计及投资方收益与主动配电网管理的分布式光伏电源规划

构建了计及光伏投资方收益与主动管理措施的配电网分布式光伏电源双层规划模型,其中外层规划模型以光伏投资方年净收益最大为目标优化光伏电源的安装容量,内层规划模型则通过源/网/荷综合主动管理措施对光伏电源的出力削减量进行优化以实现光伏电源的年消纳率最大的目标。同时利用改进K-means聚类方法对全年不同时段的场景进行聚类缩减,并结合并行差分和声搜索算法求解上述双层规划模型。仿真计算结果验证了所提规划模型及求解方法的合理性。     

面向分布式光伏消纳的中压配电网储能规划模型和求解方法

“双碳”背景下,配合分布式光伏规划开展储能规划是目前地市供电公司规划部门的重点工作之一。文章提出了面向分布式光伏消纳的中压配电网储能选址定容实用化模型和求解方法。首先利用生产模拟仿真分析分布式光伏并网对配电网的影响;其次基于鲁棒思想提出了场景削减方法,选取分布式光伏对配电网影响严重的场景集;最后提出了中压配电网选址定容的线性优化模型,以储能每小时最大充放电功率(电量)最小为目标,利用灵敏度系数法将线路过载和节点电压越限约束表达成储能充放电功率的线性函数。对改进的IEEE 33节点系统进行案例分析,研究表明文章提出的求解方法将双层优化问题化简成为单层优化问题降低了问题的复杂度,场景削减减少了约束条件数量,线性优化能快速有效地确定储能的位置和容量。     

基于储能调度模式的分布式光伏两阶段多目标就地消纳模型

随着分布式光伏接入配电网容量的提高,分布式光伏就地消纳模型成为日益重要的课题。提出了一种基于储能调度模式的分布式光伏两阶段多目标消纳模型。该模型以储能调度策略为主要控制变量并配合机组出力,以分布式光伏消纳率最大为优先目标,以系统运行成本最小为次要目标,计及储能运行约束等必要约束条件。针对建立的模型采用JAS算法配合分段线性化的混合整数规划,并结合智能单粒子算法构成的混合算法进行求解。通过一个算例验证了该模型能在不同渗透率情况下最大化光伏消纳率的同时最小化运行成本,使得模型更加符合实际和具有应用价值。     

含光伏接入的中压配电网集中调控优化策略

随着并网光伏数量和容量的增加,中压配电网电压波动及网损过大等问题日益突出。为此计及中压配电网的通信条件与计算能力等特点,提出了一种面向中压配电网的分布式光伏集中调控优化策略,抑制中压配电网电压波动及网损过大。分析光伏并网对配电网电压及网损影响,构建了以中压配电网潮流平衡方程、节点电压、支路电流及系统运行为约束,以网损最小、电压波动最小和分布式电源消纳最大为目标的多目标优化控制模型;采用商用CPLEX对模型进行求解;最后结合算例仿真对模型进行了有效性验证。结果表明,所提优化控制模型可有效降低配电网电压波动,合理分配分布式电源出力,降低网络损耗,同时保证光伏利用率处于相对合理区间。     

含高比例分布式光伏的配电网多目标概率规划方法

针对分布式光伏出力不确定性造成的配电网规划成本增加、运行稳定性降低问题,文章提出了一种含高比例分布式光伏的配电网多目标概率规划方法。通过K-means聚类对光伏出力数据进行场景削减,得到典型场景集及其概率模型,基于蒙特卡洛概率潮流生成不确定性场景,模拟分布式光伏实际运行情况。基于所得不确定性场景,建立双层概率规划模型：上层以投资建设成本最小和光伏渗透率最大为目标,对分布式光伏及储能进行选址定容,下层考虑分布式光伏出力的不确定性,以概率潮流下的运维成本、网损成本、购电成本和电压偏差指数最小为目标,对分布式光伏出力以及储能各时段充放电功率进行优化。采用改进的粒子群(particle swarm optimization, PSO)算法对概率规划模型进行求解。采用安徽某地光伏出力作为典型数据,以IEEE 33节点系统为算例开展多场景算例分析,结果表明：与传统规划方法对比,所提方法能够提升光伏渗透率和配电网运行稳定性,并降低综合成本。     

