含分布式光伏的主動(dòng)配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)研究.pdf

1、隨著太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)(Photovoltaic，PV)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的太陽(yáng)能光伏電源接入配電網(wǎng)運(yùn)行，使得傳統(tǒng)的單電源配電網(wǎng)系統(tǒng)正在逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎嚯娫垂╇姷挠性?、主?dòng)配電網(wǎng)。相比于傳統(tǒng)配電網(wǎng)，主動(dòng)配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行和控制技術(shù)會(huì)變得更為復(fù)雜。主動(dòng)配電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制的基礎(chǔ)在于智能的量測(cè)和通信技術(shù)，為了達(dá)到電網(wǎng)高效、可靠、安全、穩(wěn)定運(yùn)行的目的，主動(dòng)配電網(wǎng)海量數(shù)據(jù)信息的匯總和高效精準(zhǔn)的處理成為了核心環(huán)節(jié)，這對(duì)適應(yīng)于主動(dòng)配電網(wǎng)發(fā)展的狀態(tài)估計(jì)提出

2、了新的要求。
　　本文以含分布式光伏的主動(dòng)配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)方法為主要研究對(duì)象，從狀態(tài)估計(jì)的基本算法、光伏發(fā)電狀態(tài)估計(jì)模型及出力預(yù)測(cè)、量測(cè)裝置優(yōu)化配置算法以及分布式狀態(tài)估計(jì)算法等方面開展研究工作。
　　首先，結(jié)合主動(dòng)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)特征，對(duì)配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)的基本算法進(jìn)行研究。建立了狀態(tài)估計(jì)的輸入輸出模型，詳細(xì)分析了量測(cè)函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息的數(shù)學(xué)表達(dá)以及基于加權(quán)最小二乘法的狀態(tài)估計(jì)器，分別推導(dǎo)了基于節(jié)點(diǎn)電壓方法和基于支

3、路電流方法的狀態(tài)估計(jì)的量測(cè)函數(shù)及雅可比矩陣元素的數(shù)學(xué)表達(dá)形式，形成了狀態(tài)估計(jì)的具體求解步驟和流程。
　　其次，針對(duì)太陽(yáng)能光伏的接入問(wèn)題，研究了光伏發(fā)電狀態(tài)估計(jì)模型以及太陽(yáng)能光伏出力預(yù)測(cè)方法。介紹了光伏發(fā)電接入節(jié)點(diǎn)的有量測(cè)和無(wú)量測(cè)模型及其處理方法，分析了影響光伏出力的主要因素，針對(duì)歷史樣本數(shù)據(jù)不足問(wèn)題，提出了對(duì)不同時(shí)間跨度的樣本進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算并排序的灰色關(guān)聯(lián)度分析的方法，在此基礎(chǔ)上形成了基于樣本擴(kuò)張的光伏出力預(yù)測(cè)方法。預(yù)測(cè)結(jié)果表

4、明所提出的預(yù)測(cè)方法具有較好的準(zhǔn)確性。
　　再次，考慮到狀態(tài)估計(jì)的可觀性，提出了一種含PV的主動(dòng)配電網(wǎng)量測(cè)裝置的優(yōu)化配置方法。介紹了電力系統(tǒng)可觀性的相關(guān)概念，考慮分布式光伏接入的影響提出了支路可觀的電力系統(tǒng)可觀性分析方法;介紹了相量量測(cè)單元(Phasor Measurement Unit，PMU)在配電網(wǎng)中應(yīng)用的優(yōu)越性，提出了以PMU為邊界節(jié)點(diǎn)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域分割的方法;建立了一個(gè)量測(cè)裝置配置的雙層優(yōu)化模型，上層優(yōu)化以區(qū)域分割后各子

5、系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)計(jì)算負(fù)擔(dān)均勻?yàn)槟繕?biāo)對(duì)PMU進(jìn)行優(yōu)化配置，下層優(yōu)化是在上層優(yōu)化的基礎(chǔ)上，以量測(cè)裝置配置個(gè)數(shù)最少、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)為目標(biāo)，以各子系統(tǒng)完全可觀為約束，對(duì)子系統(tǒng)中傳統(tǒng)量測(cè)裝置進(jìn)行優(yōu)化配置，通過(guò)狀態(tài)估計(jì)的計(jì)算精度指標(biāo)的評(píng)價(jià)及傳統(tǒng)量測(cè)配置個(gè)數(shù)綜合選擇出最優(yōu)配置方案。算例分析驗(yàn)證了所提配置方法的正確性和有效性。
　　最后，為了提高狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確性和收斂性，提出了一種含光伏的主動(dòng)配電網(wǎng)分布式狀態(tài)估計(jì)方法。提出了考慮PMU配置的分區(qū)方法，在配