基于网损最小的智能配电网“源网荷”优化研究

智能配电网的典型特征是有大量分布式电源与多元负荷的接入。在新的电网发展形态下,明确了影响线损的主要因素,提出了基于"源网荷"协调优化的节能降损思路。"源网荷"优化的主要措施有:源源出力优化配置、储能设备最优接入容量与接入位置、网络重构、负荷优化。在分布式电源的最优装接容量和位置的研究成果基础上,研究了多个分布式电源接入情况下的有功出力协调优化;针对储能设备的运行特征,研究了储能设备接入电网的最优容量与位置。从网络重构角度出发,建立了网络重构的计算模型,研究了在分布式电源接入的条件下,进行网络重构的判定条件。从负荷避峰的角度,提出了计算用户可限负荷的方法和避峰的边界条件。     

计及分布式光伏承载力的配电网侧独立储能充放电策略

在“双碳”目标、新型电力系统加快推进下,中国分布式光伏呈现快速发展态势,在高比例分布式光伏接入地区易发生电网电压升高越限和反向潮流设备过载等问题,影响分布式光伏接入配电网承载力。充分考虑配电网侧独立储能调节作用,研究提出了提高分布式光伏接入电网承载力水平的独立储能优化配置及充放电策略。考虑了基于时序潮流和两步式迭代的配电网侧独立储能应用综合成本效益,以系统成本最小为原则,科学合理确定独立储能配置容量和充放电控制策略。选取某村低压配电网为案例,通过配电系统经济分析和优化软件（DEAP）,仿真分析了所提独立储能充放电控制策略的有效性。     

考虑季节特性及节点电压偏移的储能系统优化配置

考虑到可再生能源渗透率的增加以及储能装置的接入,研究了含可再生能源配电网的储能优化问题。选用蓄电池作为储能装置,建立了数学模型,并对含风电和光伏的配电系统进行储能优化配置,以系统的经济性和稳定性为优化目标,分别建立了单目标和多目标优化模型。采用改进粒子群优化算法,选择储能容量、储能功率和储能位置作为控制变量进行优化计算。最后结合不同季节风电、光伏和负荷的波动数据,选取含分布式电源的IEEE 33节点配电网系统,对其进行潮流计算及储能优化配置,由此验证了本文配置方法的有效性。     

考虑耐受渗透比的低压配电网储能优化配置

分布式电源出力具有随机性、波动性的特点。高渗透率DG接入低压配电网可能存在功率倒送和电压越限的问题。通过在DG侧配置储能装置,可以改善DG出力特性,提高低压配电网对DG的消纳能力。文章首先提出了DG接入低压配电网耐受渗透比的概念。为平抑DG出力波动幅度,提出了基于DG出力峰值削减的储能充放电控制策略。随后,分析了储能配置比与耐受渗透比提高幅度之间的灵敏度关系,进而提出了考虑耐受渗透比的分布式储能优化配置方法。通过仿真分析,证明了通过合理配置储能容量可以有效提高低压配电网对DG的消纳水平。     

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。     

有源配电网中储能双层精细优化配置方法

提出了一种储能的双层精细优化配置方法,结合运行与规划两个维度,实现储能容量和位置的精细配置;建立了双层规划模型,提出了对应求解方法,优化求解得到精细配置结果。精细配置模型以有源配电网成本收益为目标,针对不同的储能投资运营主体,制定了不同的成本收益模型,形成差异化目标优化配置。针对高渗透率分布式电源接入的配电网,提出的储能精细配置方法能够解决配电网电压合格率低、可再生资源浪费等问题,从而有效提高配电网可靠性和电能质量。     

