风/光/柴多能互补发电系统优化配置研究

为实现风/光/柴多能互补发电系统的经济运行,应用启发式算法以分布式发电投资、运行费用、向输电系统直接购电费用以及考虑环境因素费用总和最小为优化目标,分别对并网型和离网型两种情况进行规划和运行的综合分析,从而确定各DG类型的最优投入容量。研究结果表明:该模型可以全面评估分布式发电的经济性能,并对不同运行方式给出相应的最优配置方案,从而极大地提高系统的供电可靠性和经济可行性。     

多类型分布式电源在配电网中的优化配置

决定分布式电源(distributed generator,DG)发挥最大效益的关键是在进行分布式发电系统规划时能够对众多DG类型进行合理的选择和配置。为此首先建立了各种DG的出力模型,然后以满足负荷增长需求、考虑环境效益的供电公司年总规划成本现值最小为优化目标,利用Homer软件对含有多种DG(包括风力发电、光伏发电、采用微型燃气轮机的冷热电联供)的分布式发电系统进行了仿真分析,并对风速、天然气价格以及排污处罚标准3变量进行了敏感性分析,最后得到分布式发电系统的优化配置结果。分析结果对城市大型DG项目规划和个人DG安装决策具有参考意义。     

含分布式发电的配电网检修负荷转移方案

分布式发电(DG)的接入对配电网的规划和运行产生了深远影响,由于DG的存在,配电网检修负荷转移方案有了更多的选择。文中通过对DG运行方式和负荷转移优化问题的研究,给出了制定含DG的配电网检修负荷转移方案的3条原则,并建立了相应的数学模型。该模型以降低供电企业综合检修成本为目标,包括降低供电企业额外购买的DG电量费用、售电损失和开关操作费用,并在传统负荷转移模型约束条件的基础上增加了其他约束,保证利用可再生能源发电的DG以最大发电能力上网发电和保证利用化石能源发电的DG至少按照正常发电计划发电,以反映DG对负荷转移方案的影响。仿真结果证明了所提出的模型的正确性和有效性。     

考虑分区最小骨干网架的抗灾型输电网规划

针对传统的输电网规划未计及抗灾能力,使得在灾害情况下,电网大面积停电问题,根据抗灾型输电网划要求,建立了满足刚性负荷持续、可靠供电的抗灾型输电网规划模型。该模型引入了分区最小骨干网架,能够保证刚性负荷持续、可靠的供电的前提下,减少差异化输电线路投资。将模型应用于IEEE18节点系统,并从投资用、灾害下二次建设费用、灾害下刚性负荷供电量以及灾害下输电容量等方面分析了模型用于输电网规划抗灾的正确性和有效性。为进一步研究输电网抗灾能力打下了基础。     

考虑分布式电源及储能配合的主动配电网规划–运行联合优化

提出了一种主动配电网规划–运行联合优化模型,用于主动配电网规划。在规划决策方面,考虑了线路改造和新建、储能(energy storage system,ESS)及分布式电源(distributed generation,DG)的选址定容;在运行策略方面,考虑典型日下DG和ESS的经济调度。同时,考虑了承担DG、ESS建设投资的区域能源供应商的营收状况。其中DG为出力可控的小型燃气轮机,通过分段线性化对发电成本进行了细化分析。算例分析结果证明了联合优化模型的有效性,具有减少电网建设和运行费用、提高DG的利用小时数等优点。     

用户自备分布式发电与供电商的博弈

随着越来越多的用户选择自给自足的分布式供能方式,电力市场条件下用户自备分布式发电(DG)与供电商的经济冲突成为亟待研究的问题.基于此,文中重点分析了仅考虑用户利益的DG规划对DG的推广发展所产生的负面影响,建立了以双方年效益为效用函数的博弈模型,并结合联营电力市场中电价理论给出以市场出清电价为核心的利益分配模式,用以解决双方的冲突.为证明该模式的有效性,根据1999年加州电力市场电价数据,给出规划某商业用户自备DG的博弈过程及结果.从结果看,在该利益分配模式下,可以实现用户DG、供电商、社会三方共赢.     

