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主动配电网中复合储能的协同优化配置运行与评估研究

【摘要】:近年来,高渗透率可再生能源接入下的主动配电网研究受到越来越多的关注,而可再生能源的随机性和间歇性导致主动配电网系统运行中存在不确定的因素,需要储能系统参与系统调节。随着分布式电源的高比例接入及人们对于电能质量的要求日益增高,采用单一储能往往不能满足高渗透率下的电网相应需求,因此,多时间尺度的复合储能系统接入配电网是一种有效地解决方案。本文首先介绍了分布式能源高比例消纳背景下的混合储能系统及含储能的主动配电网国内外研究现状,阐述了国内外对于分布式能源高渗透率接入主动配电网后的储能规划与运行研究方面的理论探索和工程应用。其次,构建了含储能的主动配电网的基本架构,明确了传统机组、分布式能源与储能的集成调度中心在电网中的地位与作用,从而进一步形成了储能集成调度中心的控制策略,给出不同储能系统在不同的电网需求情况下的响应策略,接着从宏观上分析了多种储能接入主动配电网的影响,为进一步建立数学模型打了基础。然后,分别以储能投资成本和线路损耗最小为目标,以储能在配电网中的接入位置和额定容量为决策变量,以储能的投资成本和网损成本最低为优化目标,建立上层多目标储能选址定容模型,基于多目标非支配排序遗传算法对上述含有多个约束,多个变量的多目标调度优化模型的求解,得到储能接入的最优位置和容量;把得到的结果作为下层模型初始值,以储能运行成本最小为目标,建立下层非线性混合整数模型,并用混合遗传算法对齐进行求解,最后形成双层调度运行混合整数二次规划模型。最后,基于优化配置与运行得到的储能功率及组合信息,以改进的IEEE 14节点配电网建立测试案例,验证文中模型和所提算法的可行性。并以不同时间尺度作为衡量储能运行的标准,结合配电网在各种情况下储能的相应需求,分梯度和层次对多种储能在主动配电网中的作用做出综合性评估。

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