分布式储能应用模式及优化配置综述

为促进新能源的发展,解决大规模分布式电源（Distributed Generation, DG）直接接入配电网和负荷急剧增长对电网规划及运行带来的问题与潜在威胁。分布式储能技术得到了广泛应用,由于其具有快速功率吞吐能力、控制精度高、安装灵活、多主体利益等特点,可从根本上保障配电网供电的安全与稳定性。介绍了分布式储能的发展状况,根据其接入位置在分布式电源侧、中低压配电网侧和用户与微网侧详细归纳了近年来国内外各种分布式储能应用模式的研究成果,重点就其位置和容量的选择问题总结了分布式储能优化配置的各类数学模型及优化算法。并结合分布式储能在配置过程中存在的问题,对其发展趋势进行了展望。     

含分布式电源并网的配电网电压波动特性分析

分布式电源在配电网并网后会使配电网出现电压波动程度变大的问题,给配电网的安全稳定运行及分布式电源的发展带来了不良影响.首先分析了分布式电源的出力特性,然后对分布式电源并网造成配电网电压波动影响的原理进行了相应的理论分析,并在PSCAD/EMTDC中搭建了配电网电压波动仿真模型,对分布式电源在不同并网位置、不同并网容量和多分布式电源不同并网方式下配电网电压波动进行了相应的仿真计算,获得了不同并网情况下分布式电源对配电网电压波动的影响规律.     

基于SNOP的柔性配电网中分布式电源最大准入容量计算

分布式电源高比例接入配电网,将会引起配电网潮流越限等问题,影响配电网安全运行。基于智能软开关的柔性配电网为提高分布式电源消纳能力提供了新的思路。智能软开关的动态双向功率调节能力,有助于改善配电网中电压瓶颈节点和传输容量瓶颈支路的运行状态,实现全网潮流主动协同管理,从而提高柔性配电网中分布式电源准入容量。首先建立了柔性配电网中分布式电源最大准入容量模型,基于配电系统的多节点特性,该模型属于高维非线性优化问题。然后根据实际场景和参数设置的不同,分为传统配电网中分布式电源固定节点位置、柔性配电网中分布式电源固定节点位置、柔性配电网中分布式电源自由接入3种情况进行分析,并采用多种群遗传算法求解得到全局最优解。最后使用IEEE 33节点配电系统进行算例分析,结果验证了柔性配电网中智能软开关的应用对分布式电源接入能力的提升作用。所提方法在获得柔性配电网中分布式电源准入容量的同时,可从规划角度得到分布式电源接入的最优容量和位置。     

新时期分布式电源的配电网规划与优化运行

随着技术进步和环境保护意识的加强,分布式电源已成为全球电力系统发展的新趋势.它不仅提供一种高 效、可再生的能源解决方案,还带来对现有配电网的挑战和机遇.基于此,对新时期分布式电源的配电网规划与优化 运行进行研究,分析新时期分布式电源的配电网规划意义,阐述新时期分布式电源的配电网规划问题,并给出新时期 分布式电源的配电网规划策略,以期通过研究,推动电力系统走向一个更加绿色、智能和可持续的未来.     

考虑静态安全约束的分布式电源准入容量计算

分布式电源的接入给配电网带来了一系列影响,在大量分布式电源亟待并网运行的趋势下,研究一个系统能够承受的分布式电源容量具有重要意义。该文分析了分布式电源对配电网电压分布和线路潮流的影响以及分布式电源并网位置和功率因数对准入容量的影响,从电力系统静态安全约束的角度出发,建立了计算分布式电源准入容量的数学模型。对于多个分布式电源的情况,提出了准入容量计算的双层优化模型和相应的优化求解算法,并通过对实际配电系统进行分析,验证了该方法的正确性和有效性。     

配电网和微网中分布式电源选址定容方法对比分析

从分布式电源选址定容算法分析入手,对分布式电源选址定容在配电网和微网中应用的差异化方案进行了综述。首先,对分布式电源并网接入的载体——配电网和微网(Micro-Grid, MG),从拓扑结构、对外接口等物理特性和故障前、后运行方式等运行特性进行了分析比较,两种载体存在一定的相似性。然后,从优化目标、优化算法方面分析比较了分布式电源在配电网和微网选址定容的相互借鉴性和差异性,指出:在考虑不同设备接入、不同约束条件的基础上,分布式电源选址定容优化目标通常为经济性和/或可靠性,而在结合具体应用场合时会体现出不同方案的差异性;进而从优化目标的侧重点设定、运行方式的差异、储能接入的位置与容量等方面对分布式电源选址定容问题在配电网与微网中的异同点进行了具体的比较。最后指出在考虑前述异同点以外,还应该对优化目标最终达成度、接入设备的精细化建模程度、网络自身调整能力三个方面进行考虑,使最终选址定容方案能够服务于未来实际工程的需要。     

计及电能质量的分布式电源并网优化研究

分布式电源在配电网中并网的情况越来越普遍,但分布式电源输出功率的波动性和不确定性会给配电网的运行带来很大影响.在分析分布式电源功率特性及其对配电网的影响的基础上,建立了计及电能质量的分布式电源并网优化数学模型,通过对分布式电源并网位置和容量的优化来实现经济性和电能质量的相关指标,其中电能质量评估指标为节点电压偏差和电压总谐波畸变率,模型的求解则采用提出的改进遗传粒子群融合算法.建立分布式电源并网优化仿真实例,验证了优化模型及求解算法的有效性和优越性.     