配电网中分布式储能系统的优化配置方法

分布式储能系统接入配电网可与分布式电源形成互补,弥补后者由于出力的随机性对配电网安全和经济运行造成的负面影响,还可对配电网与主网的功率交换进行调节,起到削峰填谷的作用。而对分布式储能系统接入配电网进行优化配置是实现上述作用的基础,基于此,提出了配电网中分布式储能系统的优化配置方法。首先,为处理负荷功率、风电和光伏发电的随机性,利用聚类算法得到典型日负荷曲线、典型风电和光伏发电出力曲线。其次,以储能系统投资与运行成本最小为目标,考虑接入位置、功率大小和配电网安全运行等约束条件,建立多时段非线性混合整数优化模型,并采用两层优化的方法求解模型。该方法在外层采用改进的遗传算法对储能系统的配置方案进行优化,在内层采用最优潮流算法对配置方案的储能充放电进行优化。最后,对一个含风电和光伏发电的配电系统进行测试,证明了该方法的有效性,并分析了风电和光伏发电的额定功率、负荷需求变化等因素对储能系统配置结果的影响。     

配电网分布式电源最优配置研究*

针对配电网中分布式电源的选址与定容问题,以分布式电源的渗透率最高、配电网的网损改善率最大及电压质量改善率最大三个目标构成目标函数,利用判断矩阵确定权重建立多目标优化模型。提出一种改进的果蝇优化算法对配电网中分布式电源的接入位置和接入容量进行优化,IEEE 33节点配电网络的仿真结果表明:与遗传算法和基本果蝇优化算法相比,改进的果蝇优化算法在收敛速度和求解精度两个方面都具有较为明显的优势,验证了上述优化配置模型及改进算法的实用性与有效性。     

考虑需求侧管理的配电网分布式电源优化配置研究

在国家加大配电网升级改造力度的背景下,将需求侧管理及分布式电源接入纳入配电网规划中,提出了考虑需求侧管理的配电网分布式电源优化配置模型。首先,分析空调负荷作为需求响应资源的潜力评估方法;其次,建立了分布式电源(DG)优化配置容量最大化模型;再次,以配电网网损最小为目标,得到了DG在配电网中的最佳配置方案;最后,仿真结果表明,考虑需求侧管理的DG优化配置能够增强系统承受负荷增长的能力及可靠性。     

储能电站在含光伏电源配电网中的优化配置

在以光伏电源为代表的分布式电源随机性出力特性与负荷特性不匹配的情况下,电网合理配置大规模储能电站对于提高分布式电源的渗透率有着重要意义。为此,提出了离散概率光伏模型和蓄电池储能模型及相关控制策略,综合降低网损和电压波动的目标函数,采用标准粒子群优化算法研究了储能电站在含光伏电源配电网中的优化配置,通过实际案例得到了不同光伏电源配置下储能电站的最优选址定容配置方案,并分析了不同负荷特性对储能电站接入配置的影响。研究成果可应用于光伏电源与储能电站组合配置的电力系统规划工程应用和可靠性分析。     

面向配电网设备利用率提升的分布式储能优化配置

随着配电网中负荷峰谷波动特性加剧以及分布式电源的渗透率加大,分布式储能势必成为配电网构建“供储销”新形态,提升存量变配电设备利用率和分布式可再生能源消纳能力是一种可行的技术方案选择。针对配电网时段性、局部性设备重过载负荷平衡需求,提出基于线路和变电设备两阶段潮流灵敏度搜索的分布式储能选址定容优化模型,以储能总投资最小为优化目标,考虑配电网潮流约束及储能运行约束,采用遗传算法优化求解分布式储能配置策略。算例分析表明,结合配电网发用电负荷分布特性、配变电能力,优化规划分布式储能,可发挥分布式储能对传统配电网投资的替代效应,提升配电网资产整体利用率。     

配备储能装置的分布式光伏系统并网点电压调压策略研究

随着近年来光伏发电的飞速发展,光伏发电在电网中渗透率越来越高,在带来了清洁能源的同时也对电网造成了一定程度的影响。对分布式光伏系统接入配电网时接入前后并网点电压变化机理进行了研究,利用双向DC-DC变换器在光伏并网系统直流侧加装储能装置,在逆变器无功-有功调压方式的基础上提出含储能装置的并网点电压越限调整方案,通过仿真分析可以得出当光伏出力突变或配电网线路负荷变化的情况下,该方案能很好地抑制并网点电压的波动。     

