【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】（Matlab代码实现）

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本文目录如下：

目录

1 概述

2 运行结果

2.1 数据

2.2 DG 与负荷 24 h 功率分布曲线 

2.3 需求响应措施对重构结果的影响

2.4 计及需求响应前后配电网重构节点电压曲面图

2.5 计及需求响应前后配电网重构节点电压曲线图 

2.6 计及需求响应前后配电网重构节点电压曲线图 

2.7 不同清洁能源渗透率下的节点电压曲面图

2.8 不同清洁能源渗透率下节点电压曲线图 

2.9 结论

3 参考文献

4 Matlab代码、数据、文章讲解

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1 概述

文献来源：

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摘要：提出了高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构方法。首先,以考虑网损成本、弃风弃光成本和开关操作惩罚成本的综合成本最小为目标,建立高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构模型。然后,针对配电网重构模型的非凸性,引入中间变量并对其进行二阶锥松弛,构建混合整数凸规划模型,使其能够在获得全局最优解的同时提高求解效率。最后,采用改进的IEEE 33节点配电网进行算例仿真,分析了需求响应措施和清洁能源渗透率对配电网重构结果的影响。算例结果表明,计及需求响应的配电网重构方法,可以有效提升清洁能源消纳能力,平移负荷峰谷差,提升运行经济性。

关键词：

高比例清洁能源;需求响应;配电网重构;混合整数二阶锥规划;

配电网重构作为配电网优化运行的手段之一，通过改变配电网的拓扑结构，以达到降低网损、改

善电压分布、提升系统的可靠性与经济性等目的[1-2]。近年来，随着全球能源消耗快速增长以及环境的日趋恶化[3-4]，清洁能源飞速发展，分布式电源(Distributed Generator, DG)大量接入配电网中。DG 因其随机性和波动性，大量接入给配电网带来巨大冲击，也给配电网重构带来严峻的挑战[5-7]，因此有必要研究适用于高比例清洁能源接入下的配电网重构方法。

 目前，已有相关文献对清洁能源接入下的配电网重构做了相关研究[8-14]。文献[8]针对 DG 与电力

负荷的不确定性，对多场景配电网网络重构策略进行了研究。文献[9]针对含分布式电源的配电网在故障恢复过程中出现部分负荷无法恢复供电的问题，提出了孤岛划分与网络重构相配合的配电网故障恢复策略。文献[11]研究了考虑多类型分布式电源并网的配电网重构模型，并提出对应求解方法。文献[12]考虑网络重构等主动管理措施与无功优化相配合的问题，建立基于混合整数二阶锥规划的配电网优化模型并对模型进行求解。目前对于配电网重构的求解算法研究主要分为智能算法和传统数学优化算法两类。智能算法(如遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等) [15-18]通过智

能寻优的方法对配电网重构模型进行求解。文献[16]针对粒子群算法早熟的问题，结合配电网特点，提出了改进粒子群算法，并将其应用于配电网重构优化中。文献[17]针对传统遗传算法求解效率低、灵活性差、搜索精度低、易陷入局部最优的问题，提出基于“门当户对”原则的多种染色体交叉策略，丰富种群的进化方式，以提高算法的灵活性和收敛精度。传统数学优化算法[19-23]则是通过二阶锥松弛的方法将配电网重构的非凸模型进行转凸处理，并用最优化的方法进行求解。文献[21]针对含可再生能源的配电网重构问题，提出了混合整数二阶锥规划模型，并使用多时段耦合复杂性的内点法进行求解。文献[22]通过二阶锥松弛的方式，建立配电网重构的锥规划模型并进行优化求解。从上述文献可以看出，目前对于配电网重构的研究很多，然而上述文献均没有在配电网重构中考虑需求响应的影响，也没有研究不同清洁能源渗透率对配电网重构的影响。基于此，本文在高比例清洁能源接入的背景下，提出计及需求响应的配电网重构模型，有效利用需求响应进一步降低配电网重构费用并减少弃风弃光率，提高配电网对清洁能源的消纳能力。在求解算法方面，本文基于混合整数二阶锥规划对配电网重构模型进行求解，针对配电网重构的非凸模型，通过引入中间变量并对配电网重构模型进行合理二阶锥松弛，获得混合整数凸规划模型并进行求解。

2 运行结果

2.1 数据

以含 DG 和储能(ES)的 IEEE 33 节点配电网为例进行算例分析，算例网络结构如图 1 所示，系统

的网络与线路参数可参考文献[24]。图 1 中，实线为支路，虚线为联络开关；节点编号标于图 1 中；系统最大负荷 3 715 kW+2 300 kvar。假设所有同类型 DG 和负荷服从图 2 所示功率分布曲线[24]。

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2.2 DG 与负荷 24 h 功率分布曲线 

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 复现结果图：

2.3 需求响应措施对重构结果的影响

2.4 计及需求响应前后配电网重构节点电压曲面图

2.5 计及需求响应前后配电网重构节点电压曲线图 

2.6 计及需求响应前后配电网重构节点电压曲线图 

2.7 不同清洁能源渗透率下的节点电压曲面图

2.8 不同清洁能源渗透率下节点电压曲线图 

 

 

 

2.9 结论

在高比例清洁能源接入下，本文以综合考虑网损费用、弃风弃光费用、开关操作惩罚费用的成本

最小为目标函数，构建了计及需求响应的配电网重构模型。针对模型的非凸性，引入中间变量并进行二阶锥松弛，获得混合整数凸规划模型；最后使用改进 IEEE 33 节点配电网进行算例仿真，分析了需求响应措施和清洁能源渗透率对配电网重构结果的影响。

3 参考文献

部分理论来源于网络，如有侵权请联系删除。

[1]黄鸣宇,张庆平,张沈习等.高比例清洁能源接入下计及需求响应的配电网重构[J].电力系统保护与控制,2022,50(01):116-123.DOI:10.19783/j.cnki.pspc.210284.

4 Matlab代码、数据、文章讲解