模型，詳細分析了量測函數的數學表達、網絡參數和拓撲結構信息的數學表達以及基于加權最小二乘法的狀態(tài)估計器，分別推導了基于節(jié)點電壓方法和基于支

3、路電流方法的狀態(tài)估計的量測函數及雅可比矩陣元素的數學表達形式，形成了狀態(tài)估計的具體求解步驟和流程。
　　其次，針對太陽能光伏的接入問題，研究了光伏發(fā)電狀態(tài)估計模型以及太陽能光伏出力預測方法。介紹了光伏發(fā)電接入節(jié)點的有量測和無量測模型及其處理方法，分析了影響光伏出力的主要因素，針對歷史樣本數據不足問題，提出了對不同時間跨度的樣本進行灰色關聯(lián)度計算并排序的灰色關聯(lián)度分析的方法，在此基礎上形成了基于樣本擴張的光伏出力預測方法。預測結果表

4、明所提出的預測方法具有較好的準確性。
　　再次，考慮到狀態(tài)估計的可觀性，提出了一種含PV的主動配電網量測裝置的優(yōu)化配置方法。介紹了電力系統(tǒng)可觀性的相關概念，考慮分布式光伏接入的影響提出了支路可觀的電力系統(tǒng)可觀性分析方法;介紹了相量量測單元(Phasor Measurement Unit，PMU)在配電網中應用的優(yōu)越性，提出了以PMU為邊界節(jié)點對配電網進行區(qū)域分割的方法;建立了一個量測裝置配置的雙層優(yōu)化模型，上層優(yōu)化以區(qū)域分割后各子

5、系統(tǒng)狀態(tài)估計計算負擔均勻為目標對PMU進行優(yōu)化配置，下層優(yōu)化是在上層優(yōu)化的基礎上，以量測裝置配置個數最少、經濟性最優(yōu)為目標，以各子系統(tǒng)完全可觀為約束，對子系統(tǒng)中傳統(tǒng)量測裝置進行優(yōu)化配置，通過狀態(tài)估計的計算精度指標的評價及傳統(tǒng)量測配置個數綜合選擇出最優(yōu)配置方案。算例分析驗證了所提配置方法的正確性和有效性。
　　最后，為了提高狀態(tài)估計的準確性和收斂性，提出了一種含光伏的主動配電網分布式狀態(tài)估計方法。提出了考慮PMU配置的分區(qū)方法，在配