基于量子粒子群算法的柔性配电网削峰填谷技术研究

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随着分布式可再生电源的高比例接入,电动汽车等柔性负荷迅速增长,用户对绿色环保、供电可靠性、供电质量的要求越来越高。由大量先进电力电子装备所构建的柔性配电网应运而生,柔性配电网(Flexible Distribution Network,FDN)是先进电力电子技术的应用代表之一。其相较于传统配电网具有高灵活性、可靠性等特点,一般采用大功率电压源换流器等电力电子设备将交流配电网与直流配电网进行互联,形成带分布式电源的交直流混合闭环供电结构。其相比传统配电网在供电质量、供电可靠性、可再生能源消纳能力等方面有着大大提高。本文以柔性配电网为研究对象,对直流配电中心(DC Distribution Centre,DDC)计及风光储接入场景下的直流配电中心多目标削峰填谷优化策略展开研究,考虑到储能电池具有“能量时移”的特性,建立了一种基于直流配电中心负荷的削峰填谷多目标优化模型,并提出一种改进多目标QPSO优化算法,实现了基于直流配电中心负荷的削峰填谷。具体研究内容如下:首先,提出了一种改进的多目标量子粒子群算法,在区分可行解不可行解方面引入动态ε不可行度约束支配函数与个体拥挤距离判定做出改进;在算法寻优方面引入动态优化的惯性权重和概率变异二次寻优方法做出改进;通过模糊隶属度函数分析法,在所得Pareto最优解集中选取最优折中解。利用储能定容算例验证了所提算法准确性和有效性。其次,详细叙述直流配电中心直流侧结构和与交流系统的耦合关系,并建立33AC-5DC的柔性配电网结构。考虑风光消纳后的直流配电中心净负荷曲线削峰填谷、分布式电源运行经济性和环境处理成本的情景下,建立了柔性配电网中直流配电中心负荷的削峰填谷多目标优化模型,并提出了一种基于改进多目标QPSO算法的优化流程。最后,针对含三端直流配电中心的改进IEEE 33节点柔性互联配电网算例,将上述优化方法应用于其中,实现了直流配电中心负荷的削峰填谷,优化前后结果验证了所提算法合理性和策略的有效性。
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