计及节能调度的分布式电源优化配置及其并行计算

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1、万方数据第32卷第7期2008年4月10日电力系统自动化AutomationofElectricPowerSystemsVoI-32NO．7Apr．10，2008计及节能调度的分布式电源优化配置及其并行计算唐勇俊1，刘东1，阮前途2，陆融2(1．上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海市200240；2．上海市电力公司，上海市200122)摘要：研究了多负荷水平下计及节能调度的配电网分布式电源(DG)优化配置问题，建立了2层规划数学模型，上层优化以DG并网运行价值最大为目标，确定DG与储能电池的位置和容量；下层优化模拟配置储能装置的配电网最优节能调

2、度，确定DG的运行出力。采用蚁群算法结合线性规划的混合算法对该模型进行了求解，并实现了主从模式与对等模式相混合的并行算法。算例表明，该模型可显著提高DG接入容量和实际发电量，使DG并网运行价值最大化；并行算法可有效提高算法的计算速度和搜索效率。关键词：分布式电源；并行算法；2层规划；蚁群算法；储能装置中图分类号：TM744；TM730引言在国内提倡节能调度和推进电力市场改革的背景下，由于分布式电源(DG)大多为清洁可再生能源，在节能调度规则下享受优先调度权利，因此DG的开发和利用将受到越来越多的关注。DG的接入使配电网从简单辐射受电网络变成具有电源

3、的复杂网络，DG的位置、容量以及运行方式对配电网的节点电压、线路潮流、短路电流、网络损耗都有较大影响[1q]，因此对DG进行优化配置有着重要意义。国内外已有学者从不同角度对DG优化配置问题进行了研究，提出了各种目标不同的DG优化配置计算模型。例如，从费用角度，以配电公司的投资和运行费用最小为优化目标[51；从可靠性分析角度，以停电损失最小为优化目标[61；从降损角度，以配电网损耗最小为优化目标[73；从节能环保角度，以DG安装容量最大为最优Is-9]，因为DG多为清洁可再生能源，DG容量的增大可以减少传统机组对煤和石油的消耗以及对污染物的排放。但是

4、，这些模型通常将DG视为不可调度设备，从而大大限制了DG接入的程度以及配置的灵活性。同时，大部分文献没有考虑不同类型DG在经济性和环保性上的差异，从而无法正确衡量不同类型DG的并网运行价值，配置结果对多类型DG配置缺乏指导意义。本文从最大程度利用DG资源的角度，探索对多类型DG进行配置及运行调度的方法，以期获得最大的DG并网运行价值。考虑投资、售电、节能环收稿日期：2008—01—04。国家自然科学基金重点资助项目(90612018)。保、网损、储能、节能调度等因素，建立了多负荷水平下计及节能调度的DG优化配置的2层规划模型。考虑上下2层优化问题的

5、各自特点，将蚁群算法和线性规划相结合用来求解该模型，并且为进一步改善计算速度和精度，实现了算法的并行计算。1DG优化配置的2层规划数学模型1．12层规划简介2层规划问题是2层决策问题的数学模型，它是一种具有2层递阶结构的系统优化模型。上层规划和下层规划都有各自的目标函数和约束条件。上层规划的目标函数和约束条件不仅与上层决策变量有关，而且还依赖于下层规划的最优解或最优值，而下层规划的最优解或最优值又受到上层决策变量的影响。其一般模型为：f哑nF‘圳7’s．t．G(工)≤0，，、1四川纠，'-u’【s．t．g(x，j，)≤0式中：工∈R“1；Y∈R”2

6、；F：R”l×R”2一R；G：R”1’R”1；f：R“1×R”2—，R；g：R“1×R”2·R“。1．2计及节能调度的DG优化配置模型DG优化配置问题即考虑各种约束条件下确定DG接入电网的位置和容量的优化问题。本文在探索DG及储能装置优化调度策略的基础上，将DG配置问题考虑为2层结构。上层优化模型的决策变量为DG和储能电池的接入位置和容量，其目标函数为DG并网运行价值最大。数学表达式如下：万方数据·绿色电力自动化·唐勇俊，等计及节能调度的分布式电源优化配置及其并行计算maxf一∑Iat；APi：o．+∑∑(口，+岛+i窜1-J=1^昌11MNG勺)

7、f；P‰l_∑∑孙cj(2)一jzl^=1S．t．0≤n球≤行。。‰∈Z(3)V歹∈K，行使一0(4)V歹∈Lif咒捕≠0then，zⅣ一0，Vl≠愚(5)式中：T为负荷水平数；t；为i时段的运行时间；n为网损电价；gPio,。为i时段系统节约的网损；M为DG种类数；NG为节点总数；Pk徒为i时段节点k上_『类型电源的有功出力；咒止为节点五上．『类型电源安装个数；q，bi，‘，分别为．f类型电源的上网电价、每千瓦时电量所节约的能耗费用和排污费用；C，为歹类型电源的投资费用；K为不能从节点志接人的电源种类集合；L为只能从单节点集中接入的电源种类集合。

8、下层优化模型基于上层模型所确定的DG和储能电池的位置、容量，模拟含DG的配电网最优节能调度，其数学模型如下：fmittf。