【摘 要】
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随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,我国新能源发展走上快车道,以光伏、风电为代表的分布式电源接入配电网已成为必然趋势。然而配电网多为辐射状,网架结构薄弱,高渗透率分布式电源出力的随机性和波动性会造成系统电能质量指标越限、线路潮流过载等问题,威胁到电网的安全稳定运行。因此本文建立计及电能质量影响的配电网分布式电源优化配置模型,在考虑多指标电能质量问题前提下进行分布式电源接入规划,主要从以下三个方面开展
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随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,我国新能源发展走上快车道,以光伏、风电为代表的分布式电源接入配电网已成为必然趋势。然而配电网多为辐射状,网架结构薄弱,高渗透率分布式电源出力的随机性和波动性会造成系统电能质量指标越限、线路潮流过载等问题,威胁到电网的安全稳定运行。因此本文建立计及电能质量影响的配电网分布式电源优化配置模型,在考虑多指标电能质量问题前提下进行分布式电源接入规划,主要从以下三个方面开展工作:针对电能质量指标的多样性、复杂性、重要性和关联性,本文建立一种基于主客观权重的电能质量综合评估方法。主观权重采用改进层次分析法,综合专家、发电商和用户对于各电能质量指标的重视程度,满足各方利益,同时较传统方法缩小计算量。客观权重采用CRITIC(Criteria Importance Though Inter-criteria Correlation)赋权法,这种方法考虑各指标间的差异性和联系性,权重结果更符合客观情况。结合配电网规划背景,通过分析新能源并网引起的电能质量问题,风电机组电能质量评估选取电压偏差、电压闪变和电压谐波;光伏选择电压偏差、电压波动和电压谐波。采用主客观权重法进行指标整合,建立应用于规划过程中新能源并网点电能质量评估模型。随着风电机组接入配电网容量不断增大,结合配电网中储能接入可以对新能源消纳及电能质量改善起到一定积极作用。本文建立一种计及电能质量影响的配电网风储双层优化配置模型:下层短期运行模型以系统典型日场景运行成本最低为目标进行优化调度,采用商业规划软件进行求解;上层长期规划模型综合考虑发电系统年投资运行成本、各风电场并网点电能质量因子与弃风率,采用NSGA-Ⅱ算法进行求解。通过IEEE-33系统探索各新能源并网容量与电能质量水平之间的联系,验证了所提方法有效性,结果表明电能质量因子可引导配电网电能质量提高,风储系统接入可降低发电系统总运行成本;通过对各电源并网点电能质量指标分析,探索风电容量对各指标的具体影响;通过对储能分析,探索储能成本及并网容量对电能质量的影响。同时通过对仿真结果评估,验证本文所提主客观权重综合评估算法的有效性。针对配电网中光储并网电源,本文建立一种计及电能质量影响的主动配电网光储双层优化配置模型。首先在二阶锥规划背景下对主动配电网进行建模,下层调度模型通过对有载变压器、无功补偿装置、储能系统及分布式电源操作和调度实现系统网损最低,采用商业优化软件进行目标求解;上层配置模型以发电系统年投资运行成本、各光伏并网点电能质量评估值、系统总弃光率和储能收益为目标进行优化,采用向量序优化理论进行求解,保证计算结果的快速性和准确性。采用IEEE-33节点系统进行算例分析,结果表明计及电能质量影响的优化结果可以降低系统投资运行成本,在考虑光伏发电引起极限电压波动前提下,各光伏并网点仍保持较高的电能质量水平;探究发现主动配电网在以系统网损为目标进行优化调度时会降低电网电能质量水平,当光伏并网容量不断增大时,电压波动会成为首要电能质量问题。随着新能源技术不断推广,电网运营商应考虑分布式电源与电网统一规划,并在运行过程中考虑分布式电源和储能的协同调度,以尽可能地提升电网对新能源的消纳,并减小新能源对电网电能质量的影响。
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