基於脆弱性指標的微電網自愈控制理論研究

《基於脆弱性指標的微電網自愈控制理論研究》是依託河海大學，由劉皓明擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於脆弱性指標的微電網自愈控制理論研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉皓明
• 依託單位：河海大學

項目摘要

微電網是當前電網發展的一個方向，作為一種重要的終端電網結構形式正在我國大規模試點。通過研究微電網中分散式電源、儲能、網架和負荷等元件運行參數的變化規律，以及系統中隱含的狀態特徵信息，建立完備的脆弱性指標體系，提出基於該指標體系的綜合脆弱性動態評估WCVaR方法。針對分散式電源與負荷功率包含一定的規律性和隨機性，以及較多即插即用的微電網元件，建立動態機率潮流模型，針對低壓微電網中存在單相、兩相等非全相運行負荷，提出適用於微電網的不對稱潮流計算方法。並基於此設計一套適合微電網智慧型運行要求的自愈控制框架，定義了微電網運行狀態和主要控制策略，通過多種動態脆弱性指標的評估，判斷微電網所處運行狀態，觸發相應局部控制或全局控制策略，實現基於綜合脆弱性指標評估的多狀態啟動微電網自愈運行。

結題摘要

微電網是一種由分散式發電、儲能和負荷共同組成的小型低壓配電系統，主要由電力電子設備實現電能的變換，可最大程度上接納分散式電源，節能降耗、提高能效，增加終端用戶與電網的互動能力。與大電網相比，微電網的電壓低、設備參數對運行影響較大；空間範圍小，對局部的控制可能會改變整個微電網的運行狀態；分散式電源通過電力電子逆變器併網，電源之間不具有自同步性；風能、太陽能等發電具有較大的隨機性，對協調控制提出更高的要求。這些因素的影響多會隨著負荷輕重的變化而改變。微電網可併網或獨立運行，相對於外部電網表現為單一的自治受控單元。從功能上看，可自愈運行的微電網對於無論來自外部還是內部的擾動或損壞，都應能自動做出快速有效的反應，實現自行修復。 項目研究基於脆弱性指標的微電網自愈控制，研究內容包括：（1）研究了計及分散式風力發電、光伏發電和負荷等隨機特性的低壓不對稱微電網潮流計算與最佳化；（2）研究了微電網運行態和未來態脆弱性指標體系及其評估方法；（3）研究了基於脆弱性指標的多狀態啟動的微電網自愈控制策略。 通過三年研究工作的開展，達到了預期的目的，主要成果包括：（1）實現了2種考慮隨機性分散式電源的低壓微電網機率潮流計算方法；（2）提出了一種新穎的適用於低壓不對稱微電網最佳化運行的全局啟發式最佳化算法——收網算法，給出了嚴格的數學解析收斂性證明；（3）深入研究了微電網中計及儲能壽命的多目標儲能系統充放電控制策略；（4）給出了微電網脆弱性的定義，並建立了微電網運行態和未來態脆弱性指標體系；（5）實現了微電網脆弱性指標綜合性評估；（6）完整地分析了交流微電網和直流微電網的功率控制策略；（7）研究了電力市場環境下微電網參與電力市場競價策略，構建了微電網內部電力市場運行機制；（8）分別研究了含可控與不可控分散式電源的微電網恢復控制策略；（9）設計了基於脆弱性指標的多狀態啟動的微電網自愈控制框架，初步實現了微電網的自愈控制。 本項目研究成果為微電網自治最佳化控制奠定理論基礎，為保證微電網一體化智慧型最佳化調度提供技術支撐。