分布式发电并网运行管理技术研究应用

基于济南供电公司落地项目,对分布式发电并网运行管理及技术应用进行了试验研究。基于电源侧分布式光伏发电信息监测技术手段、检测技术和实现方法,实现并/离网远方控制,使分布式发电并网运行、设备情况实时＂可视化＂,实现一体化信息管理。同时,基于发电数值天气预报系统的分布式发电功率预测技术继续探索区域负荷预测运作机理与运行模式,优化供电计划,实现有序用电,进而合理规划分布式发电并网接入。     

DG的孤岛运行方式及其对保护与控制的影响

随着分布式发电(DG)规模、容量的扩大及其在发电比例中的提高,近几年展开分布式发电装置孤岛运行可能性方面的研究工作,提出在故障后DG与系统解列形成孤岛运行方案,以充分发挥DG的持续供电作用。分析了系统故障后DG与系统解列所形成的孤岛运行的特点,介绍了现有的两种形成孤岛的模式,并讨论了DG形成孤岛需要满足的条件,分析了孤岛运行时对孤岛内原有保护与控制的影响,提出了实现孤岛运行所要采取的与保护和控制相关的措施,据此得出短时间断供电形成的孤岛运行是目前可行的模式。     

分布式电源接入配电网的经济效益及电压稳定性

借助于回归分析方法将配电网和主网联系起来,基于实时电价理论构建了DG接入配电网的经济效益及配电网电压稳定性分析模型。以IEEE30系统节点8下属配电网接入4个DG为例,定量分析了6个典型日内DG接入前后主配网经济效益及配电网电压稳定性。结果表明：DG合理接入后,终端电力用户的支付电价下降,能够有效消除可能出现的输电阻塞;主配网网损率明显下降,提高了电力输送效率;主配网购电成本显著下降,提高了市场运行效率;高峰时段DG因相对低成本而全额发电,能获得较高的利润;配电网电压稳定性明显增强。随着分布式发电技术的成熟,其成本将会不断下降,DG会因具有成本优势和地理位置优势而成为传统电网的有效补充。     

考虑风-光-荷时空相关性的分布式电源和广义储能联合规划

在分布式电源(DG)和广义储能(GES)联合规划中,针对运行与规划如何紧密耦合、在获取大量分散资源行为规律的基础上如何预测其在规划周期内的关联特性的难题,提出了多能互补发电系统中DG与GES的双层优化规划方法.上层以新能源历史出力为输入,建立了考虑综合成本、DG承载能力和系统综合运行风险的上层规划模型,决策得到DG和GES的安装方案;下层考虑运行成本以平衡各储能系统的充放电功率,决策得到GES的调度策略.提出了可描述多维风-光-荷时空相关性的MD-K2贝叶斯网络模型,用于实现多元数据驱动下DG和GES的协同优化.算例测试结果验证了所提模型和方法的合理性以及有效性.     

A novel optimal distribution system planning framework implementing distributed generation in a deregulated electricity market

This paper introduces a new framework included mathematical model and a new software package interfacing two powerful softwares (MATLAB and GAMS) for obtaining the optimal distributed generation (DG) capacity sizing and sitting investments with capability to simulate large distribution system planning. The proposed optimization model allows minimizing total system planning costs for DG investment, DG operation and maintenance, purchase of power by the distribution companies (DISCOs) from transmission companies (TRANSCOs) and system power losses. The proposed model provides not only the DG size and site but also the new market price as well. Three different cases depending on system conditions and three different scenarios depending on different planning alternatives and electrical market structures, have been considered. They have allowed validating the economical and electrical benefits of introducing DG by solving the distribution system planning problem and by improving power quality of distribution system. DG installation increases the feeders’ lifetime by reducing their loading and adds the benefit of using the existing distribution system for further load growth without the need for feeders upgrading. More, by investing in DG, the DISCO can minimize its total planning cost and reduce its customers’ bills.     

Implications of on-site distributed generation for commercial/industrial facilities

Next-generation distributed generation (DG) is poised to become a key element in our energy future. Recognizing the increased need for a higher reliability energy system and a cleaner environment, This work presents a technique that helps to identify the impact of grid-connected DG on the reliability of on-site electric power. This analysis shows the optimal DG mix at various facility outage costs with and without an emission restriction. The impact of varying the grid reliability and the capital costs of DG units on the decision to invest in backup power is discussed. The break-even costs of microturbines are also estimated at various facility outage costs and microturbine forced outage levels.     

基于改进交叉熵算法的概率最优潮流计算

分布式发电并网所表现出的随机性使传统的优化运行无法做出准确计算,因此概率潮流理论成为了含分布式发电系统分析运算的基础。针对分布式发电随机性以及概率潮流概率化运行特点,在运用概率潮流应对分布式发电随机性的基础上提出了基于改进交叉熵算法的概率最优潮流运算方法。通过建立计及分布式发电的总发电成本和系统的稳定性双目标优化模型,完成含分布式发电的配网侧整体优化运算。最后与传统的遗传算法在相关算例上完成仿真对比运算,证明所提方法的高效性与精确性。     

考虑可中断负荷的微网能量优化

建立能量模型协调优化微网可靠性与经济性对系统经济效益的提高至关重要.考虑在并网模式和孤岛模式下都将可中断负荷纳入微网能量管理,优化各分布式电源DG(distributed generation)出力,并网时还包括微网与主网交换功率,使微网投资运行费用和补偿停电损失费用之和最小.该模型不但考虑了微型燃气轮机热(冷)电联供的发电特性,而且将热(冷)能供给优化转化为电能供给优化统一求解,回避冷热价格对模型求解影响,简化微网综合供能模型.以一个微网系统算例验证了模型和算法的有效性,计算结果表明该方法不但能确保微网负荷的可靠、经济供电,也有利于主网整体经济供电能力的提高.     

