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随着物流产业和高速路网的快速发展,高速公路沿线用电设备呈现出智能化、大功率、高密度分布的趋势。高速公路现有供电方式的高损耗、难维护等问题日益凸显,因此找到一种低损耗、易维护的替代方案显得尤为迫切。本文针对此提出了高速公路直流微电网概念,研究分布式电源在高速公路直流微电网中的选址定容,实现传统方案的有效替代。 分布式电源的运行特性、建模和当地气象数据的获取是高速公路直流微电网规划阶段的首要问题。本文利用HOMER软件模拟了当地的气象数据,根据当地实际选择风机、光伏板和蓄电池作为直流微电网的微源并进行了建模。为了提高潮流计算的收敛速度及精度,改进了广度优先搜索编号算法(Breadth-FirstSearch,BFS)并通过实例验证了改进算法的运行效果。为了实现参数计算和节点自动编号,调用VBA窗口编写了改进广度优先搜索算法(ImprovedBreadth-FirstSearch,IBFS)编号界面。 为了确定分布式电源在高速公路直流微电网中的位置,设计了基于多目标的分布式电源选址规划方案。建立了直流微电网的节点网损微增率、支路电压稳定度模型并通过实例分析了分布式电源位置和容量对直流微电网网损的影响。 采用改进粒子群算法(ImprovedParticleSwarmOptimization,IPSO)求解分布式电源最优容量问题。为解决基本粒子群算法(ParticleSwarmOptimization,PSO)易于陷入局部最优的问题,从初始化粒子、惯性权重和变异策略三个维度进行了改进并通过典型函数的测试验证了IPSO算法优良的收敛和准确性能。设计了离网型和并网型直流微电网容量优化配置流程,分别建立了以可靠性为主要目标和以经济性为主要需求的归一化惩罚目标函数。 通过对高速公路离网型和并网型直流微电网算例分析,本文提出的离网型直流微电网优化配置后的故障后可靠性更高;并网型直流微电网相比传统直流远供方案的年投资和维护成本明显降低,电压均衡度和支路电压稳定度显著减小,验证了直流微电网在高速公路供电应用上的广阔前景。