含分布式电源配电网规划的研究现状及发展趋势

合理的分布式电源规划对于发挥分布式电源的效益,削弱分布式电源对配电网的不良影响有着重要意义。分析了分布式电源接入对配电网规划的影响,从含分布式电源的配电网规划模型、分布式电源容量和位置的优化算法以及分布式电源的准入容量三个方面阐述了分布式电源规划的研究现状,并进行了总结和分析,指出了现阶段分布式电源规划研究的不足,展望了分布式电源规划未来的研究方向。     

计及分布式电源的配电网可靠性分析

大量的分布式电源接入配电网会对配电网的可靠性带来深刻的影响。针对分布式电源建立了配电网可靠性模型,结合计及停电用户数最优孤岛划分策略,对传统的最小割集法进行改进,分析分布式电源的位置以及容量对可靠性指标的影响,指出在实际的运行过程中,应该综合考虑各种因素的影响,合理利用分布式电源来提高配电网可靠性。     

分布式电源的选址及定容

分布式电源的接入会对配电网的运行和规划产生重要影响,影响的大小与分布式电源的位置和容量有很大关系。在分布式电源个数、位置和单个容量不确定的情况下,以配电网最小网络损耗为目标函数,应用了遗传算法优化分布式电源的位置和容量。通过算例分析,验证了所提方法能够得到较合理的分布式电源接入位置和容量的方案。     

含分布式电源的配电网脆弱性分析

分布式电源的接入会对配电网的脆弱性产生一定的影响。首先,提出了一种基于电网运行状态和拓扑结构的配电网脆弱性线路辨识方法,一方面以潮流计算结果为基础定义电压稳定指标;另一方面将复杂网络理论运用到配电网中,以线路承载负荷为权重定义电网结构重要度指标。在此基础上,考虑分布式电源的接入位置和接入容量,得出分布式电源对配电网脆弱性的影响。最后以IEEE33节点配电模型进行仿真分析,证明该方法的合理性与有效性,为配电网的改造以及分布式电源的规划提供理论依据。     

基于改进蝙蝠算法的配电网分布式电源规划

合理规划接入电网的分布式电源能够提高能源利用效率,提高电力系统运行的经济性、灵活性和可靠性。建立了以分布式电源建设和运行总费用最小、系统网损最小、静态电压稳定指标最大为优化子目标的多目标规划模型。采用了一种新的仿生算法--蝙蝠算法,并针对蝙蝠算法的不足之处进行了改进,有效地解决了该算法易陷入局部最优、后期收敛速度慢等问题。通过14节点配电网测试系统进行了分布式电源选址和定容仿真分析。仿真结果表明,与传统的蝙蝠算法、粒子群算法相比,采用改进的蝙蝠算法能够更好、更快地得到分布式电源接入配电网的最优规划方案,验证了算法的正确性和可行性。     

多时间尺度下主动配电网能量调度优化

间歇性能源发电的不确定给配电网运行调度带来了巨大的挑战,主动配电网是未来的配电网中实现间歇性新能源集成的有效技术。结合全局和区域协调控制的思路,提出了长时间尺度下的全局优化和短时间尺度下的区域自治协调相结合的优化方法。将混沌优化算法和差分算法结合用于求解全局优化问题,区域协调控制以整个网络的优化为模板,根据实时区域内资源和负荷的变化以及可再生能源的处理,使整个网络和区域运行在最优状态,并通过仿真验证优化方案的有效性。所做研究工作为国内分布式电源接入电网的后续管理提供参考和借鉴。     

一种考虑线损最优的配电网新能源聚类规划方法

当前以风电、光伏为代表的分布式电源在配电网中的占比越来越大,其对电网规划的合理性及可靠性也提出了较高要求。该文提出一种基于k-medoid聚类的配电网分布式发电规划方法,采用轮廓系数法确定最优的聚类个数,以配电网线损最优为优化目标,以配电网线损灵敏度因子作为聚类特性指标,得到分布式发电最优规划位置;并提出基于节点有功变化的部分线损计算策略以获得分布式发电的最优规划容量。最后,以IEEE33节点系统作为测试系统进行了分析。结果表明,所提方法不仅具有较高的计算效率,同时能够一次性给出多个特征指标下的综合最优接入方案,具有较强的实用性。     