基于遗传算法的微电网容量配置方法及软件开发

微电网容量配置研究的目的是在保证供电可靠性的同时,降低微电网系统的成本。借鉴现有分布式电源、储能和微电网的研究和运行经验,提出了一种微电网容量优化配置方法并开发了一套微电网规划设计软件。对于并网型微电网容量优化配置模型,综合考虑了输送功率、短路电流比、电压损耗、电压波动的系统约束,优化了遗传算法的搜索空间,保证了结果的合理性。针对孤岛型微电网和并网型微电网,制定了不同的能量控制策略,提高了算法的通用性。通过对江苏某微电网示范项目的规划设计,验证了方法的可行性和有效性。     

分布式电源及其并网时对电网的影响

为研究分布式电源(DG)及其并网的影响,简要介绍了分布式电源的概念、分类及特点,并从配电网规划、电能质量、网络损耗、系统保护、电网可靠性、短路容量、实时调度、电力市场、发电机组无功出力及并网变压器等方面分析讨论了并网分布式电源对电力系统的影响。分析表明:妥善解决好并网影响将有利于DG的更大发展,DG不仅可作为传统供电模式的一种重要补充,还将在能源综合利用上占有十分重要的地位,将成为未来能源领域的一个重要发展方向。     

分布式电源与电网并联运行逆变系统的设计

在分布式发电装置与电网并联运行模式下,通过分析逆变型分布式电源的"负荷"特性,提出基于功率电流双环控制策略的逆变系统。通过合理选取功率控制环、电流控制环、软件锁相环的PI控制器参数,可以使得分布式发电并网逆变装置具有良好的稳态及动态性能。Matlab仿真模型表明,该控制系统能较好地维持逆变型分布式电源恒功率电压源的拟负荷外特性,控制灵活,反应迅速。     

基于不确定价格的供电模式优化决策模型研究

提出关于不确定燃料价格和电价条件下供电企业供电模式投资决策问题的解释经济模型,即在分布式发电并网供电模式投资以及主网自主供电模式投资之间作出决策。在模型中,对投资决策过程中的主要不确定影响因素进行了分析,在对两种供电模式的单位成本进行建模的基础上,建立动态规划优化决策模型。提出能够同时确定优化供电模式决策以及优化投资时机的动态随机模型,并对电价波动等不确定性因素进行了分析。     

Hysteresis current control technique of VSI for compensation of grid-connected unbalanced loads

The global trends nowadays in the power generation industry are to supplement the electricity production using distributed generation (DG) technologies based on renewable energy resources such as photovoltaic, wind power, etc. However, failure to properly control the operation of distributed energy resources as they connect to the exiting power grid could provoke many power quality problems on the grid side. For this reason, due considerations must be given to power generation and safe running before DG units is actually integrated into the power grid. The main aim of this paper is to address the grid interconnection issues that usually arise as DG units connect to the electric grid. The proposed strategy, implemented in Matlab/Simulink environment in different operating scenarios, provides compensation for active, reactive, unbalanced, and harmonic current components of grid-connected nonlinear unbalanced loads. The simulation results obtained in this study demonstrate the level of accuracy of the proposed technique, which ensure a balance in the overall grid phase currents, injection of maximum available power from DG resources to the grid, improvement of the utility grid power factor, and a reduction in the total harmonic distortion of grid currents.     

分布式发电技术及其并网问题研究综述

分布式发电因其投资省、发电方式灵活、与环境兼容等特点,日益普遍地与大电网联合运行,给现代电力系统运行与控制带来巨大的变化。大力发展分布式发电技术将是电力系统未来发展的必然趋势。因此,研究分布式发电具有重要的理论意义和重大的应用价值。概述了国内外分布式发电的发展现状及应用前景,简要介绍了分布式发电的概念及几种新型分布式发电技术,分析了分布式发电并网系统及分布式发电并网对电力系统规划、电能质量、继电保护、可靠性等方面的影响,最后对分布式发电的未来研究方向和需要进一步研究的问题作了展望。