考虑光伏发电不确定性的源-网-荷-储协调调度方法

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.016

电器与能效管理技术 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (5): 86-92.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2021.05.016

• 分布式电源及并网技术 • 上一篇

考虑光伏发电不确定性的源-网-荷-储协调调度方法

张怀宇¹, 徐超然², 黄志龙¹, 陆建宇¹, 李亚平³, 侯勇¹

1.国家电网有限公司华东分部, 上海 200120
2.上海交通大学, 上海 200240
3.中国电力科学研究院有限公司南京分院, 江苏南京 210003

收稿日期:2021-02-19 出版日期:2021-05-30 发布日期:2021-06-15
作者简介:张怀宇(1963—),男,高级工程师,主要从事电网生产运行管理。|徐超然(1998—),男,硕士研究生,研究方向为配电网运行与优化。|黄志龙(1974—),男,教授级高级工程师,主要从事电网运行分析和控制技术管理。
基金资助:
* 华东电网科技项目(SGHD0000DKJS2000119)

Coordinated Dispatch Method of Generation-Grid-Load-Storage Considering Uncertainty of PV Generation

ZHANG Huaiyu¹, XU Chaoran², HUANG Zhilong¹, LU Jianyu¹, LI Yaping³, HOU Yong¹

1. East China Branch of State Grid Corporation, Shanghai 200120,China
2. Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China
3. Nanjing Branch of China Electric Power Research Institute, Nanjing 210003, China

Received:2021-02-19 Online:2021-05-30 Published:2021-06-15

摘要/Abstract

摘要：

随着分布式电源和储能系统的大规模接入,配电网运行需要解决不同设备间的协调控制问题。考虑源-网-荷-储不同设备的差异化动作时间尺度,提出考虑光伏发电不确定性的源-网-荷-储协调调度方法。首先,以能量损耗和电压偏移最小为目标,考虑源-网-荷-储设备间的协调控制,建立配电网有功-无功协调调度模型。然后,考虑源-荷不确定性,建立基于随机优化的配电网优化调度问题;采用蒙特卡洛模拟与快速前向选择法获得典型场景,将随机优化问题转换为确定性问题进行求解。最后,采用IEEE 33节点系统进行仿真分析,通过对比验证了所提方法的有效性。

关键词: 源-网-荷-储, 光伏发电, 储能系统, 随机优化, 多时间尺度协调控制

Abstract:

With the large-scale integration of distributed generation and energy storage system,the problem of coordinated control between different equipment needs to be solved in the distribution network.In this paper,a coordinated dispatch method of generation-grid-load-storage is proposed considering the uncertainty of PV generation and the differential action time scale of different equipment.Firstly,aiming at minimizing power loss and voltage offset,the active-reactive coordinated dispatch model of distributed network is established by considering the coordinated control of generation-grid-load-storage equipment.Secondly,considering the uncertainty involved in distributed generation and load demand,the optimal dispatch problem based on stochastic optimization is established.Typical scenarios are obtained by Monte Carlo simulation and fast forward reduction,and the stochastic optimization problem is transformed into a deterministic optimization problem.Finally,the proposed method is tested on the IEEE 33-bus system,and the effectiveness of the method is verified by comparison.

Key words: generation-grid-load-storage, photovoltaic generation, energy storage system, stochastic optimization, multi-time scale coordinated control

中图分类号:

TM761

张怀宇, 徐超然, 黄志龙, 陆建宇, 李亚平, 侯勇. 考虑光伏发电不确定性的源-网-荷-储协调调度方法[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(5): 86-92.

ZHANG Huaiyu, XU Chaoran, HUANG Zhilong, LU Jianyu, LI Yaping, HOU Yong. Coordinated Dispatch Method of Generation-Grid-Load-Storage Considering Uncertainty of PV Generation[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2021, 0(5): 86-92.

