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随着当今世界经济的蓬勃发展,对于电力资源的需求也在与日俱增,传统的化石能源面临着资源短缺的问题,这限制了社会的进一步发展。近年来,无污染、可再生的分布式发电受到社会的逐渐重视,在电力系统中的占比逐年增加,其中以风力发电电源和光伏发电电源尤为突出。但是,此类分布式电源的出力具有很强的随机性和波动性,接入传统的配电网给电网的电能质量和可靠性带来了一定的负面影响。与此同时,储能装置以其控制的便利性,操作的灵活性被用于配合分布式电源接入配电网当中,对于改善分布式电源接入的影响取得了显著的成果。因此,需要对分布式电源和储能装置在配电网当中进行合理的规划与配置,以期最大限度发挥分布式电源接入电网优势,保证电力系统的安全稳定运行。本文综合考虑分布式电源和储能装置接入对系统运行电能质量和可靠性影响,在分布式电源并网运行情况下,对分布式电源及储能装置在配电网当中进行合理的规划与配置。本文主要的研究内容如下:
首先,建立以风力发电电源、光伏发电电源为典型对象的电源数学出力模型和以蓄电池为对象的储能充/放电模型,为之后的配电网两阶段规划与配置提供理论以及数学模型准备。
其次,针对传统粒子群算法在求解多目标优化问题时容易陷入局部最优,解集分布性较差的问题,对算法当中的惯性权重进行改进并引入交叉编译操作,同时结合NSGA-II算法当中的优势选择策略构成本文提出的混合智能求解算法。为验证本文所提算法的可行性,在MATLAB分别对传统粒子群算法、NSGA-II算法以及混合智能求解算法进行编程,选用Quartic测试函数、Schwefel测试函数、Step测试函数进行仿真对比分析,结果表明所提混合智能求解算法在求解性能和收敛上明显优于改进前的算法。
最后,在风力发电电源和光伏发电电源并网模式下,建立配电网两阶段规划与配置模型,第一阶段通过有功网损灵敏度分析确定分布式电源的安装节点以及接入容量,第二阶段规划建立以储能接入容量最小,系统电压稳定指标最大、负荷缺电率最小的多目标规划求解模型,以确定储能安装位置及容量。为进一步突出所提混合智能求解算法在规划中的优势以及储能接入对于配电网性能的改善情况,在IEEE-33节点系统上进行测试分析并设置四种场景进行对比,结果表明本文提出的混合智能求解算法得到的Pareto解集更加全面,更具有代表性,同时对比四种场景下的配电网运行情况发现考虑储能的接入的配电网规划与配置模型明显提高了电力系统运行过程中的电能质量和可靠性,降低了风力发电电源、光伏发电电源接入对于配电网的影响,运行特性优于没有储能接入的情况。
首先,建立以风力发电电源、光伏发电电源为典型对象的电源数学出力模型和以蓄电池为对象的储能充/放电模型,为之后的配电网两阶段规划与配置提供理论以及数学模型准备。
其次,针对传统粒子群算法在求解多目标优化问题时容易陷入局部最优,解集分布性较差的问题,对算法当中的惯性权重进行改进并引入交叉编译操作,同时结合NSGA-II算法当中的优势选择策略构成本文提出的混合智能求解算法。为验证本文所提算法的可行性,在MATLAB分别对传统粒子群算法、NSGA-II算法以及混合智能求解算法进行编程,选用Quartic测试函数、Schwefel测试函数、Step测试函数进行仿真对比分析,结果表明所提混合智能求解算法在求解性能和收敛上明显优于改进前的算法。
最后,在风力发电电源和光伏发电电源并网模式下,建立配电网两阶段规划与配置模型,第一阶段通过有功网损灵敏度分析确定分布式电源的安装节点以及接入容量,第二阶段规划建立以储能接入容量最小,系统电压稳定指标最大、负荷缺电率最小的多目标规划求解模型,以确定储能安装位置及容量。为进一步突出所提混合智能求解算法在规划中的优势以及储能接入对于配电网性能的改善情况,在IEEE-33节点系统上进行测试分析并设置四种场景进行对比,结果表明本文提出的混合智能求解算法得到的Pareto解集更加全面,更具有代表性,同时对比四种场景下的配电网运行情况发现考虑储能的接入的配电网规划与配置模型明显提高了电力系统运行过程中的电能质量和可靠性,降低了风力发电电源、光伏发电电源接入对于配电网的影响,运行特性优于没有储能接入的情况。