主动管理在含有分布式电源的配电网中的应用

介绍配电网主动管理(AM)的概念和原理,建立AM问题的最优潮流(OPF)模型;提出定量评估系统,采用多种技术经济指标评估AM对含有分布式电源(DG)的配电网的影响;并应用FCM聚类算法简化初始数据集.对改进的33节点系统的评估结果表明:应用AM能够有效地减少配电网的线损,改善电压分布,并可以提高DG投资者的净收益.     

放松管制环境下基于改进布谷鸟搜索算法的DGO与DNO效益均衡模型

近年来,分布式发电以其节能、环保等特点发展快速。然而在分布式发电接入配电网的过程中,会对配电网运营商（distribution network operators,DNO）的利益造成影响,从而阻碍两者的协调发展。为了兼顾配电网运营商与分布式发电商（distributed generation owners,DGO）的利益,研究了分布式发电投资及配电网建设规划的联合优化问题。在构建目标函数过程中引入利润分配系数从而达到双赢目的,同时需要满足配电网安全稳定运营及减排目标约束。对于模型中存在的不确定性因素使用两点估计法进行确定,使用改进的布谷鸟搜索算法求解所建模型。最后以IEEE33节点配电系统为例,通过不同情境之间的对比分析验证了所提出方法的有效性和可行性。     

含有分布式发电装置的电力系统研究综述

分布式发电技术在全球范围内引起人们越来越多的关注.分布式发电装置既可用于电力调峰、建造备用电站或热电联供电站,又可实现边远地区独立发电.为了满足我国经济高速发展的需要,在已建中央电站及电网的基础上,大力发展分布式发电技术将是电力系统未来发展的必然趋势.文中列举了分布式发电技术的特点,针对分布式发电装置对电网影响的研究状况进行了综述,并且对未来该技术的研究方向进行了探讨.     

英国可再生分布式发电市场进展和配电网应对方案

本文介绍了英国可再生分布式发电市场现状和英国配电网(132kV～11kV)所取得的相关进展.简述了英国分布式发电相关政府法规、市场补贴机制和分布式电源入网规程.分析了高比例分布式发电对配电网造成的困难,并用实际工程案例阐述了应对方案.进而,为解决分布式发电带来的故障电流增高、电压升高和反向潮流等技术问题,列举了英国各地区试点项目应用的故障电流限值器、FACTS装置、储能设备和中压直流输电等技术方案.介绍了英国实时网络分析软件和配电系统优化技术,应用该技术可进一步释放配电网容量.     

Planning for distributed wind generation under active management mode

In the smart grid (SG), the active management (AM) mode will be applied for the connection and operation of distributed generation (DG), which means real time control and management of DG units and distribution network devices based on real time measurements of primary system parameters. In this paper, a novel bi-level programming model for distributed wind generation (DWG) planning under AM mode is put forward. The model takes the maximum expectation of net benefit of DWG as the upper level program objective, and takes the minimum expectation of generation curtailment as the lower level program objective. The impact of active management algorithm on improvement of branch power flow and node voltage is taken into account. A hybrid algorithm combining the plant growth simulation algorithm (PGSA) with probabilistic optimal power flow (POPF) algorithm is presented to solve the optimal planning of DWG under AM mode. The case studies have been carried out on a 33-node distribution network, and the results verify the rationality of the planning model and the effectiveness of the proposed method.     

考虑分布式电源接入的区域配电网规划投资决策方法

分布式电源（distributed generation, DG）作为可再生能源的重要发电方式,在配电网中的应用越来越广泛。针对配电网投资结构与投资效益方面存在较大的不确定性问题,提出一种考虑分布式电源的区域配电网投资决策方法。首先,在分布式电源对配电网的影响分析的基础上,给出配电网投资效益的关联关系解析方法,并引入配电网建设改造措施、受影响运行参数、投资效益指标等中间变量,将投资与效益进行关联。然后,以配电网综合效益最优为目标,提出配电网规划投资决策方法,并给出主要流程和关键步骤。最后,以中国北方某省所属不同供电区域为例进行分析,验证所提方法的有效性。     

基于主从博弈的主动配电网分布式电源与独立储能协同规划方法

为进行电力市场改革背景下的分布式电源(DG)与独立储能的合理规划,以分布式电源运营商(DGO)和独立储能运营商(IESO)为投资主体,分别对配电网中DG和独立储能的安装容量进行决策,以DGO为主导者、IESO为跟从者构建主从博弈双层规划模型。针对独立储能制定了消纳新能源出力与电池余量套利相结合的运行策略,并引入交易电价,使DGO利用弃风弃光部分与IESO开展交易。采用标准粒子群算法与数学优化方法相结合的方式求解模型,通过IEEE 33节点配电系统仿真分析表明,所提出的规划方法可有效提高规划的经济性,有利于储能的市场化发展,同时可提高DG渗透率,减小弃风弃光率。     