考虑运行风险的主动配电网分布式电源多目标优化配置

考虑配电网运行中的不确定性,文章通过改进蒙特卡洛法生成大量预想事故集,利用潮流计算和拓扑分析得到接入分布式电源后系统运的行风险。提出一种考虑主动配电网运行风险的分布式电源多目标优化配置模型,将主动配电网运行带来的运行风险RL与分布式电源运行成本CDG作为目标函数,采用改进的粒子群算法对多目标优化模型进行求解,获得分布式电源安装位置和安装容量以及运行风险与运行成本之间的权衡关系。仿真算例表明,所提出的考虑主动配电网运行风险的分布式电源多目标优化配置方法,与单一只考虑经济性或者可靠性的优化模型相比更加合理,适用于分布式电源的优化选址和定容,验证了该模型的可行性。     

智能配电网优化调度设计及关键技术

含多类型分布式电源和多样性负荷的智能配电网迫切需要优化调度以实现各种资源的优化配置,近些年配电自动化系统和信息系统的建设也为配电网优化调度的实现提供了基础。根据智能配电网实际需求,文中提出了配电网优化调度设计框架,以实现对智能配电网多种元素的全局优化调度。首先分析了配电网态势感知和配电网运行趋势分析两个配电网优化调度基础技术,然后提出了配电网优化调度的总体目标,给出了配电网优化调度的框架设计和基本功能,主要包括优化手段、优化内容、人工决策等方面,并分析了实现配电网优化调度的6项关键技术。     

考虑多种调节手段的配电网经济运行优化

由于配电网中有功与无功功率存在强耦合关系,传统将有功、无功分别优化的处理方法无法让配电网处于最优经济运行状态,且负荷需求和分布式发电出力的不确定性也给配电网运行带来巨大挑战。基于此,以支路潮流模型为基础,提出一种考虑多种调节手段（包括有载调压变压器、电容器组、静止无功补偿装置、储能装置以及开关重构）的配电网两阶段鲁棒经济运行优化方法,并将非线性潮流约束进行二阶锥松弛,从而将经济运行优化模型转化为混合整数二阶锥规划问题进行有效求解。为解决负荷需求和分布式发电出力的不确定性,采用两阶段鲁棒优化方法,并通过列与约束生成（column-and-constraint generation,CCG）算法进行求解获得各调节措施的最优鲁棒运行策略。最后通过IEEE 33节点验证了所提模型的有效性。     

数据驱动的无精确建模含源配电网无功运行优化

分布式光伏的接入使得配电网无功电压运行控制需求及解决措施与传统配电网差异较大。针对配电网测量设备安装不全、网架参数难以准确获取,无法进行精确数学建模的问题,提出了无精确建模的含分布式光伏的配电网电压优化控制模型。以节点电压合格为优化目标,使用高速公路神经网络拟合网架节点注入功率与关键节点电压之间的映射关系;考虑分布式光伏的出力约束,进而采用定向寻优策略和反馈机制对优化模型进行求解;通过改变分布式电源逆变器出力来控制电网电压,实现全局系统电压控制。以不同规模的配电网实际数据为例,验证了所提优化运行控制模型的有效性。对比分析了采用普通神经网络和高速公路神经网络的电压拟合精度及收敛速度,证明高速公路神经网络应用于解决无精确建模的多节点含源配电网无功运行问题,可以实现拟合精度和拟合速度的双重优化。     

考虑风光的两阶段配电网动态重构方法

由于传统的控制手段已不能抵抗高渗透率分布式电源对电网的冲击，需要对含分布式电源的配电网动态重构问题展开研究。针对传统配网重构中考虑分布式电源不足、过程复杂耗时和实用性较低等问题，提出了基于生物地理学算法的含分布式电源配电网动态重构两阶段优化策略，建立了以全时段网损最小和开关操作总次数最少为目标的多目标优化模型。首先运用整数型环网编码方法以降低变量维数，对配电网进行时段初步划分，运用夹逼策略对优化区间进行“列举”操作，得到初步优化方案。在此基础上，考虑开关操作总次数约束，对其进行时段的二次优化，最终确定动态重构的开关动作时刻及组合。通过算例验证了该动态重构方法能够在保证操作次数较低的同时，达到减少配电网有功损耗、提高节点电压稳定性的目的。     

计及全年风光资源的分布式电源选址方法

针对分布式电源优化选址问题,现有方法一般都简化处理全年风光资源和负荷数据,且算例规模较小,不能完全满足实际应用要求。提出了计及全年风光资源和负荷数据的大规模多馈线配电网分布式电源选址方法。首先,建立计及全年风光资源的大规模多馈线配电网分布式电源优化选址模型,然后基于遗传算法给出优化模型的求解策略,最后采用实际大规模多馈线配电网算例进行验证。结果表明,由于考虑到风机位置会受到全年负荷及风能资源时序特性的影响,因此风机位置优化后的网损更低;采用大规模多馈线整体优化的方案后,采用该方法计算的网损结果也明显优于单馈线范围内的优化结果。