考虑功率四象限输出的配电网储能优化配置策略

高渗透率分布式电源引起电压偏移和波动等电压质量问题,同时可引发配电网网损增加。针对这一问题,以配置储能为解决方式,并以提高配电网经济效益和提升电压质量为目标,结合电池储能系统功率四象限输出运行策略,提出了配电网储能选址定容的优化配置策略。构建了以购电成本、网损成本和投资成本之和最小为目标的配电网经济运行模型,以15 min为时间尺度滚动计算,并以典型日内的总成本最低建立储能选址定容模型,同时对各节点电压的偏移和波动范围设置约束,使用混合整数二阶锥数学规划进行优化求解。以IEEE 33节点配电网为例进行仿真验证,结果证明了所提出优化配置方法的可行性与高效性。     

提升配电网电压质量的分布式储能经济优化配置方法

结合储能运行调度提出一种改善配电网电压质量的储能经济优化配置方法。从储能投资者利益出发,兼顾系统运行经济性,并考虑系统节点电压偏离正常值情况,建立以储能投资成本、线路损耗费用、主网购电费用及整体节点电压偏差最小为目标的储能选址、定容上层多目标优化模型,并引入层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)将该多目标优化问题转化为单目标问题。将储能配置与其运行调度相结合,建立以反映负荷波动的负荷标准差最小为目标的下层储能运行策略优化模型。对IEEE-33节点配网系统及某工业园区实际线路进行算例分析,结果表明在不改变现有配电网结构的前提下,所建储能双层优化模型及算法能提升配电网的电压质量和经济效益,降低网络损耗。     

柔性多状态开关与分布式储能系统联合接入规划

随着分布式电源渗透率的提升,配电网运行面临着源荷强随机波动带来的挑战。柔性多状态开关（SOP）和分布式储能系统（DESS）可分别在空间和时间上实现潮流的灵活调节,进而提升配电网运行的灵活性。建立了基于时空特性的SOP和DESS双层规划模型,其中上层为选址定容层,考虑系统经济性,以配电网年综合运行成本最小作为优化目标;下层为运行优化层,以配电网网损费用和电压偏移之和最小作为优化目标。通过社区挖掘算法和改进负荷矩方法确定规划方案待安装节点集合,并采用自适应粒子群优化和二阶锥规划的混合算法求解规划模型。以IEEE 33节点系统进行算例分析与对比验证,结果表明SOP和DESS联合接入能有效改善配电网电压时空分布,且运行安装成本最低。     

基于时序电压灵敏度的有源配电网储能优化配置

分布式电源大量并入配电网所带来的电压问题日益显著,储能系统拥有灵活的功率调节能力,使其成为管理配电网电压的有效手段。针对有源配电网储能选址问题,该文提出时序灵敏度计算方法,从改善电压的角度深入研究储能系统最佳选址及配置。该方法首先以节点电压偏移量作为权重因子,对传统单一时间断面下的两节点间灵敏度指标做出改进;其次,区分了有源配电网电压偏移节点相反的调压需求;第三,考虑不同时段在灵敏度计算中的不同重要性,基于时序模型提出了节点的时序灵敏度指标;第四,计及了不同运行方式对灵敏度计算的影响,提高了储能配置方案在配网不同运行方式下的适应性;最后,采用遗传算法求解了时序综合灵敏度计算下的储能优化配置容量。文中以改进的IEEE33节点系统及实际配电系统为算例进行了仿真研究,仿真结果表明:所提方法充分考虑了有源配电网的多种特点,有效提高了储能对有源配电网电压的支撑水平,提高了其电压调节的针对性,并兼顾了不同节点的调压需求;且储能配置方案适应性强,满足了配电网多种运行方式下的电压控制需求。     

基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置与容量优化配置方法

针对典型日负荷曲线,提出基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置和容量优化配置方法。该方法考虑了分布式储能的充放电运行状态,基于网损灵敏度方差确定配电网中各节点接入分布式储能的优先顺序。以配电网网损和节点电压波动为目标函数,运用改进的粒子群算法对分布式储能的充放电功率进行优化,并确定分布式储能的最优配置容量。仿真结果表明,采用该方法确定分布式储能在配电网中的位置和容量可最大化实现功率就地平衡、降低配电网网损和降低配电网节点电压波动,实现分布式储能在配电网中的优化配置。     

改善不平衡配电网电压质量的分布式储能序次优化配置方法

分布式储能(distributed energy storage,DES)具有灵活的运行特性,通过合理配置DES可使其有效服务于有源配电网的电压管理。现有以电压管理为导向的DES优化配置研究通常基于平衡网络模型来分析储能运行特性对系统电压的影响,但配电网实际上是三相不平衡的。为此提出一种基于电压灵敏度分析的不平衡配电网DES序次优化配置方法,从改善网络电压的角度研究不平衡配电网中DES的最佳配置方法。首先基于综合电压灵敏度分析确定DES接入位置;其次兼顾系统运行的经济性,以DES一次投资和运维成本最小为目标优化DES的接入容量;最后通过改进IEEE 33节点三相配电网进行算例分析,验证了所提DES序次优化配置方法可有效改善不平衡配电网的电压质量。     

