含分布式电源的配电系统随机潮流算法研究

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1、含分布式电源的配电系统随机潮流算法研究1绪论1.1研究背景及意义当前，全球能源压力和环境问题日益严峻。传统的煤炭、石油等化石能源将不可避免地逐渐面临枯竭，而且现阶段这些非清洁能源都出现了产能过剩的情况，同时还带来了温室效应、酸雨、雾霾等严重的环境问题。因此，加快探寻新型清洁能源来逐步取代传统化石能源成为当前能源问题解决的突破口。我国正处于向低碳清洁能源转型的变革期，建立以低碳、可再生能源为主导的能源系统，实现能源、资源、环境的协调可持续发展，是能源转型的核心要求，与此同时以电力为代表的二次清洁能源的转型将最终决定能源转型的成败。我国的电力系统正向着大容量、高电压、远

2、距离方向发展，随着电力系统规模不断扩大，电力系统的调度控制将会更加复杂，可靠性降低，灵活性变差，网络损耗变大，从而带来一系列能源环境问题。因此，构建更加灵活、智能的配电系统成为了当前电力系统发展的一个重要方向。由此而诞生的分布式电源[1]（DistributedGeneration，DG）技术，将成为清洁能源利用的主要形式和智能电网发展的主要方向，不过这也给以配电网为载体的电力需求侧管理带来了新的考验。配电系统直接与负荷侧用户相连，而且位于电力系统的最末端，是电力系统中向用户供给电能和分配电能的重要环节，同时也是最薄弱、最容易被忽视的一环。而如果将分布式电源技术引入

3、到配电系统中来将会对其产生很大的影响，并且使之发生实质性的变化：由原先的辐射式网络变成一个电源与用户互联的多端供电网络，潮流也不一定单向地从变电站母线流向各负荷，有可能会出现回流和复杂的电压变化，因此需要对网络的潮流分布进行重新分析。配电网的潮流计算是配电网规划、状态估计、运行分析和网络重构的基础。所采用的潮流计算方法是否合理将直接影响到规划设计的系统在未来投运后能否安全、可靠和经济地运行。........1.2含分布式电源的配电系统随机潮流计算研究现状分布式电源（DistributedGeneration，DG）一般是指不直接与高压输电系统相连的35kV及以下电压

4、等级的电源，具有清洁高效、安全可靠、灵活经济等优点。它一般安装于用户附近，即发即用，可以大大降低电网的功耗。它们通常以10kV及以下电压等级接入电网，且单个并网点装机容量一般不超过6M-Charlier级数展开的随机潮流算法。此算法兼有良好的准确性与快速性。2.1配电网的随机潮流基本原理分析输电网的潮流计算常用的是快速解耦法。而配电网呈辐射式网络，闭环设计开环运行，且线路的R/X较大，常具有树状结构，且多分支多分段，网络的PQ节点多，PV节点少这些特点，使得传统潮流计算如快速解耦法计算速度慢，不易收敛，导致了雅克比矩阵的条件数增大，呈现不同程度的病态特征。此外配电网

5、对故障异常敏感，通常一点故障则会导致整条线路停电。此外，如果将分布式电源技术引入到配电系统中来将会对其产生很大的影响，并且使之发生实质性的变化：由原先的辐射式网络变成一个电源与用户互联的多端供电网络，潮流也可能会出现由负荷流向各变电站母线的回流情况，因此我们就很有必要对配电网络的潮流分布进行重新分析。随着大量强随机性弱可控性的分布式电源将逐渐地接入到配电网，配电系统中的不确定因素将会大大增加。配电侧的源端与负荷端将呈现强随机性弱可控性的特点。如果再用传统的确定性潮流分析方法来计及系统的各种不确定性因素，就需要对各种可能情况作大量运算，这样一来不仅计算量巨大，而且很难

6、反映系统的整体状况。此时就需要用随机潮流计算来解决这一难题。随机潮流能够充分考虑到电力系统运行中的各种随机因素，从而得到系统稳态运行情况下的宏观统计信息，并对电网存在的薄弱环节做出量化分析。它可以为电力规划调度部门进行电网规划设计以及电力调度运行提供重要的参考信息。..........2.2配电网的随机潮流计算方法分析随机潮流自Borkodash;受自然环境的影响比较大，其强随机性，弱可控性的特点使得风力发电与太阳能光伏发电等分布式电源接入到配电系统时会给配电系统带来很大的扰动，破坏系统的正常运行。本文在深入研究传统电力系统确定性潮流算法基础上，重点研究了含分布式电

7、源的配电网随机潮流计算方法，并且对于分布式电源出力波动较大的特点进行了算法的改进，然后在matlab7.1环境下编程仿真，研究得出如下结论：（1）把随机潮流与传统确定性潮流计算进行对比分析得出了研究含分布式电源的配电系统随机潮流的必要性，随机潮流能够计及电力系统中的各种不确定性因素，综合全面地反映系统实际运行状况，并且发现其中的薄弱环节，为系统规划设计提供有价值的参考信息。（2）针对配电系统源端风电出力波动大且不连续的特点，对风电有功出力模型进行了离散化的改进处理，并且考虑了负荷端的离散分布情况，从而建立了分布式电源中的风电、光伏发电出力随机模型，以及常规发电机