分布式电源接入配电网的经济效益及电压稳定性

借助于回归分析方法将配电网和主网联系起来,基于实时电价理论构建了DG接入配电网的经济效益及配电网电压稳定性分析模型。以IEEE30系统节点8下属配电网接入4个DG为例,定量分析了6个典型日内DG接入前后主配网经济效益及配电网电压稳定性。结果表明：DG合理接入后,终端电力用户的支付电价下降,能够有效消除可能出现的输电阻塞;主配网网损率明显下降,提高了电力输送效率;主配网购电成本显著下降,提高了市场运行效率;高峰时段DG因相对低成本而全额发电,能获得较高的利润;配电网电压稳定性明显增强。随着分布式发电技术的成熟,其成本将会不断下降,DG会因具有成本优势和地理位置优势而成为传统电网的有效补充。     

基于解析灵敏度的不平衡配电系统分布式发电出力优化

分布式能源的渗透率不断提升,使得主动配电系统的不平衡性远远高于传统配电网.文中研究了以网损最小化和分布式发电(DG)出力最大化为目标函数的不平衡配电系统DG出力优化模型.首先,基于不动点定理的不平衡线性潮流模型,推导了以电压为决策变量的网损对于DG出力的灵敏度解析表达式,将其引入不平衡配电系统DG出力的一般单目标优化数学模型.然后,提出了考虑DG出力最大化的多目标优化模型并给出了比例系数的调制方式.最后,通过算例仿真验证了所提方法的有效性.     

考虑DG接入影响配电网经济运行时间的线损分摊模型

每一区域配电网都有使其网损达到最小值的经济运行区间,而分布式电源(DG)的接入会影响配电网的运行状况,有可能使配电网偏离或进入经济运行区间。为了维持配电网的经济运转,文中提出了一种考虑DG接入影响配电网经济运行时间的线损分摊方法。首先,基于等值电阻法计算配电网线损,以配电网线损最小为目标,引入配电网经济运行时间的概念,进而计算得到DG接入前后该时段配电网所处的负载区间;其次,通过分析DG接入前后配电网负载区间发生变化的原因,形成不同的DG并网运行场景;然后,在潮流追踪分摊网损的基础上,为不同运行场景下的DG分别设置不同的奖惩系数,修正DG线损分摊量;最后,以某地区实际运行的线路为例进行计算分析,并与潮流追踪算法计算的结果比较,验证所提方法的正确性和有效性。     

分布式发电机组微网方式接入智能配电网研究

微网技术是解决分布式电源大量介入配电网问题的有效措施。以青岛麦岛污水处理厂沼气发电机组成功地以微网方式友好接入配电网为例,介绍了麦岛沼气发电机组微网的技术构架,运行方式、微网策略、控制逻辑等,实现的微网控制功能,具有良好的经济和社会效益。     

考虑不同负荷水平下DG定容选址的配电网协调规划研究

针对多种负荷水平下,分布式电源(DG)接入配电网带来的随机性问题以及无法兼顾DG容量与选址的协调规划问题,本文构建了一种考虑不同负荷水平与DG定容选址的配电网协调规划模型,可对配电网网架进行重新构建的同时,综合考虑DG容量与配置位置的规划,以获得最小的有功网损与最大的电压支撑效果。该规划模型首先对风电接入配电网的随机特性构建数学概率模型,然后将配电网开关组合与各个DG的容量、配置位置同时作为变量引入烟花优化算法求解,最后在不同风电场景与负荷水平下得到最优规划结果。美国PEG69节点系统的算例仿真结果表明该模型不仅可以满足配电网辐射状与稳定运行的约束,在与仅引入DG容量和仅引入DG位置规划的对比中,验证了容量位置协调规划在配电网经济运行方面的优越性。     

基于主从博弈的配电网源网协调扩展规划

由社会资本投资的大量分布式电源(Distribution Generation, DG)接入配电网势必对配电网稳定与经济运行带来诸多挑战。为了对DG进行合理规划,以我国电力改革的实际情况为背景,从配电公司(Distribution System Company,DISCO)和分布式电源运营商(Distributed Generation Owners,DGOs)的利益角度出发,构建基于主从博弈的DISCO配电网扩展规划的双层优化模型。上层决策以DISCO的成本最小化为目标,综合考虑各年配电网运行约束和DG渗透率约束;而下层决策则由多个DGO的子优化问题组成,以各DGO的收益最大作为优化目标,计及各年并网容量约束。然后,采用粒子群算法求解该双层优化模型,得到以年为单位的最有配电网扩展规划方案。最后,基于IEEE-33节点系统进行仿真实验,验证了所提模型的有效性与先进性。     

Assessment of energy distribution losses for increasing penetration of distributed generation

High levels of penetration of distributed generation (DG) are a new challenge for traditional electric power systems. Power injections from DGs change network power flows modifying energy losses. Although it is considered that DG reduce losses, this paper shows that this is not always true. This paper presents an approach to compute annual energy losses variations when different penetration and concentration levels of DG are connected to a distribution network. In addition, the impact on losses of different DG technologies, such as combined heat and power, wind power, photovoltaic, and fuel-cells, is analyzed. Results show that energy losses variation, as a function of the DG penetration level, presents a characteristic U-shape trajectory. Moreover, when DG units are more dispersed along network feeders, higher losses reduction can be expected. Regarding DG technologies, it should be noted that wind power is the one that shows the worst behavior in losses reduction. Finally, DG units with reactive power control provide a better network voltage profile and lower losses.     

