【摘 要】
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能源转型战略的提出使清洁能源和电动汽车得到了高速发展,新技术的产生给配电网故障恢复提供了新的解决方法。配电网发生停电故障后,分布式电源和电动汽车可以就地向配电网迅速供电以减小损失。但高比例渗透的风电、光伏等分布式电源会造成孤岛稳定性问题,如何高效利用电动汽车为配电网提供短时供电的研究尚浅,基于此,本文开展了以下研究:(1)阐述了含分布式电源的配电网故障恢复相关理论基础。首先介绍了基于图论的网络拓扑
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能源转型战略的提出使清洁能源和电动汽车得到了高速发展,新技术的产生给配电网故障恢复提供了新的解决方法。配电网发生停电故障后,分布式电源和电动汽车可以就地向配电网迅速供电以减小损失。但高比例渗透的风电、光伏等分布式电源会造成孤岛稳定性问题,如何高效利用电动汽车为配电网提供短时供电的研究尚浅,基于此,本文开展了以下研究:(1)阐述了含分布式电源的配电网故障恢复相关理论基础。首先介绍了基于图论的网络拓扑分析相关知识,并简要描述了两种常用的孤岛搜索方法。然后对风电、光伏、微型燃气轮机以及储能电池四类分布式电源进行了简单介绍,构建了对应的数学模型。最后简要介绍了BP神经网络相关知识,对风速和光照强度进行了建模预测,讨论了备用需求与风、光出力之间的关系。(2)针对风光高比例渗透情况下的配电网孤岛稳定性问题,提出了一种考虑备用需求的故障恢复策略。利用机会约束规划来处理分布式电源出力的不确定性,构建了双层模型来求解满足备用需求的孤岛范围,第一层模型中,根据分布式电源的出力来确定最大可恢复的孤岛范围;第二层模型中,考虑孤岛备用需求,充分发挥柔性负荷的调节能力,优化孤岛范围。采用改进粒子群算法求解不同置信水平、不同种类柔性负荷参与调控对孤岛划分的影响。并在IEEE33节点系统上进行算例仿真,结果表明,置信水平和风电、光伏等间歇性电源出力均会影响孤岛备用需求,柔性负荷参与调控能平衡不同置信水平下孤岛供电的稳定性和有效提升经济性,相比未考虑孤岛备用需求的故障后供电恢复,提高了供电可靠性。(3)提出了利用电动汽车充换电站辅助配电网故障恢复的策略。电动汽车无序充电会造成配电网的负荷峰谷差增大,影响配电网的供电可靠性。首先,分别建立无序充电和有序充电的数学模型,以车主充电费用最小为目标对电动汽车充电行为进行有序引导。然后基于有序充电策略,对电动汽车充换电站在一天中的电池容量情况进行分析。在满足孤岛平衡约束和车主用车需求的前提下,以负荷恢复价值和充换电站放电补偿成本的差值最大为目标来构建目标函数,最后还定义了孤岛可靠性指标来描述充换电站对故障恢复的积极作用。IEEE33节点系统仿真结果表明,有序充电策略能有效缓解配电网负荷峰谷差,并降低车主充电成本。所提策略能在降低充换电站放电补偿成本的同时提高负荷恢复价值。同时分析表明,充换电站还能显著提高孤岛供电的稳定性。
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