多微网智能配电系统运行模式与调控方法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yanqingilu
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微电网为可再生能源的分布式并网发电及消纳利用提供了灵活有效的途径,也为配电网的运行和调控提供友好接口。微电网并网使得传统面向负荷调控的无源配电网向面向多微电网的有源智能配电系统迈进。多微网高渗透发展态势必然导致未来智能配电系统在调控对象类型多样化、调控时空维度扩大化、调控目标多元化等方面产生巨大变革,出现了物理层面的潮流管控和经济层面的配电市场建设等科学技术问题。现有配电网被动式调控机制逐渐显现出明显的不适应性,亟需探究新的配电系统协同自律调控机制,以解决多微网发用电行为规范化与高度自治化的矛盾,在满足多微网隐私保护和市场化竞价等多元化业务诉求的同时,促进多微网间合作共赢,提升参与配电系统运行的灵活性与主动性。为实现多微网智能配电系统安全、高效运行,本文针对其运行模式和优化调控策略开展了研究。构建含多微网的智能配电系统协同自律调控模式,涉及多时空维度下多微网的多元化并网方式及业务诉求,应厘清微网业务诉求与配电网调控方式之间的内在协同关系。为此,构建能够灵活适应不同类型微网多元化业务诉求的配电网协同调控模式框架。首先,在分析多微网高渗透态势下配电网调控新问题的基础上,提出了一种智能配电系统与多微网之间逐步培育和构建开放、友好型协同自律式调控关系的构想,阐述协同自律调控模式的内涵和特征;其次,设计具有规范性属性的配电网协同策略和具有引导性属性的多微网自律性空间计划的决策流程及其配套的奖惩机制;最后,构建协同自律空间计划(包含自律运行区、协同调控区、限制区),约束并引导多微网运行行为,降低配网调控时空维度,提升多微网参与配电系统运行的灵活性与主动性。在所建立的配电网协同自律运行控制模式框架下,针对大容量集中型微网,提出一种集中式协同调控方法,以期解决平抑分布式电源随机性、参与主网削峰填谷和配网调节性服务等诉求。建立智能配电网和微网运行模型,将智能配电网优化协同调控描述成一个混合整数二阶锥规划问题,通过优化调度和协调控制各个微网的运行以及配电网的无功补偿和有载调压,追求智能配电网运行成本最小化,并在求得最优运行点的基础上,构建运行奖励区,实现配电网对多微网灵活的利益诱导型管控。所建立的面向大容量集中型微网的配电网集中式协同调控模式,能够有助于实现配电网物理系统的安全和质量控制。在所建立的配电网协同自律运行控制模式框架下,针对考虑隐私保护需求的小容量分散型微网,提出考虑隐私信息保护的含多微网的智能配电网分布式协同调控方法,实现智能配电网和多个子微网运行的能量信息交互建模。通过广义Benders分解方法实现了不需要公开微网主体各自的私有信息的分布式经济调度。该方法在提高智能配电网运行效率和安全性的同时,保护了微网主体的隐私信息,在确保解决方案最优性的同时加速求解过程,对实现智能配电网的优化调度和新型隐私保护型商业模式提供了技术支撑。在所建立的配电网协同自律运行控制模式框架下,针对考虑市场竞价需求的小容量分散型微网,提出一种分布式协同调控方法。建立考虑配网最优运行奖励的含配电市场和配电网节点电价的多微网双层非合作博弈模型。下层模型为多个微网之间的博弈,各微网运行商以最大化自身收益为目标,以最佳策略参与配电市场竞标。在上层模型中,配电网运行商建立配电市场模型并进行市场出清和配电网节点电价计算。采用迭代算法求解所提出博弈模型的纳什均衡点,实现多个微网的协同运行。所建立的模型有助于促进多微网以利益为主要目标的交易活动。
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