含微电网的配电网优化调度方法蔡嘉隽

含微电网的配电网优化调度方法蔡嘉隽

蔡嘉隽姚阳薛景

（南京师范大学南瑞电气与自动化学院210042）

摘要：优化调度主配电网策略是能够确保配电网安全、高效运作，也是对于分布式能源主动配电网实施的主动管理核心技术。本文结合提出的优化配电网调度模型，优化了含微电网的配电网，进而更加有效降低了系统运作成本，减少了网络损耗。基于此，本文分析了调度和优化含微电网的配电网方法。

关键词：微电网；配电网；优化调度

在微电网技术日益发展下，分布式电源以微电网形式作为能够双向调度单元从接入配电网上中，微电网成为了配电网与分布式电源二者的桥梁，使配电网无需要直面各种归属差异大、种类差异大的微电网。当前我国对优化含微电网的配电网研究处于不成熟时期，本研究在优化配置微电网中分布式电源中，构建了微电网等效模型，将微电网分割成若干个电源模块。因此，对含微电网的配电网变电站方法进行研究。

1概述优化调度含微电网的配电网

在经济优化有功调度的前提下开展无功优化含微电网的配电网，在对电网网络结构考虑下，在调整无功出力下降低在运行中配电网的网损，不越限各个节点的电压。本文在无功优化过程中，对接入到配电网的分布式电源以及微电网无功输出能力全面考虑［1］。光伏发电、燃料电池、直驱式风电机组等等分布式电源都需要电网并网逆变器，在对并网逆变器控制下，分布式电源在向电网功率提供中既可以提供有功的，也能够提供无功的，最大的无功功率容量为式子中。其中Q为分布式电源并网逆变器提供无功功率。为分布式电源提供最大视在功率是Smax。为并网逆变器Pact提供有功功率。

首先，目标函数的阐述。以可向配电网提供无功的分布式电源的功率容量与微电网无功率容量QMG，是一种控制变量。以降低网损为目标的函数，并加入了惩罚负荷节点电压越限的函数，如式（2）为形成的目标函数。

在式子中，Qi分为节点注入了无功功率，Pi为节点注入了无功功率。Uj为j电压幅值，Ui为i电压幅值。θij代表i与j之间的电压相差角，Bij代表i与j之间的电纳相差角，Gij代表i与j的电导相差角。

2)电压节点的约束

Uimin≤Ui≤Uimax(5)

3)微电网与分布式电源无功补偿约束。

QDGmin≤QDG≤QDGmax

QMGmin≤QMG≤QMGmax(6)

在式子中，QDGmin安装在节点i处的分布式电流的无功出力的下限，而QDGmax安装在上限中。

2优化含微电网的配电网的具体流程

含微电网的配电网无功优化会涉及到很多问题，也会牵涉到很多限制，是优化多维非线性的问题，本文利用遗传算法进行求解。算法通常包括优化与潮流计算两种。在优化计算中，潮流计算提供了网损以及状态变量值；计算优化部分包括计算目标函数计算值、选择个体、变异交叉等等。如下为优化含微电网的配电网流程：一是，将原始数据输入。其中包括含微电网的配电网线路信息、遗传算法等等。二是，计算不含有微电网与分布式电流的原始配电网，得出系统网损初值，令Ploss=。三是，结合多时间尺度微电网不平衡能量，对下个调度周期最大输入与输出功率计算出。四是，在微电网有功交互功率约束条件的上限值与下限值中，将Pout作为上限值，Pin作为下限值。五是，转化配电网经济优化有功调度模型。六是，将调度有功阶段的结果，各个分布式电源有功出力与各个微电网有功交互功率视为传递固定参数的主要时期，在求解遗传算法后得到分布式电源无功出力。七是，令Ploss=，在约束功率平衡条件中代入Ploss，对步骤四、步骤五、步骤六重复进行，直到满足收敛判据为止停止。

3分析算例

本文所运用的测试系统是改造之后的IEEE33节点系统，在总负荷中融入IEEE33节点系统原标准算例，并调整负荷曲线各个时刻总负荷量。为了能够对此文算法与模型合理性、有效性进行验证，降低离电源点特别近的节点负荷率，并增加其他节点负荷率。通过在优化含微电网下，与之前调度计划曲线为配电网对优化微电网出力调度依据实施对比［2］。在系统中介入两个分布式电源、三个微电网。沼气发电是分布式电源DG1，200kW是其最大出力，由节点29接入；DG2为焚烧垃圾，由节点23进行接入。三个微电网MG1、MG2、MG3接入节点依次是6、13、24，其中最大100kW为最大可调度出力。从上级电网中，配电网购电电价分别是0.56元/(kW•h)峰时，0.448元/(kW•h)平时，0.35元/(kW•h)谷时。结合我国有关政策规定，分散可控型分布式电源运作成本还是很高。一是，无功优化配电网结果的，以t=12h为基本例子，利用日前方法来开展无功优化后系统总网损耗为293.4kW，使用本方法在对系统总网损变无功优化后，其系统总网损为244.2kW，可见网损明显降低了。节点电压上限值为1.11，下限值为0.87.以日前调度计划曲线为配电网无功优化配电网之后，在各个时间点出现了很多节点电压越上下限状况，而利用此方法无功优化配电网之后，调整了越限节点，并将其控制在具体范围中，提高了电压运作效率。二是，与之前调度计划曲线对比而言，最大输出与输入功率曲线可以充分代表着在将来调度期限中微电网对外可呈现的功率。利用本文方法对上层电网有效分析有着很大作用，在谷时段从上级电网购电成本不高中，配电网应该尽可能从上级电网进行购电，并回馈给微电网。在峰时段在上级电网购电成本过高，配电网尽可能减少从上级电网购电总量。通过计算后发现，在使用优化的方法之后，降低了配电网日行运作成本。

4结语

从上面的分析中可见，在微电网技术迅猛发展下，对主配电网进行优化调度，这是保证配电网高效率、安全运作的基础。但结合实际情况来讲，我国对于优化含微电网的配电网研究还处于初级阶段，还有很多不成熟之处，还有很多新技术、新设备对配电网正常运作大力支撑。其实在优化调度我国含微电网的配电网中，我国可以借鉴其他国家的经验和做法，但这里所谓的借鉴并不是盲目的、一味的借鉴，而是需要结合我国国情以及配电网优化调度实际情况，针对性、有目的借鉴，进而大力提高我国配电网优化调度质量。

参考文献：

［1］马艺玮，杨苹，王月武，等．微电网典型特征及关键技术［J］．电力系统自动化，2015，39（8）：168-175．

［2］王成山，武震，李鹏．微电网关键技术研究［J］．电工技术学报，2014，29(2):1-12．