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分布式电源选址定容的新方法,可降低运行费用和故障损失

作者:中国储能网新闻中心 来源:电气新科技 发布时间:2020-06-29 浏览:
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国网河南省电力公司、湖南大学电气与信息工程学院、国网河南省电力公司驻马店供电公司的研究人员刘向实、王凌纤、吴炎彬、薄威、阙东阳,在2019年《电工技术学报》增刊1上撰文指出(论文标题为“计及配电网运行风险的分布式电源选址定容规划”),分布式能源是现如今能源转型发展的重心。

充分考虑分布式能源发电出力波动对配电网的影响,并将配电网运行风险计及分布式电源选址定容,以分布式电源并网运行与离网运行时的风险成本为目标函数,以分布式电源准入容量、有功功率平衡、节点电压不越限、线路不过载以及反向潮流不越限为约束条件,构建分布式电源选址定容规划模型。采用改进多目标粒子群算法对模型进行求解。

仿真算例表明:该方法优化了网络结构,降低了运行费用;出现故障时,确保了关键负荷的正常供电,降低了故障损失。

分布式电源(Distribution Generation, DG)对优化能源供给结构、应对气候变化、保护生态环境、实现经济社会可持续发展具有重要作用。随着分布式发电技术水平的不断提升,分布式发电较传统发电方式具有明显优势。

DG并网具有降低电网线损、提高用户供电可靠性等积极作用,与此同时也会带来电能质量降低、潮流双向流动、故障电流增加、孤岛效益等问题。由于DG加入配电网对其影响很大程度上由DG的接入位置和分配容量决定,因此,在配电网规划阶段考虑DG优化配置具有重要意义。

当前,国内外研究人员从优化模型和求解方法开展了大量研究。

在规划模型方面,有学者建立以可靠性高、电压水平稳定为目标的优化模型,给出了DG优化配置方案;有学者构建以运行和维护费用最小为目标的经济模型,提出固定安装费用权重因子,描述了DG接入后配电网费用的变化;有学者建立以电压控制成本最小为目标的规划模型,在确保电压稳定的条件下提高配电网的经济效益。

在算法方面,有学者提出了一种新的启发式算法,求解以投资、运行、损失成本最小为子目标的优化模型;有学者采用基于遗传算法的染色体编码方式处理DG选址定容规划模型;有学者以微电网经济、低碳和高效综合最优为目标,利用模糊C均值算法求解模型。

但在规划模型方面,多以运行风险或运行成本最小为单一目标进行规划,而缺乏对多指标的综合考量。配电网结构复杂,运行数据量大,亟需寻找一种优化算法能更高效准确地对优化模型进行求解。

为了提升配电网运行的可靠性和经济性,本文提出了计及配电网运行风险的DG选址定容规划模型,该模型将含DG的配电网运行方式分为DG并网运行和离网运行两种方式,并给出了两种方式下的运行风险成本,其中,并网运行风险成本包括配电网运行费用和DG波动产生的运行风险成本;离网运行风险包括电压越限、电流过载和损失负荷。

同时,为提高模型求解效率,采用十进制对网络节点编码,改进多目标粒子群算法。最后在IEEE 69节点配电系统上对规划方法进行了验证。

总结

本文充分考虑分布式光伏发电和风力发电出力,以并网模式和离网模式的运行风险成本为优化目标,考虑分布式电源准入容量、有功功率平衡、节点电压不越限、线路不过载以及反向潮流不越限等约束条件,构建了计及配电网运行风险的DG选址定容规划模型。仿真算例表明该方法优化了网络结构,降低了运行费用;故障时,确保了关键负荷的供电不中断,降低了故障损失,实现了DG的优化配置。

关键字:分布式电源

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