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“源--荷”协调的主动配电网规划及运行优化调度研究的开题报告
一、研究背景
随着日益增长的用电需求以及新能源的不断涌现，电能系统正逐渐向着多元化、智能化、高效化方向发展。在这一过程中，主动配电网已成为实现可持续发展的重要手段之一。与传统的被动配电网相比，主动配电网具有更好的供电可靠性和更高的供电质量，可满足未来多样化的用电需求。同时，主动配电网具有更强的灵活性，可以更好地兼顾供需平衡问题，充分利用可再生能源，以及实现负荷侧管理等功能。
然而，要实现主动配电网的应用仍面临一些技术难题。其中最重要的一个问题就是协调“源--荷”之间的关系，以确保最终实现供需平衡的目标。在主动配电网中，电能的“源”指的是不同类型的发电设备；“荷”则是各种用电设备。如何在发电设备、负载设备及其控制系统之间协调起来，实现供需平衡并且保证功率品质、电压品质的有效控制，已经成为主动配电网优化中最重要的问题之一。
二、研究目的
本篇开题报告，旨在将主动配电网规划及运行优化调度的研究重点集中在“源--荷”协调上，设计与实现主动配电网随机发电场景下的供需平衡控制系统，提高主动配电网的经济性、环保性和可靠性。具体的研究目的和阶段性目标如下。
（1）研究主动配电网“源--荷”协调的控制原理和方法，以实现主动配电网中各个分布式发电设备和用电负载之间的协调。
（2）在主动配电网的规划过程中，考虑到多能源微网的内部多源协调和外部市场需求的响应。
（3）基于模型预测控制（MPC）的思想，构建主动配电网的高效优化控制算法，以实时调整电力系统中各个分布式发电设备和用电负载的功率输出，实现能量均衡。
（4）设计并实现主动配电网实时运行控制系统，包括通信网络、控制器、数据采集器等部分，以确保控制系统的实时性、可靠性和安全性。
（5）通过实验验证，评估所提系统的性能，以及与传统被动配电网的优缺点的比较。
三、研究内容和技术路线
在“源--荷”协调控制策略的研究方面，我们提出基于多目标凸优化的控制策略，在控制时考虑到对于可再生能源的利用率以及控制系统的响应速度等多个因素做出综合决策。另外，我们将采用多阶段的预测控制技术，建立高性能的优化算法和控制模型，针对不同的优化目标，设计不同的控制规则和控制间隔时间。同时，我们也将尝试建立分布式计算模型，利用现代云计算的思想，加速控制模型的计算，提高系统反应速度。
技术路线如下：
（1）梳理已有的“源--荷”协调理论和方法，从多视角深入分析主动配电网中的供需平衡问题，初步制定研究方案和实验方案。
（2）根据实验方案，建立基于MATLAB/Simulink的电力系统仿真平台，在环境可控的条件下，进行仿真实验，评估不同控制方法的性能和影响因素的变化趋势。
（3）改良调控策略，设计多目标凸优化的控制算法，建立高精度的控制模型。
（4）针对控制模型的复杂计算问题，采用分布式计算的思想，充分利用计算资源，提高计算速度和精度。
（5）设计并实现控制系统的硬件平台，包括通信网、控制器和传感器等部分，实现控制命令的实时传输和控制反馈数据的实时采集。
（6）结合实验结果，对所提出的主动配电网规划及运行优化调度系统进行评估和分析，与传统被动配电网进行对比，检验所提系统的可行性和优化效果。
四、研究意义
主动配电网规划及运行优化调度研究，是当前电力领域尤为重要的一项研究方向。研究成果将对于新能源的逐步普及、节约能源、保障能源安全等方面都具有重要意义，同时也为实现智能电网的构建提供了新思路和方法。
（1）优化系统的经济性：本系统能够根据市场需求和多能源的运用，协调多个发电设备的输出，并综合考虑负载需求，从而使得主动配电网系统的经济性得到了提高。
（2）提高系统可靠性：通过本系统，能够实现供需平衡控制，保持电力系统运行的平稳性和可靠性，同时保证负荷的正确、及时响应，使主动配电网不会因为系统异常而造成停电等问题。
（3）实现环保节能：与传统电力系统相比，主动配电网能更好地利用可再生能源，使得整个能源系统更加环保节能。
（4）提高电力系统智能化水平：本系统通过多源控制，支持在实现功能的同时降低对人员人力资源的耗费，提高电力系统的智能化水平，这将为电力系统的后续发展带来积极的推动。