主动配电网储能系统的多目标优化配置

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1、第３８卷第１８期Vol．３８No．１８２０１４年９月２５日Sept．２５,２０１４DOI:１０．７５００/AEPS２０１３０７２２００９主动配电网储能系统的多目标优化配置尤毅１,２,刘东２,钟清１,余南华１(１．广东电网公司电力科学研究院,广东省广州市５１００８０;２．电力传输与功率变换控制教育部重点实验室,上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海市２００２４０)摘要:储能系统在平滑间歇式能源功率波动、削峰填谷、改善电压质量以及提供灵活的功率调节等方面都发挥了巨大的作用.主动配电网能否实现对间歇性可再生能源进行完整消纳以及网络优化运行,在很大程度上依赖于

2、主动配电网的储能系统配置是否合理.文中从削峰填谷能力、电压质量以及功率主动调节能力３个方面建立主动配电网储能系统的多目标优化配置模型,并使用带权极小模理想点法求解该多目标优化问题,避免求解多目标规划问题复杂的Pareto前端曲面,简化了问题求解的复杂度.最后,通过算例验证了所提模型及其求解方法的有效性.关键词:主动配电网;储能系统;优化配置;主动调节能力;极小模理想点０引言研究,尤其是在主动配电网背景下的优化配置.例如文献[１３]应用遗传算法优化分布式电源的位置和分布式电源(distributedgenerator,DG)尤其是容量,综合考虑了分布式电源

3、对配电网潮流和线路可再生能源(renewableenergysource,RES)以其安负载能力的影响.文献[１４]采用机会约束方法来解[１]装方便、绿色环保、控制灵活等特征在世界范围内决分布式电源的选址和定容中出现的不确定性因素得到越来越广泛的关注和应用.与此同时,主动配所引起的风险.文献[１５]在分布式电源单个容量、电网(activedistributionnetwork,ADN)技术的发个数和位置不确定的情况下,建立了多目标优化模[２Ｇ４]展及实施给分布式能源的高渗透并网创造了条型,并将多目标函数归一化,采用改进自适应遗传算件,是智能配电网未来发展

4、的趋势所在,用以解决当法优化分布式电源的位置和容量,得到分布式电源[５]前日益严重的能源短缺和环境污染等问题.储能接入后的最优规划方案.文献[１６]在不考虑负荷新系统(energystoragesystem,ESS)凭借其快速功率增节点的情况下,采用自适应变异的粒子群算法对调节以及兼具供蓄能力的特征,在平滑间歇式能源配电网中的分布式电源选址和定容进行了优化.但[６]功率波动、削峰填谷、改善电压质量以及提供备用是上述研究都未对储能系统作特殊化分析,也仅仅[７Ｇ８]电源方面都发挥出了巨大的作用,是主动配电网是在目前被动式配电网结构上进行分布式电源的优实现对广

5、泛接入的分布式能源灵活调节以及网络优化配置.化运行的关键所在,其配置将直接影响到主动配电本文在前人研究的基础上,具体分析储能系统网对于分布式能源主动管理的能力以及网络运行的的供蓄特性对于主动配电网的支撑作用,并提出主经济性.动配电网储能系统的多目标优化配置模型及其求解基于上述背景,本文将重点研究主动配电网中方法,以实现储能系统对于主动配电网支撑作用的储能系统的优化配置问题,以发挥储能系统对于主综合最优.动配电网的最大支撑作用.目前,分布式电源在配电网的选址定容已经成为业界的一个研究热１储能系统对于主动配电网的支撑作用[９Ｇ１２]点,很多学者对于分布式电源

6、在配电网的优化分析配置进行了深入研究并取得了大量的技术成[１３Ｇ１６]大量分布式能源的接入给主动配电网的协调优果,但很少专门涉及针对储能系统的选址定容化运行带来了极大挑战,尤其是间歇性可再生能源输出功率的波动性和随机性,更加大了主动配电网收稿日期:２０１３Ｇ０７Ｇ２２;修回日期:２０１３Ｇ１２Ｇ１６.运行人员的工作难度.除了传统的运行方式即联络国家高技术研究发展计划(８６３计划)资助项目开关的调整之外,主动配电网运行人员更应该借助(２０１２AA０５０２１２).于储能系统的功率灵活可调,实现与分布式能源的—４６—?学术研究?尤毅,等主动配电网储能系统的多目

7、标优化配置功率输出相协调,优化网络运行状况并改善电能质２)提高电压质量量等.储能系统的引入可以有效抑制分布式能源的功总体而言,储能系统对于主动配电网的支撑作率波动和不规则启停对于配电网供电电压质量的影用可以从以下３个方面来描述.响,提升网络的电压水平.１)削峰填谷,改善负荷特性为了定量反映储能系统对于网络电压水平的提储能系统通过在负荷低谷时充电,负荷高峰时升作用,提出了能反映节点电压质量的节点电压指放电达到降低峰谷差,改善馈线总体负荷特性的目标IvpＧi以及能反映馈线综合电压水平的馈线电压指的.若以Pavg表示馈线全天的平均负荷,Pgap表示标Ivf,分

8、别如式(５)和式(６)所示.馈线全天负荷的峰谷差,Pc表示负荷低谷时刻(负(Vi