智能配电网规划及运营

目录

前言

第1章 基于等网损微增率的有源配电系统分布式无功优化方法 1

1.1 等网损微增率原则 1

1.2 电压控制数学模型 2

1.3 基于二阶锥规划的分布式无功优化算法 7

1.4 无功优化流程及通信中断分析 10

1.5 算例分析 12

第2章 配电网基于差异化用电成本的源荷协调控制策略 20

2.1 差异化用电成本的作用 21

2.2 基于期望负荷率滚动校正的电价定价策略 23

2.3 负荷率的预防控制和校正控制 26

2.4 仿真研究 28

第3章 基于有功无功协调的有源配电系统鲁棒优化策略 31

3.1 有源配电系统有功无功协调优化机理研究 31

3.2 有源配电系统很优潮流的求解方法 35

3.3 算例分析 40

第4章 含分布式电源的配电网有功无功协调优化技术 47

4.1 三相平衡配电网有功无功协调优化策略 47

4.2 三相不平衡配电网有功无功协调优化策略 51

4.3 算例分析 57

第5章 基于二阶锥优化的有源配电网优化调度 67

5.1 潮流凸松弛 67

5.2 基于二阶锥的配电网优化调度模型 73

5.3 算例分析 76

第6章 市场环境下的电力公司优化调度 81

6.1 电力市场 81

6.2 基于二阶锥优化的电力公司优化调度模型 85

6.3 算例分析 88

第7章 配电网基于差异化用电成本的主动运营辅助决策软件 93

7.1 算法介绍 93

7.2 MATLAB-GUI简介 97

7.3 基于MATLAB-GUI进行exe文件的转换方法 102

7.4 软件使用说明 103

7.5 算例分析 116

7.6 Web版本扩展 120

主要参考文献 122

第1章　基于等网损微增率的有源配电系统分布式无功优化方法　　对配电系统进行无功优化对于提高电能质量、稳定电网运行具有重大意义，传统的无功优化主要是采取数学策略并以合理的无功调节方式去满足电网系统运行期间的各项经济指标以及安全指标，操作过程复杂，涉及众多的非线性规划以及相关的实数规划问题。　　本章介绍了基于等网损微增率的有源配电系统分布式无功优化方法，基于等网损微增率原则建立了有源配电系统（Active Distribution System，ADS）无约束分布式无功优化控制模型，提出了分区节点等网损微增率修正方法，有效满足了系统功率电压约束，提高了电能质量以及电网运行的稳定性。相比于传统的优化，本章提到的无功优化方法模型简单，收敛速度快，能有效应用于大规模网络、分布式电源渗透率高、分区数多的有源配电系统，适应性强。　　1.1　等网损微增率原则　　在保证系统电压满足约束的情况下，全局有功网损是ADS 无功优化的主要目标。而ADS有功流所产生的网损由系统有功经济调度确定，因此ADS无功优化目标如下所示：　　（1-1）　　式中，Nl表示配电网的支路数；QLj表示线路j首端或末端的无功功率；VLj表示对应的端点电压；Ploss表示有功率损耗；RLj表示电阻。　　在不考虑电压及支路功率约束的情况下，全局网损*优的条件即为有功网损对无功输出的微增率（网损微增率）为0，如下所示：　　（1-2）　　式中，L0i表示全局平衡节点到节点i的线路集合；G表示分布式发电装置（Distributed Generation，DG）或无功补偿装置所在的节点集合。　　通过式（1-2）进行等网损微增率计算时，需将线路的无功损耗平分到线路两端，以防止无功损耗的差异对全局收敛性的影响，此时线路两端的无功流表达式按照以下公式进行计算：　　（1-3）　　式中， 表示线路i，j两端的无功流；Qij表示从节点i流向节点j的无功功率；Qji表示从节点j流向节点i的无功功率。　　由式（1-2）可知，当所有DG或无功补偿装置的等网损微增率为0时，全局达到网损*优状态。当不考虑系统电压功率约束以及线路无功损耗时，式（1-2）为线性方程组，因此基于DG无功出力初始值所决定的潮流状态通过式（1-2）求解DG无功出力调整值以趋向*优状态具有较快的收敛速度。根据各个分区所能直接获得的信息对式（1-2）进行变形，如下所示：　　（1-4）　　式中，m表示节点i所在分区的平衡节点的标号；Lmi表示节点m到节点i的线路集合。　　式（1-4）中，等号左边的项表示节点i所在分区的平衡节点的等网损微增率，可通过与上游邻居分区的信息交互获得，从而各个分区均可根据式（1-4）利用分区潮流信息计算DG或无功补偿装置的调整值以不断趋向*优状态，实现全局网损的分布式优化。由于每次迭代均需进行潮流计算，前次迭代忽略的无功损耗将在下次得到补偿，几乎不影响*终优化效果。　　1.2　电压控制数学模型