【配电网重构】高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构【IEEE33节点】附Matlab代码

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🔥 内容介绍

本研究针对高比例清洁能源接入配电网后带来的功率波动、电压稳定性等问题,构建了计及需求响应的配电网重构模型。以 IEEE33 节点系统为研究对象,综合考虑清洁能源发电不确定性、需求响应调节能力及配电网运行约束,采用改进粒子群优化算法进行求解。仿真结果表明,该模型能够有效降低网损、提升电压稳定性,为高比例清洁能源接入下配电网的优化运行提供了可行方案。

一、引言

1.1 研究背景

随着 “双碳” 目标的推进,风力发电、光伏发电等清洁能源在配电网中的占比不断提高。然而,清洁能源出力具有间歇性和随机性,大量接入可能导致配电网功率波动加剧、网损增加、电压越限等问题 。需求响应作为一种柔性调节资源,能够引导用户调整用电行为,与清洁能源协同优化,为配电网稳定运行提供支持。配电网重构通过改变网络拓扑结构,优化潮流分布,是提升配电网运行效率和可靠性的重要手段。因此,研究高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构具有重要的现实意义。

1.2 研究现状

目前,关于配电网重构的研究已取得诸多成果。部分研究聚焦于传统配电网的重构优化,以降低网损、提高供电可靠性为目标;随着清洁能源的发展,一些学者开始考虑含分布式电源的配电网重构,但对高比例清洁能源接入下的复杂场景研究不足。在需求响应方面,已有研究探讨了其在电力系统优化中的应用,但将需求响应与配电网重构相结合,尤其是在高比例清洁能源背景下的研究相对较少。现有研究在模型构建、求解算法等方面仍有提升空间,以更好地适应实际工程需求。

1.3 研究意义

本研究构建的高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构模型,能够有效整合清洁能源与需求响应资源,通过优化配电网拓扑结构,提升配电网在复杂运行场景下的稳定性和经济性,为实现配电网的高效、低碳运行提供理论支持和技术方案。

二、相关理论与模型构建

2.1 高比例清洁能源接入特性分析

风力发电受风速影响,其输出功率具有随机性和间歇性;光伏发电依赖光照强度,受天气、昼夜变化影响显著。采用概率模型或场景分析法描述清洁能源发电的不确定性,如通过历史气象数据生成多个可能的发电场景,每个场景对应不同的清洁能源出力情况,并赋予相应的发生概率,以更全面地考虑清洁能源接入对配电网的影响。

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三、基于改进粒子群优化算法的求解

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四、 结果分析

本研究构建的模型和采用的求解算法,能够充分发挥需求响应的调节作用,优化配电网拓扑结构,实现清洁能源与负荷的协同优化。改进粒子群优化算法在处理复杂配电网重构问题时,具有较好的全局搜索和局部优化能力,能够快速找到较优解。

五、结论与展望

5.1 研究结论

本研究成功构建了高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构模型,并基于 IEEE33 节点系统进行了仿真验证。结果表明,该模型能够有效降低网损、提升电压稳定性,提高配电网对清洁能源的消纳能力。改进粒子群优化算法为模型求解提供了高效的方法,在实际工程应用中具有一定的可行性和实用性。

5.2 研究展望

未来研究可进一步拓展模型,考虑更多类型的清洁能源和需求响应资源;研究模型在更大规模配电网中的应用,优化算法性能以提高计算效率;结合实时数据和智能控制技术,实现配电网重构的动态优化和实时调度。

⛳️ 运行结果

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🔗 参考文献

[1] 章博,刘晟源,林振智,等.高比例新能源下考虑需求侧响应和智能软开关的配电网重构[J].电力系统自动化, 2021, 045(008):86-94.DOI:10.7500/AEPS20190930004.

[2] 章博,刘晟源,林振智,等.高比例新能源下考虑需求侧响应和智能软开关的配电网重构[J].电力系统自动化, 2021, 45(8):9.DOI:10.7500/AEPS20190930004.

[3] 勇蔚柯.基于需求响应的和SOP的配电网韧性提升技术研究[D].东南大学,2022.

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