计及通信可靠性的主动配电网能量优化管理研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:second5201314
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随着碳中和、碳达峰目标的提出,电力系统向着清洁化、可持续的能源结构发展。配电网作为电力消费的终端,随着分布式能源渗透率的不断提高,由传统的被动式配电网向着多源可控的主动配电网结构演变。主动配电网由先进的信息和通信技术驱动,其通信网与电力配电网存在着能量与信息的耦合,基站作为通信网与配电网互动的主要枢纽,配电网提供能源支撑,同时也为配电网控制指令的下达提供通信支持,因此基站和分布式能源的交互影响愈发严重。然而,现有的文献主要关注主动配电网的优化运行策略,忽略了通信侧对于配电网的影响。为此,本文为了突出通信技术在主动配电网中的潜在应用,结合实际开展通信网与电力网的联合信息流优化运行与规划的研究。针对信息物理融合背景下通信侧的运行机理难以刻画这一难题,对通信层进行了精细化建模,提出了一种基站接入机制来确定用户和通信基站之间的有效通信拓扑,然后构建了通信信道的衰减传输模型,并提出评价通信可靠性的两个指标:通信质量和下行传输速率。针对通信网与主动配电网实现供需互动问题,提出了考虑电力拓扑结构的通信资源和电力资源的联合优化运行模式,并将通信质量纳入优化方案中。以一种基于通信技术的能量共享方案为例,其中的微电网作为单一利益实体交换信息并协作,通过空间协同作用实现配电网与通信基站的全局优化。通过对用户和基站间有效通信拓扑的改变,能够在保证用户通信服务质量的前提下降低基站的用电成本,增加电力系统灵活性。针对通信基站和主动配电网布局的问题,综合电力负荷、通信负荷和新能源发电情况,对基站的容量和地理位置进行综合规划,构建了通信系统基础设施与分布式网络的协同规划模型。该模型内嵌短期运行模型,目标是在考虑通信质量的同时确定配电网络中分布式能源和通信基站的最佳计划。基于IEEE 33和141节点系统的算例分析表明:协同规划模型不仅可以提高通信基站的总通信容量,而且可以有效降低投资成本,与此同时还能保证所有用户得到可靠的通信服务。
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