考虑主动管理的配电网分布式光伏并行优化配置

主动管理技术的快速发展为分布式光伏发电大规模接入配电网提供了可能。将主动管理与分布式光伏优化配置相结合,以分布式光伏的安装位置、容量和主动管理措施为决策变量,建立以分布式光伏能量渗透率最大和电压偏差最小为目标函数的优化配置模型;利用基于二分K-均值聚类的多场景分析法处理光伏出力和负荷的不确定性及时序特性,克服K-均值聚类场景缩减对初始质心选取敏感的缺陷;提出基于并行计算的多场景分析和多目标分子微分进化算法对优化模型进行求解,得到配电网分布式光伏最优配置方案及主动管理策略。IEEE 33节点配电系统仿真结果表明,所提优化配置方法可有效提高分布式光伏消纳量并保证供电质量。     

基于集群划分的配电网分布式光伏与储能选址定容规划

针对传统分布式电源规划方法难以满足未来含高比例分布式电源的配电网在运行阶段的分区控制需求问题,该文提出分布式电源集群规划的概念和方法。首先,根据系统网架结构和节点负荷特性对配电网进行集群划分,构成配电网—集群—节点多层级网架结构;其次,基于集群划分结果,建立分布式光伏与储能双层协调选址定容规划模型。上层模型以年综合费用最小为目标,决策变量为各集群的分布式光伏总容量、储能容量和功率;下层模型以系统网损最小为目标,决策变量为集群内各节点接入的光伏分容量和储能的并网位置;针对该模型特性,采用嵌入潮流计算的双层迭代混合粒子群算法进行求解。以某示范区10kV实际配电网的光储系统容量和布点优化为例,验证所提模型的可行性和求解方法的有效性。     

主动配电网中分布式电源优化配置

主动配电网规划将主动管理模式与配电网规划、控制及运行相结合,在分布式电源优化配置阶段,充分考虑通过主动管理控制配电网运行。首先建立双层分布式电源规划模型,上层规划以主动配电网运营商年收益最大为目标,下层规划通过主动管理使分布式电源有功出力切除量最小;然后,为计及负荷及分布式电源出力的时序特性,分析了不同类型负荷及分布式电源在典型场景下的日曲线,并且引入分时电价机制来反映主动配电网需求侧特性;再采利用改进粒子群算法求解上层规划模型,采用原对偶内点法对下层规划模型求解;最后以IEEE-33节点配电网作为算例,验证了所提模型的合理性和算法的有效性。     

分时电价提升配电网光伏消纳能力多目标优化策略

高比例分布式光伏接入配电网引起电压越限等问题限制了配电网的光伏消纳能力,为此建立了用于提升配电网光伏消纳能力的优化模型。首先,分析分布式光伏接入对配电网电压分布的影响;其次,建立分时电价优化模型和分布式光伏接纳优化模型用于提升配电网光伏消纳能力。分时电价优化模型为基于分时电价提升用户用电功率和降低用户用电成本的多目标优化模型,约束条件包括用户用电功率约束和电价约束;分布式光伏接纳优化模型基于分时电价优化模型计算结果,目标函数为配电网光伏消纳量最大,约束条件包括分时电价优化模型计算得到的配电网用电负荷和线路潮流约束。最后,以某一实际配电网系统为算例,计算结果表明经过2个模型优化后配电网可以有效提升光伏消纳能力。     

