直流配电网的分布式电源及储能优化配置研究

随着环境污染的加剧,分布式电源(Distributed Generation,DG)迎来了发展的黄金期,与分布式电源搭配能够很好实现能源高效利用的储能系统(Energy Storage Station,ESS)也获得了青睐。而交流配电网在应对高渗透率的分布式电源接入、储能接入及占比逐渐增多的直流负荷方面显得愈发捉襟见肘。为了适应这些新的挑战,直流配电网应运而生。与交流系统类似,分布式电源接入直流配电网同样会对配电系统造成电压、网损等方面的影响。为了消除这些影响,实现效益的最大化,对分布式电源及储能进行合理的优化配置就显得尤为重要。本文研究了在直流配电系统中分布式电源及储能的优化配置,主要工作有如下几点:首先,对含分布式电源及储能的直流配网运行特性进行分析。采用了考虑分布式电源时序性的出力模型,然后对分布式电源接入直流配电网后可能造成的影响进行了理论分析,并针对分布式电源不同渗透率、不同接入方式下配电网的电压偏差和网络损耗进行了算例分析。然后,对直流配电网储能的运行策略进行研究。建立了特定储能容量下分别以峰谷差最小化、负荷率最大化、负荷变化量最小化的平滑负荷的优化策略,考虑的储能运行约束有储能充放电功率约束、储能充放电功率守恒约束、储能充放电倍率约束及储能的荷电状态约束,采用粒子群算法进行求解,对不同储能容量下的充放电功率进行优化,分析了储能不同容量下三种优化策略的负荷曲线优化效果。最后,对直流配电网中分布式电源与储能协同优化配置进行研究。建立了以分布式电源及储能投资安装成本、运行维护成本,主网购电成本及系统电压偏差为目标的上层模型,以降低负荷变化量为目标的下层模型的源储协同优化配置双层模型,规划层约束考虑了分布式电源渗透率约束和储能安装容量约束,运行层约束考虑了潮流等式约束、节点电压约束、线路功率约束及储能运行约束,采用粒子群嵌套粒子群的算法进行模型求解,并对源储协同配置双层模型进行了仿真分析。