含分布式电源的配电网优化研究

随着中国环境问题的愈发凸显和节能减排形式的越来越严峻,传统火力发电高污染、高耗能的问题暴露地越来越明显,与此同时,以风电、光伏为主的分布式电源（distributed generation,DG）发电过程绿色无污染,且安装灵活,可直接接入中低压配电网,很好地解决了传统大电网面临的弊端,DG合理接入配电网也可以带来很好的经济性。本次研究建立了涵盖DG投资商、电网公司、用户角度的多目标模型,引入了NSGGA-2改进算法,最后在IEEE33节点算例的基础上,针对DG位置、容量、类型进行了多组仿真试验验证了所提算法的可行性,为决策者提供了多种模型下的最优配置方案。     

A combination of genetic algorithm and particle swarm optimization for optimal DG location and sizing in distribution systems

Distributed generation (DG) sources are becoming more prominent in distribution systems due to the incremental demands for electrical energy. Locations and capacities of DG sources have profoundly impacted on the system losses in a distribution network. In this paper, a novel combined genetic algorithm (GA)/particle swarm optimization (PSO) is presented for optimal location and sizing of DG on distribution systems. The objective is to minimize network power losses, better voltage regulation and improve the voltage stability within the frame-work of system operation and security constraints in radial distribution systems. A detailed performance analysis is carried out on 33 and 69 bus systems to demonstrate the effectiveness of the proposed methodology.     

分布式发电技术及其对电力系统的影响

随着公平竞争的电力市场逐步建立,分布式发电将凭借其投资省、发电方式灵活、与环境兼容等优点拥有越来越大的市场份额。大量分布式发电系统接入电网,将对传统电力系统产生巨大的影响。首先介绍了分布式发电技术的基本概念以及其相对于集中发电方式的显著优点,并对现在比较热门的几种分布式发电技术做了介绍,然后分析了分布式发电对现有电力系统的影响,指出当大量分布式电源接入系统后,它对系统的影响不再局限于配电网,而将对整个电力系统的动态性能产生巨大的影响。     

Distribution planning with reliability options for distributed generation

The promotion of electricity generation from renewable energy sources (RES) and combined heat and power (CHP) has resulted in increasing penetration levels of distributed generation (DG). However, large-scale connection of DG involves profound changes in the operation and planning of electricity distribution networks. Distribution System Operators (DSOs) play a key role since these agents have to provide flexibility to their networks in order to integrate DG. Article 14.7 of EU Electricity Directive states that DSOs should consider DG as an alternative to new network investments. This is a challenging task, particularly under the current regulatory framework where DSOs must be legally and functionally unbundled from other activities in the electricity sector. This paper proposes a market mechanism, referred to as reliability options for distributed generation (RODG), which provides DSOs with an alternative to the investment in new distribution facilities. The mechanism proposed allocates the firm capacity required to DG embedded in the distribution network through a competitive auction. Additionally, RODG make DG partly responsible for reliability and provide DG with incentives for a more efficient operation taking into account the network conditions.     

基于发电预测的分布式发电能量管理系统

随着电力市场和新能源发电的不断发展,研究分布式发电的能量管理技术对分布式发电系统的稳定、经济运行具有非常重要的作用。本文介绍了分布式发电系统的网络拓扑,阐述了分布式发电系统能量管理的基本策略和光伏阵列发电预测的工作原理,提出了一种新颖的分布式发电系统能量管理控制算法。该算法根据发电单元的输出电能预测和储能单元的实时状态确定运行模式,采用模糊控制实时调控系统能量流动的方向和幅值,实现了系统运行成本最优化。     

计及模糊随机性的主动配电网分布式电源规划模型

随着分布式电源（distributed generation,DG）大规模接入,电源规划与网架结构不匹配问题开始引起人们的关注与思考。因此,文章从DG最优配置的角度出发,同时考虑网架结构优化,建立了计及模糊随机性的主动配电网DG规划模型。首先针对DG接入给配电网引入的强不确定问题,提出一种计及DG出力模糊随机性的典型日场景生成方法,提高模型的精度和准确性。然后,分别以DG供应商年收益最大和配电公司年网损费用最低为上、下层的目标函数,构建主动配电网双层DG规划模型。为促进DG的消纳,上层模型还考虑了储能的协调优化过程。最后,基于改进的IEEE-33节点系统,采用GAMS-DICOPT求解器和自适应权重离散粒子群算法对规划模型求解,验证了模型的有效性。算例结果表明,通过DG的合理配置与网架结构优化,能够实现多利益主体的共赢,并促进DG的消纳。