本文關(guān)鍵詞：分布式光伏電站接入配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃研究　出處：《東南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 光伏電站 分布式并網(wǎng) 隨機(jī)優(yōu)化 選址定容 改進(jìn)蒙特卡洛模擬

【摘要】：能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的重要物質(zhì)保證。近年來,由于能源危機(jī)的爆發(fā)和環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重,煤炭、石油等常規(guī)能源正逐步被新能源所替代。太陽能以其清潔、環(huán)境友好、不會(huì)枯竭的獨(dú)特優(yōu)勢獲得了極大關(guān)注。然而,太陽能的一大特點(diǎn)是它們具有隨機(jī)性和不可控性,受天氣因素影響較大,這對(duì)光伏電站并網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求。分布式接入方式能夠最大限度利用太陽能資源,但導(dǎo)致配電網(wǎng)從單電源網(wǎng)絡(luò)變成多電源網(wǎng)絡(luò),引起線路潮流方向的改變。因此,分布式光伏電站接入配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)問題需要更加細(xì)致深入的研究。本文研究了光伏電站出力隨機(jī)性模型,提出了對(duì)其進(jìn)行隨機(jī)模擬的方法;在建立光伏電站仿真模型的基礎(chǔ)上,分析研究了光伏電站并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)潮流分布、電壓分布以及短路電流和繼電保護(hù)等方面的影響;最后,本文提出了考慮光伏出力隨機(jī)性的并網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃方法,對(duì)分布式光伏電站的并網(wǎng)位置和容量加以優(yōu)化。具體研究內(nèi)容如下:1、分析了太陽能的能源特性,建立了不同時(shí)間的地表光照強(qiáng)度計(jì)算模型,研究了在不同天氣狀態(tài)下地表光強(qiáng)隨時(shí)間變化的分布特點(diǎn)。研究了光電轉(zhuǎn)換模型,建立了以最大出力為基準(zhǔn)值的歸一化光伏電站出力的貝塔分布模型。提出了依據(jù)地區(qū)光照強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)貝塔分布概率密度函數(shù)參數(shù)估算,并進(jìn)行隨機(jī)模擬的方法。在實(shí)際算例中驗(yàn)證了該方法的有效性。2、研究了光伏電站并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響,基于此考慮光伏并網(wǎng)規(guī)劃中需要關(guān)注的安全約束條件。通過分析推導(dǎo),研究了光伏電站并網(wǎng)后線路潮流分布和節(jié)點(diǎn)電壓分布的改變。分析了光伏電站短路電流的特性,研究了包含光伏電站的配電網(wǎng)在發(fā)生短路故障時(shí)線路的短路電流,以及與原有網(wǎng)絡(luò)短路電流的差別,對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行可能帶來的影響。在建立光伏電站物理仿真模型的基礎(chǔ)上,在IEEE33典型配電網(wǎng)中接入該仿真模型進(jìn)行模擬運(yùn)行,研究了該仿真系統(tǒng)中電網(wǎng)的線路潮流的大小和方向、節(jié)點(diǎn)電壓分布以及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗等參數(shù)受光伏電站接入的影響。3、考慮光伏電站出力隨機(jī)性特點(diǎn),提出了一種光伏電站并網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃方法。優(yōu)化設(shè)計(jì)光伏電站并網(wǎng)位置和相應(yīng)容量,以降低對(duì)主電網(wǎng)的電能需求、減少碳排放為優(yōu)化目標(biāo),保證斷路器所在線路潮流方向不變,避免并網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響。改進(jìn)了序貫蒙特卡洛模擬概率潮流計(jì)算方法,使之適應(yīng)并網(wǎng)隨機(jī)優(yōu)化問題,并提高了計(jì)算效率。將優(yōu)化約束以罰函數(shù)方式計(jì)入優(yōu)化目標(biāo)形成增廣目標(biāo)函數(shù),并利用粒子群算法求解該優(yōu)化問題。最后通過典型算例驗(yàn)證了該優(yōu)化方法的優(yōu)化效果。
[Abstract]:Energy is an important material guarantee for the development of national economy and the improvement of people's living standard. In recent years, because of the outbreak of energy crisis and the increasingly serious environmental pollution, coal. Conventional energy sources, such as oil, are gradually being replaced by new ones. Solar energy has received great attention because of its unique advantages of cleanliness, environmental friendliness, and undrying up. One of the characteristics of solar energy is their randomness and uncontrollability, which are greatly affected by weather factors. The distributed access mode can maximize the use of solar energy resources, but lead to the distribution network from a single power network to a multi-source network. Therefore, the planning and design of distributed photovoltaic power station access to distribution network needs more detailed and in-depth study. This paper studies the stochastic model of photovoltaic power generation. The method of random simulation is put forward. Based on the simulation model of photovoltaic power station, the influence of grid-connected photovoltaic power station on power flow distribution, voltage distribution, short-circuit current and relay protection is analyzed. Finally, this paper proposes a grid-connected optimal planning method to optimize the grid-connected position and capacity of distributed photovoltaic power plants considering the randomness of photovoltaic power. The specific research contents are as follows: 1. The energy characteristics of solar energy are analyzed, the surface light intensity calculation model at different time is established, the distribution characteristics of surface light intensity with time under different weather conditions are studied, and the photoelectric conversion model is studied. The beta distribution model of normalized photovoltaic power station based on the maximum output force is established, and the parameters of the beta distribution probability density function are estimated based on the regional light intensity statistics data. The effectiveness of the method is verified by a practical example. The effect of grid-connected photovoltaic power station on distribution network is studied. Based on this consideration of photovoltaic grid-connected planning needs to pay attention to the security constraints through analysis and derivation. The changes of power flow distribution and node voltage distribution in photovoltaic power station are studied, and the characteristics of short-circuit current in photovoltaic power station are analyzed. The short-circuit current of the distribution network including photovoltaic power station and the difference between the short-circuit current of the distribution network and the original network are studied. On the basis of establishing the physical simulation model of photovoltaic power station, the simulation model is connected to the typical distribution network of IEEE33 to simulate the operation. In this simulation system, the size and direction of line power flow, node voltage distribution and system network loss are affected by the access of photovoltaic power station. The randomness of photovoltaic power generation is considered. This paper presents an optimal planning method for grid-connected photovoltaic power plants. The optimal design of grid-connected position and corresponding capacity of photovoltaic power plants is aimed at reducing the power demand for the main power grid and reducing carbon emissions. The method of sequential Monte Carlo simulation probabilistic power flow calculation is improved to adapt to the stochastic optimization problem of grid connection. The optimization constraints are taken into account in the form of penalty function to form an augmented objective function. Particle swarm optimization algorithm is used to solve the optimization problem.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM615;TM715

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本文編號(hào)：1410673