分布式电源参与配电侧无功补偿策略研究

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大规模分布式可再生能源接入配电网,改变了传统辐射状配电网的潮流运行情况,引发电压越限、线路损耗严重等问题,对配电网的安全运行造成巨大的影响。传统配电网中常采用无源无功补偿和有源无功补偿装置联合治理配电网的电能质量问题,但受接入成本的影响,越来越难以适应大规模分布式可再生能源接入后引发电能质量问题。本文通过利用分布式电源发电装置的剩余容量,采用无功补偿的方式治理配电网电能质量问题。首先,分析了分布式可再生能源的有功、无功数学模型,分析了有源配电网有功无功功率对配电网的影响,并通过数学公式给出证明,以上分析表明,通过对配电网进行无功优化,可以有效地提升系统运行的经济性和安全性。其次,从配电网系统调度层面,提出了基于自适应遗传算法分布式电源无功优化方法。该方法以减小PCC交换功率,减小网损和电压偏差为目标建立了多目标函数,通过加权方法将多目标转化为单目标函数。利用自适应的遗传算法(Adap GA)对系统的数据进行处理,找到适合系统的最优解。通过改进的IEEE33节点算例仿真分析,表明所提模型和方法具有较好的适用性,降低了电压越限的风险,减小了电压偏差,有效地减少了系统的网损,验证了所提模型和方法的正确性和有效性。最后,从分布式电源利益主体层面,提出了基于纳什议价的分布式电源无功优化方法。该模型针对分布式电源运营商和配电网运营商之间的合作带来的效益分配问题,考虑采用合作博弈的纳什议价理论解决此问题,在个体实现Pareto最优效益的同时,也能实现合作联盟的效益最大,采用ADMM算法求解,验证所提方法可以有效的激励分布式电源参与系统无功补偿,提升双方效益的有效性。本文所提的基于自适应遗传算法分布式电源无功优化方法方法和基于纳什议价的分布式电源无功优化方法方法分别从配电系统系统层面和分布式电源利益主体层面对系统进行无功优化,可以有效地解决大规模分布式电源接入引起的电能质量问题,并对提升配电网分布式电源接入渗透率有着重要意义。
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