含电力电子变压器的交直流配电网优化运行研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jerryzhang1805
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当前,以可再生能源开发利用为特征的新一轮能源革命正在孕育发展,配电网中的可再生能源渗透率也在不断提高,未来配电网将朝着广泛存在分布式电源、储能系统与微网的方向发展。相较于传统交流配电网,交直流混合配电网具有可友好接入分布式电源、潮流可控性强、电能质量高、传输能力强的优势,是提高配电网应对系统不确定性能力的一种有效技术手段。电力电子变压器(Power Electronic Transformer,PET)因其灵活可控的特性,可在交直流混合配电网中担任配电枢纽的角色,为了明确基于多端口PET的交直流混合配电网在稳态运行方面的诸多特点,本文从潮流计算、灵活运行优化、故障后负荷转供情况评估三个方面对其展开研究。首先研究了基于PET的交直流配电网潮流计算方法。本文从多端口PET的拓扑结构出发,建立了PET的稳态等效模型,针对PET端口所连接网络的特性,提出多端口PET的控制模式及潮流计算中的等效方法,进而构建了基于多端口PET的交直流配电网稳态潮流模型,根据潮流模型的特点设计了适用于该系统的潮流交替迭代算法。算例基于IEEE 33节点网架改造形成交直流配电网,对所提潮流算法及PET的潮流控制功能进行了仿真分析。其次,从灵活性角度出发提出了交直流配电网日前-日内多时间尺度优化调度模型。分析了系统中源-网-荷-储四种类型的灵活性资源对灵活性平衡的作用,在日前调度层采用多场景分析技术模拟可再生能源与负荷的不确定性,充分考虑灵活性与经济性制定灵活性资源的日前调度计划。在日内调度层引入模型预测控制方法,基于日内短期预测数据,使日内滚动调度策略在贴合系统实际运行状况的同时减小调整日前调度策略所需成本。基于凸松弛技术将所提的非凸非线性优化调度问题转化为二阶锥规划问题,通过算例仿真验证了所提模型的有效性。最后,提出交直流混合配电网负荷转供情况评估方法,以期能够合理并直观地定量评估故障发生后系统的负荷转供情况。提出交直流配电网N-1预想故障下基于PET的负荷转供策略,针对交直流配电网特点提出基于风险理论的系统负荷转供情况评估指标及评估框架,通过最优潮流计算求解在满足交直流配电网运行参数约束下的系统负荷转供情况评估指标,算例仿真分析了所提指标及计算方法的合理性。
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