考虑微电网群和系统经济运行的配电网储能优化配置

针对不同的配电网运行情况,考虑微电网群的运行策略以及子微网的协作运行对配电网的影响,建立了配电网储能配置的选址和定容两阶段优化模型。其中,第一阶段的选址模型在日运行时间尺度上,以配电网系统运行成本最小为目标,利用GAMS软件求解储能的位置、个数以及充放电策略;第二阶段的容量优化模型以年作为时间尺度,以配电网中储能投资运行维护年成本最小为目标,利用嵌套储能寿命计算的粒子群算法在MATLAB软件中求解。算例证明在不同的运行场景下,考虑微电网群和系统经济运行的配电网储能优化配置方法可以有效减少配电网的运行成本和储能的投资维护成本,提高系统经济性。     

分布式储能系统接入配电网的容量配置和有序布点综合优化方法

随着电储能技术经济性的不断提升,在配电网中大量接入分布式储能系统(DESS)已成为一个发展趋势。针对DESS有序接入中面临的规划与运行问题,提出了一种DESS的容量配置和有序布点的综合优化方法:上层模型为考虑DESS投资收益和减缓配电网增容的容量配置模型;下层模型为考虑DESS特性和容量限制、调节负荷削峰填谷且平抑波动的布点优化模型。以IEEE 33节点系统为例,对所提优化模型与方法的有效性进行了验证,并在此基础上得出了DESS在配电网中的布局方案。仿真结果表明,所提综合优化方法可适用于不同配置容量、不同布点数量DESS接入的应用场景,能为大量DESS接入配电网的规划与审核提供技术支持。     

分布式储能系统参与调压的主动配电网两段式电压协调控制策略

针对主动配电网的电压问题,提出一种基于两阶段运行优化的传统调压设备与分布式储能系统(DESS)协调控制方法。第一阶段为模型预测控制,采用较长时间间隔调节网络节点电压,以传统调压设备为控制对象,以网络损耗最小为目标,建立优化模型,并采用锥优化算法高效求解;第二阶段为基于电压灵敏度的DESS分散控制,负责控制频繁波动的关键节点电压,包括无功功率控制和有功充放电控制,除了进行本地控制,还协调中央控制器完成其他关键节点的控制。修改后的IEEE 34节点系统算例分析表明,所提方法能够有效抑制关键节点电压的频繁波动,阻止网络电压越限,减轻传统调压设备的调压负担。     

基于配电网分区的分布式混合储能优化方法

为了提高配电网对呈现不同出力特征的分布式电源的消纳能力,实现含多种分布式电源及大负荷并涉及不同出力特征的配电网优化运行,提出一种基于配电网分区的分布式混合储能优化方法。考虑多种分布式电源及大负荷的概率特征,通过K-means算法得到各分布式电源及大负荷的离散化模型,并计算离散化后配电网的电气距离矩阵,得到配电网分区的相似矩阵;采用吸引子传播(AP)聚类算法将配电网按照节点间的相似度大小分为多个分区,进而确定安装混合储能系统的聚类中心节点;考虑储能系统的充放电效率和荷电状态进行混合储能系统的容量配置,采用希尔伯特-黄变换将各分区的不平衡功率分解为高频分量和低频分量,分别作为功率型储能和能量型储能容量配置的参考功率,以确定最优配置方案。算例分析结果表明,所提优化方法可以有效提高储能的利用效率以及配置方案的经济性。     

基于动态无功电压灵敏度的有源配电网移动式储能优化调度

随着城市负荷尖峰以及分布式电源渗透率的持续攀升,有源配电网存在负荷峰谷差进一步增大以及电压越限的风险。移动式电池储能系统(MBESS)具备时间-空间灵活性和四象限输出能力,考虑其有功出力参与削峰填谷、无功出力参与电压调节,提出了一种基于电压灵敏度分析的有源配电网MBESS的优化调度方法。首先,针对MBESS出力与接入位置之间的耦合影响,推导定有功功率条件下满足仿射关系的无功电压修正灵敏度;其次,考虑不同网络结构下不同节点电压的调整需求,提出一种动态无功电压修正灵敏度的计算方法,旨在确定MBESS的时序最优接入方案;然后,构建充分考虑运行经济性与可靠性的MBESS双层优化调度模型;最后,以IEEE 33节点配电系统为例,采用增强烟花算法对所提模型进行求解,结果表明所提方法能够在保证MBESS具备较好经济效益的同时,有效减小负荷峰谷差以及提升配电系统的整体电压水平。     