图/表 9

图1

图2

图3

图4

表1

图5

图6

图7

表2

参考文献 23

[1]	周孝信, 鲁宗相, 刘应梅, 等. 中国未来电网的发展模式和关键技术[J]. 中国电机工程学报, 2014,34(29):4999-5008.
[2]	康重庆, 陈启鑫, 夏清. 低碳电力技术的研究展望[J]. 电网技术, 2009,33(2):1-7.
[3]	董朝阳, 赵俊华, 文福拴, 等. 从智能电网到能源互联网:基本概念与研究框架[J]. 电力系统自动化, 2014,38(15):1-11.
[4]	邢运民, 张文娟. 新能源与可再生能源发电技术的发展[J]. 西华大学学报(自然科学版), 2007,26(1):50-52.
[5]	李建林, 孟高军, 葛乐, 等. 全球能源互联网中的储能技术及应用[J]. 电器与能效管理技术, 2020(1):1-8.
[6]	李超, 赵志刚, 王亮, 等. 含分布式发电的配电网无功电压优化的研究[J]. 沈阳工程学院学报(自然科学版), 2019,15(1):78-81,92.
[7]	黄东启, 艾芊, 袁思远. 分布式新能源接入电网的电能质量问题[J]. 现代建筑电气, 2011,2(12):1-6.
[8]	刘伟生, 王蕾, 任杰, 等. 分布式电源接入的配电系统电压估算方法研究[J]. 电器与能效管理技术, 2018(2):43-50.
[9]	刘洪, 徐正阳, 葛少云, 等. 考虑储能调节的主动配电网有功-无功协调运行与电压控制[J]. 电力系统自动化, 2019,43(11):51-58.
[10]	廖剑波, 李振坤, 符杨. “源-网-荷”相协调的主动配电网经济调度[J]. 电力系统及其自动化学报, 2018,30(1):69-75.
[11]	曾鸣, 杨雍琦, 向红伟, 等. 兼容需求侧资源的“源-网-荷-储”协调优化调度模型[J]. 电力自动化设备, 2016,36(2):102-111.
[12]	朱钦, 袁翔, 史融, 等. 主动配电网源/储/荷协调控制技术研究[J]. 华东电力, 2014,42(8):1509-1514.
[13]	邢海军, 洪绍云, 范宏, 等. 面向“源-网-荷-储”的主动配电网优化重构及协调调度研究[J]. 电力建设, 2018,39(8):18-23.
[14]	李继宇, 江修波, 李功新, 等. 主动配电网源-网-荷双层两阶段优化调度[J]. 电器与能效管理技术, 2020(1):78-85.
[15]	高辉, 虞小辉, 曹佳男. 多类型电源接入的配电网分层优化运行控制研究[J]. 电器与能效管理技术, 2018(2):8-14.
[16]	储琳琳, 张宇俊, 云晖. 计及分布式电源随机出力的配电网多目标无功优化[J]. 电器与能效管理技术, 2019(12):42-48.
[17]	姜琦, 黄堃, 赵俊, 等. 基于遗传算法的主动配电网“源网荷储”协调优化模型研究[J]. 电力与能源, 2020,41(1):1-5,19.
[18]	庄慧敏, 张江林, 刘兴茂. 基于多时间尺度的主动配电网双层电压优化协调控制策略[J]. 南方电网技术, 2018,12(6):57-64.
[19]	尤毅, 刘东, 钟清, 等. 多时间尺度下基于主动配电网的分布式电源协调控制[J]. 电力系统自动化, 2014,38(9):192-198.
[20]	POURMOUSAVI S A, NEHRIR M H, SHARMA R K. Multi-timescale power management for islanded microgrids including storage and demand response[J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2015,6(3):1185-1195. doi: 10.1109/TSG.2014.2387068
[21]	MACEDO L H, FRANCO J F, RIDER M J, et al. Optimal operation of distribution networks considering energy storage devices[J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2015,6(6):2825-2836. doi: 10.1109/TSG.2015.2419134
[22]	XU Y, DONG Z, ZHANG R, et al. Multi-timescale coordinated voltage/var control of high renewable-penetrated distribution systems[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2017,32(6):4398-4408. doi: 10.1109/TPWRS.2017.2669343
[23]	BARAN M E, WU F F. Network reconfiguration in distribution systems for loss reduction and load balancing[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 1989,4(2):1401-1407. doi: 10.1109/61.25627

参数	方法一	方法二	方法三	方法四
能量损耗/p.u.	0.041	0.042	0.042	0.047
电压偏移量/p.u.	0.087	0.088	0.091	0.143
节点17电压变化范围/p.u.	0.984~ 1.000	0.980~ 1.000	0.980~ 1.001	0.975~ 1.005

考虑光伏发电不确定性的源-网-荷-储协调调度方法

Coordinated Dispatch Method of Generation-Grid-Load-Storage Considering Uncertainty of PV Generation

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 9

参考文献 23

相关文章 10

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	李娟, 张柳丽, 田刚领, 阮鹏. 预制舱式储能系统充放电安全荷电状态区间分析[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(4): 77-80.
[2]	李峰. 梯次利用电池储能系统架构及控制策略[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(4): 81-84.
[3]	孔昱凯, 温步瀛, 朱振山, 唐雨晨. 含储能的孤岛微电网日前-日内协调优化运行[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(2): 65-74.
[4]	谢志佳, 王佳蕊, 李德鑫, 孟涛. 储能系统参与电力系统调频经济性评估研究^*[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 590(5): 14-20.
[5]	饶宇飞, 曹晓璐, 杨海晶, 和萍, 李钊, 马涛. 储能系统接入对电力系统小干扰稳定影响研究^*[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 590(5): 35-43.
[6]	周宙, 李欢欢, 毛行奎. 应用于离网光伏系统的三端口变换器研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 588(3): 77-82.
[7]	段宛宜, 王辉. 一种Boost级联式高增益DC/DC变换器^*[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 587(2): 54-60.
[8]	李德鑫, 王佳蕊, 张家郡. 降低弃光率的光伏储能系统需求研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(10): 36-40.
[9]	赵静, 万瑞妮, 郭敏, 朱月. 电池储能系统在并网风电场运行中的协调控制研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(10): 71-76.
[10]	王俊杰, 孙嘉, 徐猛, 张谨奕, 郭霄宇, 张国强. 电源侧储能参与电网调频的容量配置研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(10): 84-89.