基于Stackelberg博弈的配电网分布式光伏低碳化消纳方法

为促进配电网分布式光伏发电功率就地消纳,缓解弃光、电压越限等问题,提出了一种利用交易电价和低碳农业用电设备进行就地消纳的方法,构建了低碳化源荷协调双层优化模型。上层模型以光伏发电和农业园区方整体综合收益最大为目标,通过Stackelberg博弈模型,确定最优交易电价和各园区时移消纳功率;下层模型综合考虑低碳农业用电设备的低碳效益、配置数量等信息,以不同计量时段的最大低碳消纳效益为目标,农业园区控制就地消纳违约率,确定可时移负荷的优化控制方案和不同园区的最大低碳消纳效益。配电网仿真结果表明,采用交易电价和可时移低碳负荷消纳模型后,配电网分布式光伏就地消纳情况得到改善,弃光电量减少,电压质量得到改善,光伏发电和农业园区方综合收益均得到提升。     

基于分时电价模式的分布式风光发电就地消纳模型

提出分时电价机制下分布式风光接入主动配电网就地消纳模型,该模型通过赋予主动配电网制定网内分时电价的权利来提高分布式风光消纳率。首先分析了基于负荷分类的分时电价机制下负荷的价格型需求响应模型,其次建立了分时电价机制下分布式风光接入主动配电网就地消纳模型,该模型以风光消纳率最大为目标函数,计及多种必要约束。提出采用基于模拟退火算法的求解模型对所建立模型进行求解。最后通过一个算例验证了该文方法可以有效提高分布式风光接入主动配电网的就地消纳率。     

应用场景压缩和计及电压调节策略的光伏接入规划

针对光伏接入规划中光照强度和负荷大小的不确定性,采用场景分析法依据改进的聚类数量评价指标,在考虑负荷之间相关性的同时减少了规划场景数量。围绕配电网公司和光伏运营商利益协同的问题,充分考虑光伏无功和有功功率对电压的调节作用,构建了多目标双层优化规划模型,上层规划模型优化光伏接入容量,下层考虑光伏接入后的配电网调压策略。对采用非支配排序遗传算法获得的帕累托解集,提出了选取最优解的评估指标及评估流程,并在IEEE 33节点配电系统中验证了所提方法的可行性。     

远方集中式与就地分布式光伏供电经济性比较

优先发展远方集中式光伏发电还是优先发展就地分布式光伏发电,需要进行经济性比较。立足于光伏电站建设发展的地域性差异,在传统光伏电站成本电价计算方法的基础上,考虑用户的实际用电成本,提出了远方集中式光伏电站与就近分布式光伏电站发、输、配电拓扑模型。分析了光伏电站在发、输、配电过程中的电能传输效率,将光伏系统的损耗与输配电成本纳入光伏用电成本,建立了一个用于评价光伏系统发、输、配电全过程内效率与成本的计算模型,并采用实际算例给出了具体的比较过程。结果表明:光照小时数、输电距离、光伏电站的单位容量投资是影响远方集中式光伏电站与就地分布式光伏电站成本差异的主要因素。     

考虑光伏消纳能力的配电网规划方案优化

分布式光伏接入背景下配电网发展规划是当前研究的重点。文中首先采用基于粒子群优化方法对配电网最大分布式光伏消纳能力进行评估,并与现有分析方法的性能进行了比较。采用基于全寿命周期管理的方法对配电网发展规划方案进行经济性评估,给出了规划方案全寿命周期成本分解模型,以提高单位光伏发电消纳能力的投资为指标对发展规划方案进行优化。通过具体算例说明了所提出方法的应用。为高渗透率分布式光伏接入的配电网运行和规划提供了参考。     

