计及多种需求侧资源协同参与的配电网扩展规划

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.016

电器与能效管理技术 ›› 2020, Vol. 0 ›› Issue (12): 89-98.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.12.016

计及多种需求侧资源协同参与的配电网扩展规划

储琳琳¹, 宗明¹, 李轶立¹, 王经纬¹, 朱夏¹, 史越奇², 顾洁²

1.国网上海市电力公司市南供电公司,上海 200233
2.上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海 200240

收稿日期:2020-09-27 出版日期:2020-12-30 发布日期:2021-01-05
作者简介:储琳琳(1978—),女,高级工程师,主要从事负荷预测和电网规划研究。|宗明(1970—),男,高级工程师,主要从事电网规划与运行研究。|李轶立(1984—),男,工程师,主要从事电网规划研究。
基金资助:
* 国家电网公司科技项目资助(SGSHSN00ZSJS1802299)

Planning of Distribution Network Expansion Considering Multi-Type Distributed Energy Resources

CHU Linlin¹, ZONG Ming¹, LI Yili¹, WANG Jingwei¹, ZHU Xia¹, SHI Yueqi², GU Jie²

1. Shanghai Shinan Electric Power Corporation of State Grid,Shanghai 200233,China
2. School of Electronic Information and Electrical Engineering,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200240,China

Received:2020-09-27 Online:2020-12-30 Published:2021-01-05

摘要/Abstract

摘要：

需求侧资源的接入会对配电网产生诸多影响,为了进一步优化配电网规划方案的经济性和可行性,亟需在规划过程中考虑配电网与多种需求侧资源的协同交互。提出了计及可中断负荷、分布式光伏和电动汽车充电设施的配电网扩展双层规划模型。上层模型对配电网扩容和需求侧资源接入方案进行规划,下层模型优化需求侧资源的运行策略,并且采用基于蒙特卡洛模拟的机会约束方法处理多重不确定性。IEEE33节点算例验证表明,所提规划方案能够充分发挥需求侧资源的经济和环境效益,降低配电网扩容的成本,实现了多种需求侧资源与配电网的协同规划。

关键词: 需求侧资源, 配电网规划, 随机规划, 机会约束, 蒙特卡洛模拟

Abstract:

Based on stochastic programming and chance constraint theory,this paper established a bi-level planning model for distribution network expansion that takes into account with multi-type DERs,which include interruptible loads,distributed photovoltaic and electric vehicle charging stations.The upper model optimizes the expansion of distribution network and the access of DERs,and the lower model optimizes the operation strategy of DERs.The model uses a probabilistic power flow algorithm based on Monte Carlo simulation to deal with the uncertainty of load and DERs.Taking the IEEE 33-node test system as an example,the result shows that the distribution system expansion planning model established in this paper can give full play to the role of DERs in economical and environmental improvement,reduce the cost of distribution network expansion,and thus realize a variety of DERs coordinated planning with distribution networks.

Key words: distributed energy resource, distribution system planning, stochastic programming, chance constraint theory, Monte Carlo simulation

中图分类号:

TM732

储琳琳, 宗明, 李轶立, 王经纬, 朱夏, 史越奇, 顾洁. 计及多种需求侧资源协同参与的配电网扩展规划[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(12): 89-98.

CHU Linlin, ZONG Ming, LI Yili, WANG Jingwei, ZHU Xia, SHI Yueqi, GU Jie. Planning of Distribution Network Expansion Considering Multi-Type Distributed Energy Resources[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2020, 0(12): 89-98.

图/表 17

图1

图2

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表1

表2

表3

图4

图5

表4

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表5

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参考文献 20

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参数	位置
参数	居民区	商业区	工业区
N_EV	200	100	100
σ_d	3.44	3.44	3.44
μ_d/km	12.94	12.94	12.94
σ_t	1.06	1.06	1.06
μ_t	18.42	8.64	8.64
P_c/kW	20	20	20

项目	时段	电价/ (元·kWh^-1)
配电站从上级电网购电	峰时段 (10∶00~15∶00;18∶00~21∶00)	1.192
	平时段 (7∶00~10∶00;15∶00~18∶00;21∶00~23∶00)	0.722
	谷时段 (23∶00~7∶00)	0.358
配电网向用户售电	峰时段 (10∶00~15∶00;18∶00~21∶00)	1.222
	平时段 (7∶00~10∶00,15∶00~18∶00;21∶00~23∶00)	0.752
	谷时段 (23∶00~7∶00)	0.364

场景	场景概率	光伏出力系数/%	负荷系数/%
场景1	0.25	100	75
场景2	0.25	80	100
场景3	0.25	53	85
场景4	0.25	64	95

方案	分析
方案1	仅实施配电站和馈线扩容
方案2	在方案1的基础上考虑PV接入和DR实施
方案3	在方案2的基础上提升环境效益目标的权重

方案	分析
方案1	仅实施配电站和馈线扩容
方案2	在方案1的基础上考虑PV接入和DR实施
方案3	在方案2的基础上提升环境效益目标的权重

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项目	方案1	方案2	方案3
网架扩容成本/(万元·a^-1)	41.38	36.29	88.42
PV总装机容量/MW	0.00	0.40	5.40
PV安装成本/(万元·a^-1)	0.00	15.45	239.40
DR补偿费用/(万元·a^-1)	0.00	5.03	11.22
购电成本/(万元·a^-1)	623.72	618.01	557.84
售电收益/(万元·a^-1)	639.52	637.66	634.04
碳排放等效费用/(万元·a^-1)	32.45	32.19	29.28

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