考虑风光与负荷时序特性的主动配电网分布式电源优化配置

主动配电网中分布式电源优化配置时,风光机组出力与负荷时序波动特性使场景过多,这既会增加模型求解的难度,也会影响优化配置结果。为此,首先引入戴维森堡丁指数(Davies-Bouldin index,DBI)结合K-means算法对全小时场景进行聚类缩减。然后,建立考虑风光与负荷时序特性的主动配电网双层优化配置模型,上层以系统年综合经济成本最优为目标,决策变量为风光机组接入配电网的位置及容量;下层以系统各时段运行电压水平最优为目标,决策变量为配电网主动管理措施下的运行成本;综合考虑风光机组时序出力和负荷侧时序响应,实现主动配电网分布式电源优化规划。最后,采用改进的自适应遗传算法对模型进行求解。IEEE 33节点系统算例表明,所提方法及模型在确保场景选取的多样性和合理性的同时,兼顾了风光机组出力与负荷时序波动特性,提高了系统运行水平,降低了系统运行成本。     

考虑风光与负荷时序特性的主动配电网分布式电源优化配置

主动配电网中分布式电源优化配置时,风光机组出力与负荷时序波动特性使场景过多,这既会增加模型求解的难度,也会影响优化配置结果。为此,首先引入戴维森堡丁指数(Davies-Bouldin index,DBI)结合K-means算法对全小时场景进行聚类缩减。然后,建立考虑风光与负荷时序特性的主动配电网双层优化配置模型,上层以系统年综合经济成本最优为目标,决策变量为风光机组接入配电网的位置及容量;下层以系统各时段运行电压水平最优为目标,决策变量为配电网主动管理措施下的运行成本;综合考虑风光机组时序出力和负荷侧时序响应,实现主动配电网分布式电源优化规划。最后,采用改进的自适应遗传算法对模型进行求解。IEEE 33节点系统算例表明,所提方法及模型在确保场景选取的多样性和合理性的同时,兼顾了风光机组出力与负荷时序波动特性,提高了系统运行水平,降低了系统运行成本。     

考虑三相不平衡的配电网无功优化运行策略研究

提出了配电网电压无功优化运行策略。以三相配电网潮流计算为基础．考虑了系统的日负荷变化曲线、配电系统实际的三相不平衡状态,以及电容器组和有载调压变压器分接头的实际操作次数约束,应用遗传算法获得一天内电容器组三相分相投切和有载调压变压器分接头位置的最优调度方式。对IEEE36节点算例系统和某城区实际配电网系统进行了验算．计算结果表明该方法可行、有效。     

计及调压辅助服务收益的光储系统优化运行策略

含高渗透率清洁能源配电网的电压越限问题日益严重。光储系统因具备PQ四象限调节能力,具有向电网提供电压调节辅助服务的功能。提出了一种计及调压辅助服务收益的光储系统优化运行策略。给出了光储系统的拓扑结构和柔性并网运行方式;考虑上网电量收益、辅助服务收益、购电费用、损耗费用以及运行约束条件,构建了以光储系统经济收益最大为目标的最优运行模型。针对系统存在的连续多阶段全局有功/无功双决策问题,采用多维动态规划算法进行求解。算例结果表明,光储系统能主动响应调压辅助服务价格激励,获得更高的经济收益,同时有效地解决了配电网的电压越限问题。     

提升配电网供电性能的风-光-储两阶段规划与配置

针对配电网中分布式电源（DG）不合理规划引起供电性能下降的问题,文中提出了一种在风-光-储接入情况下的配电网两阶段规划与配置方法。第一阶段通过计算节点有功网损灵敏度确定风-光电源的接入位置和容量,第二阶段以储能接入容量最小,系统电压稳定指标最大,负荷缺电率最小建立多目标规划模型,同时结合节点平均等效负荷对储能充/放电进行管理。为提高第二阶段多目标问题的求解精度,提出了一种基于多目标粒子群算法的混合智能求解算法用于求解第二阶段模型,最后利用序数偏好法（TOPSIS）选出储能最优接入方案。为验证本文所提方法的有效性在IEEE-33节点系统上设置四种场景进行仿真测试,结果表明所提方法可以明显改善配电网的运行情况,给相关规划与配置提供借鉴与参考。     

基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制

大规模户用光伏不平衡接入低压配电网会造成严重的电压越限、网损和三相不平衡。针对当前户用光伏消纳控制技术对三相四线制低压配电网不适用的问题,提出了一种基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制方法。考虑电压、电流的幅值和相角,采用三相四线制节点导纳矩阵建立了低压配电网的网络拓扑结构;综合考虑网损和三相不平衡度最小,建立了储能元件有功功率和光伏逆变器无功功率的三相四线制线路多时段协同控制模型;通过复数变量拆分和模型凸化以降低三相四线制模型的求解难度,采用CPLEX算法包求出模型全局最优解。仿真结果表明,所提出的基于最优潮流的控制方法在大规模光伏和负荷不对称接入条件下能够有效抑制电压越限,同时达到降低网损、改善电网三相不平衡的目的。