提高微网光伏消纳率的价格激励需求响应分层优化方法

在光伏装机比例较高的微网中存在光伏的消纳问题,对负荷的合理调整有助于提高光伏的就地消纳能力,而价格激励需求响应是调整负荷的有效手段。基于分时电价模式下的价格激励需求响应机制,提出了通过优化电价以调节负荷进而提升微网光伏消纳率的方法。在分析了模型的多元非线性性质的基础上,有针对性地建立了兼顾发电经济性与光伏消纳率指标的多层优化模型,并通过改进模拟退火算法与混合整数规划算法进行分层迭代求解,最终实现了光伏消纳能力的提升。算例结果表明,该方法可在不增加需求侧负担的前提下有效提高微网中的光伏消纳率,并提升微网运行的整体经济性。     

基于光伏发电平价上网的系统超配经济性分析

传统光伏电站为保证光伏组件电能输出,其直流侧容量和逆变器容量配比一般按1:1及以下设计,但光伏系统实际运行时,由于辐照资源不足、系统损耗、弃光限电等原因,其输出功率存在因达不到额定工况而造成的资源浪费。针对该问题,可以通过适当提升容配比的方式降低光伏发电度电成本,提高经济性。运用PVsyst仿真软件,以青海格尔木为仿真项目地,分析了不同容配比下的限光损失和组件逐年衰减后的影响,以及限电因素对容配比设计的影响等,并提出基于政策条件的容配比优化设计方法,通过累计成本与发电量比值的最小化来确定最佳容配比。实例分析表明:在平价上网政策背景下,青海格尔木地区500 kW电站,容配比增加可能导致系统存在限光损失,运行前10年的损失值与容配比的增加比例呈一定敏感性,同时限光损失会随着组件逐年衰减呈线性下降关系。当存在外部限电因素,容配比增加会导致电站的弃光率升高。当容配比为1.355时,度电成本为区间最低值0.2709元/kW·h。该计算方法相比传统的容配比设计方法,综合考虑了系统辐照资源不足、系统损耗和弃光限电等影响光伏系统电能输出的因素。     

园区光储多场景协同优化运行策略

光伏园区配备储能可以减小光伏出力的波动性并提高光伏消纳率,除此之外储能的裕量还可以同时参与其他的应用场景,提升光储系统运行经济性。为此以园区光储运营商的收益最大为目标,以光储功率和负荷侧功率为约束条件,提出了储能同时参与3种应用场景,即平抑波动、能量时移、调频市场时的协同优化策略。研究了市场价格因素对于收益、支出和弃光率的影响程度以及对策略倾斜度的影响。算例分析表明,所提协同优化策略可在提高园区光储运营商收益的前提下减小园内用户的支出并提高光伏消纳率,为运营商在面对市场波动的决策处理时提供了理论依据,进而推动光储园区建设的发展。     

基于分类概率综合多场景分析的分布式电源多目标规划

为了在配电网分布式电源规划中更加准确合理地考虑分布式电源出力及负荷需求的不确定性,基于风电、光伏和负荷的随机性分布特征差异,提出分类概率综合多场景分析方法以实现更合理的多场景生成,并融合K-Means聚类方法和层次凝聚聚类(HAC)算法形成H-K复合聚类场景压缩方法,实现更高效的场景压缩;以年均收益率和配电系统电压分布改善率最大化为目标构建多场景分布式电源多目标规划模型,并采用基于HAC种群截断策略的改进非劣排序复合微分进化算法对模型进行求解;以IEEE33节点配电系统为例进行了分布式电源多目标规划,仿真结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

考虑主动管理的分布式光伏发电消纳能力研究

随着分布式光伏接入配电网逐渐增多,其消纳能力越来越受到人们关注。文章对考虑主动管理的分布式光伏消纳能力进行了研究,提出了主动配电网中分布式光伏发电最大消纳量的计算方法。在分析分布式光伏发电和负荷的时序特性的基础上,提出了综合考虑混沌思想和自适应度调整的改进粒子群算法,研究了削减分布式电源出力、调节有载调压变压器抽头、无功补偿等主动管理措施对分布式光伏最大消纳量的影响。IEEE 33节点配网系统验证了所提模型的合理性和算法的有效性,3种主动管理措施能有效提高分布式光伏的最大消纳量。