考虑电动汽车的主动配电网储能优化配置

针对未来电动汽车规模化运行及可再生能源发电的间歇性给主动配电网带来了的诸多问题,提出考虑电动汽车充放电的主动配电网储能优化配置模型,以主动配电网的经济运行成本最小为导向,加入经济补偿费用以鼓励用户参与主动配电网的经济调度,在电动汽车的3种运行模式即随机充电、有序充电、与电网互动(vehicle to grid,V2G)运行模式下,通过改进粒子群算法求解得到电池储能装置的最优位置、容量及额定功率,用改造的IEEE 33作为算例模型来验证算法及模型的合理性。     

协调大规模风电汇聚外送的储能配置优化规划

可再生能源富集中心与负荷中心分布上的不均衡,以及风电出力的反调峰特性,导致网络潮流对可再生能源高渗透率地区的大规模风电汇聚外送的约束日益凸显。结合风电汇集区及外送通道的布局特征,计及配置储能前后外送电通道利用率提升的影响,以储能系统配置净收益最大化为目标,建立协调大规模风电汇聚外送的电网侧储能优化配置混合整数线性规划模型,优化决策电网侧储能的选址定容及运行策略。算例分析表明,协调风电汇集区和外送通道空间分布优化规划电网侧储能,可提升外送通道的利用率,促进可再生能源消纳。     

主动配电网关键技术在光伏高渗透工业新区电网的应用

以浙江海宁尖山工业高新区区域电网为研究对象,考虑高新产业敏感电力负荷对电能质量和供电可靠性的高要求,分析分布式光伏高渗透、网架弱联络的工业高新区配电网面临的问题,开展基于柔性互联、分布式储能、交直流混合微电网、源网荷储协调控制等关键技术的主动配电网应用实践,以电能质量、供电可靠性、光伏消纳能力等评价指标,研究主动配电网关键技术在工业高新区光伏高渗透区域电网的应用模式,分析主动配电网灵活的网络拓扑、主动的控制策略等优势在区域配电网发挥的作用与意义,展望主动配电网技术在工业高新区配电网的发展前景与方向。     

基于改进和声搜索算法与二阶锥松弛的储能优化配置

配电网中分布式电源的大量接入加剧了电网功率波动,为稳定电网功率及消纳新能源发电功率,需在电网中合理配置储能。本文基于双层规划模型将储能配置划分为规划层与运行层,并提出了基于趋向移动的全局和声搜索算法和二阶锥松弛理论相结合的储能优化配置混合算法。规划层采用以储能年投资成本与配电网年运行成本之和最小为目标函数,研究了储能配置位置、功率、容量等方面的经济效益;运行层以电网有功网损以及电压偏移之和最小为目标函数,研究了储能各时段最优充放电功率。基于某地实际数据,以33节点配电网为例进行了仿真分析,研究了不同场景下储能的配置方式以及探讨了本文混合算法的优异性。结果表明本文提出的混合算法可以顺利求解该场景下的储能配置问题,证明了本文混合算法有效性。同时,探讨了多场景下的储能配置方式,证明采用双层规划模型对储能进行配置有利于降低配电网综合成本。最后,将本文混合算法与传统智能优化算法求解此类问题进行了比较分析,证明了本文混合算法在求解此类问题上的快速性与准确性。     

分布式储能的典型应用场景及运营模式分析

传统电网的结构和运行模式在新电改及互联网+的形势下发生了剧变,分布式储能作为电网中重要的能量调节环节迎来了新的发展契机,因此有必要对其典型应用场景及运营模式进行深入分析。首先对分布式储能的典型特性进行总结,展示了分布式储能在电力系统中的接入方式。其次对分布式储能的应用场景进行划分,分析了五种分布式储能的典型应用场景及其利用价值。并在典型应用场景基础上提出了配电网分布式储能的评价指标体系,可有效评价其运行效益。最后,分析了分布式储能现存及未来可能的运营模式,并对进一步研究进行了展望。