含分布式电源的配电系统状态估计

论文摘要

分布式电源是一种新兴的电力电源技术,指某些靠近用户侧安装的容量在几千瓦至几十兆瓦的中小型发电装置。它主要包括燃料电池,小型水力发电,风力发电,太阳能电池阵列以及生物发电等,不仅能利用传统的化石燃料,还能有效利用可再生能源。分布式电源的应用一方面提升了整个系统的传输效率,另一方面还在发电装置、输电系统以及变配电设备投资上大大节约了成本。它不仅能够降低系统网损,而且还能够提高整个系统的可靠性。随着分布式电源在配电系统中大量应用,传统的状态估计算法将不再适用,迫切需要研究新的算法。本论文主要研究分布式电源的加入对配电系统的状态估计的影响。本文在基于支路电流的配电系统状态估计算法的基础上进行了改进,加入了分布式电源的因素,能够适用于三相不平衡配电系统。算法选取了支路电流的幅值和相角作为状态变量,以支路有功无功、电流幅值、节点电压幅值以及节点负荷有功无功为量测量,分布式电源的量测也被作为量测量并入其中。在配电网络中,分布式电源可以建立成四种类型的节点:P、Q恒定的PQ节点;P、V恒定的PV节点;P、I恒定的PI节点;P恒定、Q受V限制的P-Q（V）节点。依据每种节点类型的特性,本文提出了在状态估计中相应的处理方法。本文通过对11节点以及34节点算例的计算分析,模拟了各种情况下的分布式电源对状态估计的影响,在设定的误差条件下,通过实例验证得到了一些有意义的结论:1)增加了分布式电源的量测数据,能够较好的降低状态估计的计算误差,使状态估计的结果能够更加接近真实值。2)分布式电源安置在配电系统的馈线末端,远离系统的根节点时,它的量测数据能获得更好的状态估计结果。3)分布式电源在配电系统中的渗透率较小时,在拓扑结构中缺失该分布式电源信息的情况下对状态估计的结果影响较小;在配电系统中的渗透率较大,在缺失分布式电源信息的情况下对状态估计的结果影响较大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 分布式发电系统概述
• 1.3 配电系统状态估计的研究现状
• 1.4 本文所做工作
• 第二章 配电系统状态估计
• 2.1 概述
• 2.2 基本加权最小二乘法
• 2.3 基于支路电流的状态估计算法
• 2.4 小结
• 第三章 含分布式电源的配电系统状态估计
• 3.1 引言
• 3.2 分布式电源的模型以及在状态估计中的处理
• 3.2.1 P恒定，Q恒定的PQ节点
• 3.2.2 P恒定，V恒定的PV节点
• 3.2.3 P恒定，I恒定的PI节点
• 3.2.4 P恒定，U不定，Q受P、U限定的P-Q（V）节点
• 3.3 含分布式电源量测元素的雅克比矩阵表达
• 3.4 小结
• 第四章 算例应用分析
• 4.1 程序文件说明
• 4.2 数据库输入文件说明
• 4.3 含分布式电源的11 节点测试算例分析
• 4.4 含分布式电源的34 节点测试算例分析
• 4.5 小结
• 第五章 结论及展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