含風(fēng)電場及電動(dòng)汽車的電力系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)選協(xié)調(diào)研究.pdf

1、在能源危機(jī)和環(huán)保壓力下，電力系統(tǒng)規(guī)劃的發(fā)展將面臨新的問題。發(fā)電側(cè)，為達(dá)到既定的節(jié)能減排目標(biāo)，我國相繼出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)發(fā)展可再生能源風(fēng)電的政策;負(fù)荷側(cè)，隨著石油的大量消耗，電動(dòng)汽車整車技術(shù)的不斷提高，電動(dòng)汽車作為低碳交通工具的先鋒，逐漸受到重視并有望獲得更大范圍的普及。而無論是風(fēng)電還是電動(dòng)汽車，一旦接入電網(wǎng)，均會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生諸多不確定性影響。風(fēng)電出力具有間歇性和波動(dòng)性，需要與之相適應(yīng)的描述方法，并應(yīng)考慮到風(fēng)電消納的實(shí)際困難，選取最優(yōu)

2、的輸電系統(tǒng)規(guī)劃方案;電動(dòng)汽車充電負(fù)荷具有時(shí)間、空間、行為的隨機(jī)性，考慮到隨機(jī)充電對(duì)配電系統(tǒng)的影響，配電系統(tǒng)規(guī)劃需要與充電站的選址和定容一起協(xié)調(diào)進(jìn)行，并且在充電站的初步選址時(shí)對(duì)多方面影響予以考慮。由此，在含風(fēng)電和電動(dòng)汽車的電力系統(tǒng)規(guī)劃中，選取合適的方法和流程不僅能降低其不確定性對(duì)系統(tǒng)的影響，提高運(yùn)行的安全可靠性，還將降低投資成本，從而達(dá)到整體最優(yōu)的目的。
　　在此背景下，本文獲得了以下研究成果:
　　1)風(fēng)能發(fā)電獲得蓬勃發(fā)展，

3、但缺乏相應(yīng)的外送通道，導(dǎo)致風(fēng)電消納不足，部分地區(qū)棄風(fēng)嚴(yán)重。而相比于風(fēng)電的電源建設(shè)，輸電系統(tǒng)建設(shè)需要更復(fù)雜的審批和更長的建設(shè)周期?？紤]到風(fēng)電接入對(duì)電力系統(tǒng)的不確定性影響，在多個(gè)候選方案中選取綜合最優(yōu)的規(guī)劃方案，是協(xié)調(diào)該問題的有效手段。因此有必要進(jìn)行含風(fēng)電的輸電系統(tǒng)規(guī)劃方案優(yōu)選。
　　2)針對(duì)風(fēng)電場選址和規(guī)模已經(jīng)確定的情況下，本文就如何對(duì)相關(guān)的輸電系統(tǒng)候選規(guī)劃方案進(jìn)行綜合優(yōu)選開展了系統(tǒng)的研究。輸電系統(tǒng)規(guī)劃方案優(yōu)選是一個(gè)包含不確定性因素

4、的多目標(biāo)決策問題。為實(shí)現(xiàn)對(duì)規(guī)劃方案的全面評(píng)估，在選取評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，除了考慮輸電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性以及規(guī)劃建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性之外，還考慮了為接納風(fēng)電所需要的備用成本以及其能夠帶來的環(huán)保與低碳方面的效益。采用能夠描述專家偏好的區(qū)間熵法對(duì)容納風(fēng)力發(fā)電的輸電系統(tǒng)候選規(guī)劃方案進(jìn)行優(yōu)選，以綜合考慮主觀和客觀因素;此外，還利用了區(qū)間數(shù)來適當(dāng)描述風(fēng)電出力的不確定性。最后，以46節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例說明了所發(fā)展的優(yōu)選方法的基本特征。
　　3)充電站的合理規(guī)劃

5、有利于電動(dòng)汽車順利進(jìn)行能源補(bǔ)給，從而提高充電站的運(yùn)營效益和用戶的充電便捷性。在初步選取充電站的候選站址時(shí)，應(yīng)綜合考慮多種影響因素。本文給出初步選取充電站候選站址的原則和初步選取候選站址的流程;在對(duì)充電需求進(jìn)行分析時(shí)，多角度總結(jié)了充電需求總量、分布的計(jì)算方法，并從交通規(guī)劃、城市規(guī)劃、充電需求三個(gè)角度給出層次分析評(píng)價(jià)方法的步驟。最后，分析了電動(dòng)汽車接入給配電系統(tǒng)規(guī)劃中的負(fù)荷預(yù)測、變電站規(guī)劃及網(wǎng)架規(guī)劃帶來的影響，指出配電系統(tǒng)規(guī)劃與電動(dòng)汽車充電

6、站進(jìn)行協(xié)調(diào)的必要性。
　　4)本文對(duì)電動(dòng)汽車充電站與配電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃方法進(jìn)行了研究和驗(yàn)證。構(gòu)造了以規(guī)劃期內(nèi)電動(dòng)汽車充電站投資及維修成本、線路擴(kuò)容投資及維修成本、規(guī)劃期內(nèi)變電站投資及維修費(fèi)用，以及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗之和為最小的目標(biāo)函數(shù)模型，并在約束條件中考慮了用戶充電便捷性及線路充裕度要求。采用染色體分段編碼、精英保留策略的遺傳算法進(jìn)行求解。最后，通過IEEE123節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)提出的方法做了驗(yàn)證，證明所提出的方法可以得到合理協(xié)調(diào)充電站