计及分布式发电的配电网规划研究

论文摘要

分布式发电(DG)技术是近几年兴起的一种新型发电技术,它能充分利用可再生洁净新能源,投资节省,与环境兼容灵活高效地进行发电。分布式发电已经被世界各国所重视,将成为电力系统供电总量中重要的组成部分。因此对分布式发电技术进行研究有着重大的理论价值和现实意义。随着负荷增长和分布式电源大量接入配电网,研究计及分布式发电的配电网规划成为重要课题。配电网规划是一个多变量、多约束的混合非线性规划问题,其优化过程十分复杂。针对配电网规划和分布式发电的特点,本文提出了应用粒子群算法(PSO)进行计及分布式发电的配电网规划。本文就这一课题展开,通过粒子群算法解决计及分布式发电规划中的多目标问题。本文首先介绍了分布式发电的分类以及其对电力系统造成的影响。这些影响包括:分布式发电对电力系统安全和可靠性、电能质量、继电保护、网损等方面。分布式电源的嵌入打破了传统电力系统的格局,原有的配电网规划方法在计及分布式发电后不能很好地发挥作用。本文介绍了配电网规划的一般思路和简要步骤,并通过配电网扩展规划和计及分布式发电后的规划方法循序渐进地进行了研究。无论是在自然学科领域还是在社会学科领域,以最小的成本获取最大的效益,始终是人类追求的目标。最小化成本的同时最大化效益,将这一对矛盾的两个方面同时考虑,就构成了一个典型的多目标优化问题。本文对多目标问题的产生背景,粒子群算法的基本概念、数学模型以及算法步骤、应用领域等进行了简单介绍。本文通过对粒子群优化算法的深入研究,进一步扩展了该算法的应用领域,为解决多目标优化问题提供了新的理论依据和高效的解决方案。本文建立了以网损最小、分布式电源运行成本最小、分布式电源安装容量最大为子目标的计及分布式发电的配电网规划多目标优化模型。对于多目标优化模型,本文通过不同量纲函数的归一化加权,把多目标优化问题转化为单目标优化求解。最后,介绍了粒子群优化算法在一个实际配电网规划的具体应用实现,并进行了仿真计算。运算结果显示了该算法应用于这一领域的可行性和有效性。通过粒子群算法进行多目标问题的优化计算,并对不含有和含有分布式电源的配电网规划结果作了比较分析。算例结果表明,引入分布式电源后对配电网优化带来了一定的合理性和优越性。也从一个侧面印证了分布式发电技术进入电力系统后会带来较有利的影响,同时也印证了分布式发电技术有着广阔的应用前景。

论文目录

• 目录
• CONTENTS
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 分布式发电技术简介
• 1.2.1 分布式发电的技术特点
• 1.2.2 分布式发电技术发展的现状
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 分布式发电的分类及其对电力系统的影响
• 2.1 目前分布式发电的主要形式
• 2.1.1 太阳能光伏电池发电
• 2.1.2 冷热电联产发电
• 2.1.3 风力发电
• 2.2 分布式发电对电力系统的影响
• 2.2.1 分布式发电对系统安全和可靠性的影响
• 2.2.2 分布式发电对继电保护的影响
• 2.2.3 分布式发电对电能质量的影响
• 2.2.4 分布式发电对网损的影响
• 2.3 本章小结
• 第三章 计及分布式发电的配电网规划
• 3.1 引言
• 3.2 目前计及分布式发电的配电网规划研究现状
• 3.3 配电网规划的基本内容和步骤
• 3.4 计及分布式发电的配电网规划
• 3.4.1 含分布式发电的配网潮流计算
• 3.4.2 计及分布式发电的配电网规划中的布点规划
• 3.4.3 计及分布式发电的配电网扩展规划
• 3.5 本章小结
• 第四章 多目标问题及粒子群优化算法研究
• 4.1 引言
• 4.2 多目标优化问题概述
• 4.2.1 多目标优化问题的发展应用
• 4.2.2 多目标问题的数学描述
• 4.2.3 传统的多目标优化算法
• 4.3 粒子群算法
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 粒子群算法的设计步骤和算法流程
• 4.4 本章小结
• 第五章 算例及分析
• 5.1 算例基本参数
• 5.2 配电网的扩展规划
• 5.2.1 目标函数
• 5.2.2 约束条件
• 5.2.3 计算流程
• 5.2.4 结果分析
• 5.3 计及分布式发电的配电网规划
• 5.3.1 多目标函数
• 5.3.2 约束条件
• 5.3.3 计算流程
• 5.3.4 结果分析
• 第六章 结论与展望
• 附录I
• 附录II
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表（录用）的论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表