采用三相模型的智能中低压配电网的评价与优化结题摘要

随着家庭/小区单相可再生分布式电源的大量接入以及家用电动汽车的普及，未来的智能中低压配电网中三相不平衡问题将更为突出。为了分析、评价和优化三相不平衡的中低压配电网，本项目对以下问题展开了研究：1）充分考虑非理想因素，建立了精确的元件模型，构建了统一的“三相四线”模型，开展了中低压配电网三相潮流计算方法的研究；2）为提高潮流计算效率，开展了配电网三相线性潮流计算方法的研究；3）提出了定量指标对三相配电网展开评价；4）依托家庭能量管理系统，建立了以三相均衡化为主、同时计及削峰填谷、提高电压质量的优化调度模型。本项目摒弃了以往基于理想接地假设而进行Kron 简化的、将单相潮流简单扩展到三相潮流计算的框架，详细给出了包含中性点的线路及配电变压器的完整模型，建立了基于“三相四线”框架的中低压网络统一模型，该模型能囊括不同电压等级、不同线制下配电系统的多种结构，同时能够考虑系统各接地点的接地阻抗。对负荷和分布式电源进行了详细分类，并针对三相分布式电源采用了更贴近实际的三相功率之和恒定的控制方式。采用基于注入电流的牛顿–拉夫逊法对所建立的精细化模型的潮流方程进行求解。采用2 种简化方法对统一描述的星形和三角形接法的ZIP 负荷模型进行线性化处理，提出了相应的线性三相潮流求解算法。将仿射矩阵求逆方法和线性三相潮流算法相结合，提出了配电网区间线性三相潮流的非迭代仿射求逆计算方法。采用概率、区间和模糊模型对系统中存在的不同类型变量分别建立其不确定性模型，提出了考虑多重混合不确定性的线性三相潮流算法。提出了采用三相不平衡度、电压合格率和负荷平坦度指标对配电网进行评价。以家庭用户用电成本最小和负荷曲线平坦度最优为目标，构建了基于分时电价和蓄电池实时控制的家庭能量管理系统优化调度策略。项目成果将为智能配电网的规划和运行提供技术支撑。 2100433B

随着家庭/小区单相可再生分布式电源的大量接入以及家用电动汽车的普及，未来的智能中低压配电网中三相不平衡问题将更为突出。为了分析、评价和优化三相不平衡的中低压配电网，本项目拟针对以下问题展开研究：1）充分考虑非理想因素，建立精确的元件模型，构建统一的、能描述中低压配电网各种拓扑结构的 三相四线模型，完善配电网三相确定性潮流的计算方法；2）采用合适的概率模型描述配电网中的随机因素，合理处理不同相之间的随机变量的相关性问题，开展配电网三相概率潮流计算方法的研究；3）提出定量指标，构建配电网的确定性评价方法和概率性评价方法；4）依托家庭能量管理系统，建立以三相均衡化为主、同时计及削峰填谷、减少电能损耗、提高电压质量的优化调度模型，实现对分布式电源、电动汽车及可调家用电器的综合管理。

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微电网优化调度是一种非线性、多模型、多目标的复杂系统优化问题。传统电力系统的能量供需平衡是优化调度首先要解决的问题。微电网作为一种新型的电力系统网络也是如此。微电网能量平衡的基本任务是指在一定的控制策略下，使微电网中的各分布式电源及储能装置的输出功率满足微电网的负荷需求，保证微电网的安全稳定，实现微电网的经济优化运行。

与传统的电网优化调度相比，微电网的优化调度模型更加复杂。

首先，微电网能够为地区提高热（冷）/电负荷，因此，在考虑电功率平衡的同时，也要保证热（冷）负荷供需平衡。

其次，微电网中分布式电源发电形式各异，其运行特性各不相同。而风力发电、光伏发电等可再生能源也易受天气因素影响。同时这类电源容量较小，单一的负荷变化都可能对微电网的功率平衡产生显著影响。

最后，微电网的优化调度不仅仅需要考虑发电的经济成本，还需要考虑分布式电源组合的整体环境效益。这就无形中增加了微电网优化调度的难度，由原来传统的单目标优化问题转变成了一个多目标的优化问题。

因此，微电网的优化调度必须从微电网整体出发，考虑微电网运行的经济性与环保性，综合热（冷）/电负荷需求、分布式电源发电特性、电能质量要求、需求侧管理等信息，确定各个微电源的处理分配、微电网与大电网间的交互功率以及负荷控制命令，实现微电网中的各分布式电源、储能单元与负荷间的最佳配置。

目前，对含多种分布式电源的微电网优化调度问题，国内外学者已做了一些相关的研究。 2100433B