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1、第37卷第21期Vol.37No.212013年11月10日Nov.10,2013DOI:10.7500/AEPS201301011分布式电源与配电网架多目标协调规划吕涛1,唐巍1,丛鹏伟1,薄博2(1.中国农业大学信息与电气工程学院,北京市100083;2.国网冀北电力有限公司营销部,北京市100053)摘要:分布式电源(DG)接入对配电网损耗、电压及可靠性指标有很大影响。针对当前DG与配电网架分开独立进行规划的问题,提出一种综合协调两者的规划方法。该方法能够实现DG位置及容量、线路升级改造、新增负荷点接入方案的综合优化,以设备投资成本、系统有功损
2、耗、停电损失及购电费用4个指标最小为目标函数,利用判断矩阵获得各目标函数权重,通过加权将多目标优化转化成单目标优化问题,采用染色体分段编码方式、精英保留策略遗传算法进行求解。为了避免因DG可选布点太多导致算法计算速度慢的问题,根据配电网损耗、电压及可靠性指标改善效果,提出一种实用的确定DG候选位置的方法。算例仿真结果表明,提出的确定DG候选位置的方法能够有效缩小搜索空间,提高优化效率;对DG和配电网架进行综合协调规划,能够有效提升配电网投资的综合经济效益,获得的建设与改造方案更科学合理。关键词:分布式电源;扩展规划;选址和定容;多目标优化;精英保留策
3、略遗传算法;分段编码0引言化结果产生影响,人为将两者划分的方法无法达到整体的最优。因此,本文采用DG和配电网架协调随着全球经济的加速发展,能源短缺、环境污染规划方法,将两者共同规划、相互协调,达到全局最[1]成为当今社会面临的巨大挑战。由于电力负荷持优。续增长、电力系统结构老化、能源利用效率瓶颈、用国内外学者对DG选址和定容问题进行了很多户对高标准电能质量的要求以及环保等问题,迫切研究,但将DG和配电网架进行综合协调规划的文需要发展清洁、无污染的可再生能源发电方式,作为章较少。文献[5]以节省的电能最大为目标函数,采传统集中式发电的有效补充,分布式发
4、电技术应运用图解和遗传算法相结合的计算方法确定DG的最而生。分布式电源(distributedgenerator,DG)是指佳位置。文献[6-7]在原有网络负荷值不变的情况为满足用户特定需要、支持现有配电网的经济运行、下,采用解析法研究了单台DG的最优安装位置,以靠近用户且与环境兼容、功率从数千瓦到数兆瓦的减小系统有功损耗。文献[8]虽然在确定DG位置小型发电机组。目前主要包括:以液体或气体为燃和容量后考虑了配电网架扩展规划,但所述模型并料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电、风力发电、不全面,且求解过程未将网架和DG两者进行协调小(微)水发电、生物质
5、能发电等。由于占地少、投资优化,对最终规划结果以及算法计算效率都有影响。少、见效快、调峰方便、灵活性高、清洁环保等特点,综合分析目前研究现状,已有文献未能有效地将分布式发电技术具有集中式发电无可比拟的优势。DG和配电网架进行协调规划,目标函数未能全面配电网扩展规划是在已知规划水平年的电源发考虑影响DG和配电网架规划的各类因素,也未提展和负荷预测基础上,根据现有的电网结构,合理地出相应的高效求解算法。确定若干年后的目标网架结构,使其在保证安全可针对已有研究的不足,本文提出了考虑DG与靠的前提下达到电网经济性最优。严格来说,配电[2-4]配电网架扩展的多
6、目标协调规划模型和求解方法,网架规划是一个多目标整数规划问题,而DG的能够同时确定DG位置和容量、需改造的线路和新接入使规划维数和难度大大增加。常规方法都是先增负荷点接入方案,并采用IEEE33节点系统对所确定DG的位置和容量,再进行网架结构规划,是一提出的模型和方法进行验证。种人为划分的纵向规划方法;而实际情况并非如此,DG和网架中任何一个发生变化都会对另一个的优1DG和配电网综合协调规划模型收稿日期:2013-01-03;修回日期:2013-05-06。1.1目标函数国家自然科学基金资助项目(51377162)。本文综合考虑DG优化配置和配电网规
7、划优化—139—2013,37(21)目标,建立了以年设备投资成本Cinv、系统有功损耗Ci(rj)表示持续时间为rj的故障j造成接在负荷费用Closses、可靠性损失费用Ce及向上级电网购电点i的用户损失;λj为故障模式j的平均停运率。费用Ctrans这4个指标最小为优化子目标的多目标本文故障模式主要考虑线路故障和DG故障。规划新模型。决策变量为DG接入位置及容量、线本文按照文献[9]的用户分类,将用户负荷分路升级改造和新增负荷布点接入位置,目标函数为:为:①居民负荷;②商业负荷;③小工业负荷;④大工ìïminf1=Cinv业负荷;⑤政府负荷;⑥农
8、区负荷;⑦办公负荷。根ïïminf2=Closses据各类用户停电损失数据,在求出各负荷点的可靠í(1)ïm
