摘要：配电网作为直接连着发/输电系统和用户的枢纽环节,整个电力系统对用户供电的能力和质量都是通过配电系统来...配电网作为直接连着发/输电系统和用户的枢纽环节,整个电力系统对用户供电的能力和质量都是通过配电系统来体现的。为适应用户对供电可靠性日益增长的需求,提高配电网的可靠性成为亟待解决的问题。要提高配电网的可靠性就必须对配电网的结构特点和运行状况进行科学的可靠性评估和研究。配电网管理信息系统众多,但是由于各个管理信息系统在开发建模时,采用的电力系统模型是不统一的,导致各管理信息系统进行资源共享与数据交换是非常困难的,不利于以后系统之间的扩展功能的开发。公共信息模型(CIM ,Common Information Model)即是一套电力系统标准模型,各管理信息系统以CIM为标准进行电力系统元件建模,即可以实现“即插即用”的功能。地理信息系统(GIS, Geographic Information System)作为配电网管理信息系统之一,其内容逐渐变得丰富,但基于GIS进行二次开发却尚未发展成熟,比如基于GIS的配电网可靠性评估、配电网重构、潮流与网损计算等等。本论文选取以GIS为基础,就配电网GIS的CIM模型改造进行了研究并建立了相应的配电网CIM数据库,对基于CIM数据库的配电网网络拓扑分析算法和配电网可靠性评估算法进行了研究,并以JAVA为工具,实现了GIS数据与配电网CIM数据库的接口的建立,开发了一套基于GIS的配电网可靠性评估软件,具有重要的实践意义。论文的主要工作及成果如下:1)依据CIM的特点,提出了基于CIM的配电网数据映射到关系数据库的一些规则,并根据这些规则,建立了一套满足配电网负荷点可靠性评估所需的配电网CIM数据库;2)基于CIM提出了一种配电网拓扑分析算法以完成对配电网最短路径的搜索,并在此算法的基础上,发展了一种基于改进向量法的配电网可靠性评估算法;3)实现GIS数据与配电网CIM数据库的接口;4)以JAVA为工具开发了基于GIS的配电网可靠性评估系统。显示全部
摘要：随着现代能源技术的演进及新能源并网的加速,能源系统面临着代际升级的革命。而以电力为主的二次能源亦面临...随着现代能源技术的演进及新能源并网的加速,能源系统面临着代际升级的革命。而以电力为主的二次能源亦面临着变革的机遇。而对清洁能源的使用需求提升促使着以天然气为代表的一次能源得到逐步推广。以燃气轮机、分布式能源站为代表的城市天然气应用工程正加速着天然气网络的扩展;而随着燃气轮机发电站点的建设以及天然气网络扩张,使得电-气互联综合能源系统成为未来重要的一种供能系统。同时,电转气装置(Power to Gas,简称P2G)的出现则进一步促进电网和天然气网络的融合与耦合。但由于当前电力网络及天然气网络的能流管理及调度分属不同主体,其联合调度受到物理因素的制约。本文着手于含有P2G的电-气互联综合能源系统优化运行的模型与算法研究,以促进电力-天然气互联网络的协同优化运行。本文首先阐述了电-气互联综合能源系统的基本建模原理,探究了电力网络、天然气网络的建模手段,并对燃气轮机及P2G装置的建模进行介绍。同时基于含有P2G的电-气互联网络,设计了电力-天然气混合潮流的解法以及在选取不同平衡节点下的四种电-气网络运行模式。针对电网和天然气网络的平衡节点同时在外部的算例,使用内点法算法对其优化运行问题进行求解。接着,本文提出了基于广义Benders分解算法的电-气互联综合能源系统的优化潮流算法。根据运用于混合整数非线性规划问题的广义Benders分解算法,将原优化问题分解为天然气优化主问题以及电力优化子问题。通过设定燃煤机组的出力功率为复杂变量,然后代入电力运行子问题进行计算,并使用Benders割回代到主问题求解天然气运行主问题,通过算例仿真证明该方法的有效性。其次,本文提出了基于交替方向乘子(ADMM)算法的电-气互联综合能源系统的优化潮流算法。根据ADMM算法中的两个子问题交替求解的特点,将原优化问题分解为电力网络运行子问题以及天然气网络运行子问题。通过不断更新算子最后促进迭代计算收敛。通过算例仿真证明该方法的有效性。最后,本文比对集中式算法、广义Benders分解算法以及ADMM算法三种情形下的计算精度以及计算速度。结果表明,在同样的计算精度下,基于管治主体相对分离以及低频信息交互的互联网络,ADMM算法拥有较好的收敛性。更多还原显示全部
摘要：在电力工业面临能源短缺以及环境污染的情况下,微电网成为未来电网的发展趋势。然而微电网的运行与控制中存...在电力工业面临能源短缺以及环境污染的情况下,微电网成为未来电网的发展趋势。然而微电网的运行与控制中存在如下问题:1)微电网处于孤岛状态时,由于失去大电网的支撑且惯性低,扰动将使微电网的电压和频率难以稳定;2)微电网中可再生能源和负荷的随机功率波动给微电网的经济、可靠以及安全运行带来隐患,若能在微电网中合理配置一定容量储能,将会为微电网运行带来巨大收益。因此,研究微电网的频率/电压控制技术以及微电网的储能优化配置具有重要的理论意义及工程应用价值。针对孤岛微电网的频率与电压控制问题,首先,综合考虑微电网频率电压的恢复以及微电网的经济运行,以频率电压恢复指标和微电网运行成本为两个目标,构建孤岛微电网经济运行与二次频率电压控制的多目标统一优化模型。采用规格化法平面约束法(Normalized Normal Constraint,NNC)求取其帕累托最优解集,求得分布均匀的帕累托前沿点,从而能够完整描绘帕累托前沿,方便了决策时折中解的选取。以某实际微电网为例进行了模型有效性的验证,并将NNC法与权重法进行了对比,验证了NNC法的优势。其次,在Simulink平台上建立了一个含风、光、储能和微型燃气轮机的微电网电磁暂态仿真模型。并基于该仿真模型完成了孤岛微电网的一次与二次控制全过程电磁暂态仿真。其中一次控制在Simulink平台上借助于搭建的控制模型完成,并在二次控制中采用本文所提出的方法,给本地控制器下发折中解信号,最终得到的仿真曲线验证了所提出二次控制方法的正确性。针对并网微电网储能优化配置问题,采用场景法和蒙特卡洛抽样法处理微电网中光伏和负荷的随机波动,建立了含光伏和沼气发电的微电网储能优化配置模型。以降低微电网一天的运行费用、储能投资以及微电网联络线的功率波动为目标来配置储能容量,并考虑各场景下的功率平衡约束、所有电源的出力上下限约束、储能装置约束、发电机爬坡约束、联络线功率上下限约束以及场景转移约束。并对模型作等效简化,提高求解效率。最后通过某实际微电网进行了模型的验证,并对比了简化前后的模型计算情况。更多还原显示全部
