含分布式電源及儲能系統的配電網最優配置研究

蘇義榮, 李懷良

(國電南瑞科技股份有限公司, 江蘇 南京 211106)

0 引 言

目前,在配電網中接入電池儲能系統(battery energy storage system, BESS)和分布式發電(distribution generation,DG),不僅有利于提高電力系統的效率[1],還可以改善電壓分布、減少技術功率損失、緩解擁塞、網絡擴展延遲和提高可靠性[2]。此外,由于對全球變暖的日益關注,減少碳排放受到了廣泛的關注[3],現有的可持續發展、綠色能源政策鼓勵使用可再生的DG和BESS。

針對BESS和DG,配電公司面臨兩大挑戰。第一個挑戰是BESS的最優位置和容量大小,錯誤的配置會降低BESS和DG的優勢,例如能量損失、電壓控制、電壓偏差緩解以及電能質量改善[4-6]。第二個挑戰是BESS的最優調度問題,配電公司可以通過優化BESS運營來提高能源的利潤[7]。

從配電網建模角度,配電網中BESS和DG的最優積分模型本質上是一個混合整數非線性模型(mixed-integer nonlinear model,MINLM),因為系統的運行狀態是由非線性潮流方程決定的 ,投資決策是由整數變量表示的[8]。文獻[9]提出了一種粒子群優化算法來解決主動配電網中的協調BESS和DG規劃。規劃的目標是在網絡安全運行的前提下,保障分布式系統的利潤最大化,減少投資和運營/維護成本。文獻[10]提出了一種規劃DG和BESS的兩步驟方法。第一步解決了系統的容量問題,第二步解決了位置規劃問題,以最小化有源功率損失來改善電壓分布。文獻[11]提出了一個分布式優化框架以解決微電網中的BESS和DG容量規劃。

分布式發電以及儲能技術進步迅速,中低壓配電網中的BESS和DG接入量在不斷增加,亟需在設備配置過程中進一步提高利潤和減少網絡損耗。……