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高比例可再生能源配网中考虑安全稳定约束的U

发布日期:2019-06-06 17:48 浏览次数:

  全球气候变暖背景下配电网运行中有哪些新的要求?全球气候变暖背景下,如何建设环境友好型电网受到了越来越多的关注。采用清洁可再生能源替代常规化石能源是实现环境友好型电网的一个关键环节。然而,风能、太阳能等可再生能源具有较大的波动性和不确定性,大量可再生能源接入后对配电网运行带来了新的挑战。母线电压和线路负载随新能源波动而变化,若没有有效的运行控制策略,则存在较高的母线电压越限和线路过载风险。同时,节能降损也是解决全球气候变暖的重要举措之一。目前,发达国家电网全网损耗约为10%,发展中国家全网损耗在20%左右,其中的一大部分都发生在配电网中。因此,配电网损耗控制也是未来对配电网运行提出的要求之一。

  利用UPFC满足上述配电网运行需求的可行性和遇到的挑战UPFC具有多个控制维度,可以同时实现电压越限控制、线路过载控制和损耗控制,为解决全球气候变暖背景下配电网运行中遇到的问题提供了一种有效的手段。利用UPFC解决上述问题通常有两种途径:实时动态控制策略和基于最优潮流(optimalpowerflow,OPF)算法的运行策略。实时动态控制策略多利用反馈控制实现快速有效的动态控制,然而通常控制是针对单个控制目标的固定控制。而基于OPF算法的运行策略可以实现多个控制目标和运行参数的同时优化,其缺点主要是OPF算法的计算量受系统规模影响较大,计算时需要考虑新能源发电量和负荷波动的影响,计算过程较为复杂。

  如何融合动态控制策略和基于OPF算法的运行策略为融合动态控制策略计算量小、控制速度快和基于OPF算法的运行策略可以实现多目标协同优化的优点,本文提出了一种混合控制策略,通过基于PMU测量值的动态控制器实现线损最小化,当损耗最小运行点违反系统安全稳定运行约束时,将通过最优潮流算法计算得到的校正信号叠加到动态控制器上,实现配电网运行全面控制和综合优化。为制定上述控制策略,本文首先推导了具有回路结构的配电网最小线损条件,然后在考虑了允许电压范围、线路负荷限制、UPFC额定值等安全约束的条件下,将考虑安全稳定约束的UPFC降损控制问题转化为一个简单的OPF问题。OPF计算过程中使用PMU测量值描述不等式约束,从而减少求解等式约束的过程,使计算量大大减少。

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