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摘要:针对主动配电网参与市场购电,提出了同时考虑主动配电网运行安全性和经济性的优化运行模型。该模型考虑了基金项目:国家高技术研究发展计划项目(863计划)市场电价和分布式电源出力的不确定性,采用随机规划进行建模。为在随机规划模型中进一步考虑系统运行安全约束和离散控制措施,提出了线性化配电网潮流模型和基于虚拟电流注入法的线性有载调压变压器模型,使得主动配电网运行优化模型最终为线性规划模型,实现了在随机规划模型中有效考虑了主动配电网运行安全约束和有载调压变压器等离散控制措施。引入降压节能控制技术,使得主动配电网利用降压节能控制提高系统运行经济性。通过33节点主动配电网算例分析,验证了所提模型和方法的有效性和合理性。
关键词:主动配电网;随机规划;有载调压变压器;安全约束;节能降压控制
0引言
为优化能源结构和应对大规模分布式可再生发电(distributedgeneration,DG)的接入,主动配电网(activedistributionnetwork,ADN)应运而生[1]。随着我国电力体制改革进一步推进,为主动配电网公司(activedistributioncompany,ADisCo)作为市场主体参与市场进行售电和购电提供了可能,为此开展电力市场环境下ADN的运行优化研究具有重要的现实意义。
文献[2]研究了ADN与主网的有功协调优化调度问题。文献[3]提出了全网集中优化、区域协调校正的ADN优化运行控制技术,在长周期内协调全网有功和无功资源,在短周期内将电网划分为若干个可控区域,提出了区域内分布式电源、电压无功设备、柔性负荷的协调校正控制策略。文献[4]提出了包括日前经济优化和日内滚动修正的优化调度方法,以解决DG引起的配电网过电压问题。但这些研究没有考虑新能源及负荷的随机性带来的影响。
随着新能源发电等不确定性运行状况的不断增加,在ADN运行优化问题中考虑不确定性因素已经成为当前研究热点[5]。文献[6]基于拉丁超立方采样的概率潮流方法考虑了多个风电机组接入的随机性。文献[7]基于概率统计理论考虑了分布式发电出力和负荷波动的不确定性。通常在考虑新能源出力不确定性的ADN运行优化研究中,仅考虑有功部分,较少文献同时考虑ADN的运行安全问题。文献[8]考虑DG、储能、无功补偿装置等连续和离散控制变量,提出了基于混合整数二阶锥规划的ADN有功、无功多时段优化运行模型。文献[9]基于分段线性化技术对有载调压变压器(on-loadtapchanger,OLTC)精确线性化建模,在支路潮流方程基础上提出了一种基于二阶锥松弛的含OLTC的
ADN最优潮流模型。上述模型都在最大化ADN经济性的同时考虑了运行安全性,但是在考虑DG等不确定性的优化模型中加入如OLTC和电容器等离散控制变量以及非线性安全运行约束会显著增加模型计算和求解的困难。
随着智能配电技术的发展,其对落实节能减排具有重要的意义,而降压节能技术(conservationvoltagereduction,CVR)是智能配电技术的主要组成部分[10]。降压节能技术是指当用电终端节点电压降低时,能在一定程度上减小用户用电量。当市场购电价格过高时,ADisCo可以适当利用降压节能技术减小购电量,从而提高运行经济性。
基于上述背景,本文针对ADN作为购电主体参与市场,建立了考虑DG出力和市场价格不确定性的两阶段随机规划运行优化模型。基于所提的线性化配电网安全运行模型和虚拟注入电流法的有载调压变压器线性模型,实现了在随机规划模型中有效考虑了ADN节点电压和线路阻塞的运行安全问题,并通过调节有载调压变压器分接头、电容器
等无功控制元件提高了ADN运行安全性。同时,提出了节能降压控制的负荷模型,在市场环境下通过调节电压实现主动配电网公司利益最大化。最后,所提ADN运行优化模型为线性模型,可采用商业优化软件进行模型求解,通过算例分析验证了所提模型的有效性和合理性。
1主动配电网安全运行优化模型
本文假设ADisCo负责ADN的运行和市场购电决策,其在电力市场中作为电价接受者从市场购买电量,并将从市场购买的电量售给ADN中的用电用户。本文电力市场考虑日前市场和实时市场。
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