当前,工业经济发展所需的能源严重依赖石油、煤炭等传统化石能源资源的开采及其转换后形成电能、汽油等二次能源,而传统化石能源资源的日益短缺及其利用后带来的环境污染、温室效应等诸多弊端,迫使人类寻找其他更多清洁可再生能源资源进行替代。
以太阳能、风能等清洁可再生能源发电为主的分布式电源具有能源资源清洁、可持续等显著特点,分布式电源接入电网具有提高能源资源利用率、减轻电网对传统化石能源的依赖、调整能源利用结构等优点,使得世界各国政府对分布式能源发电及其相关技术研发高度重视。
分布式电源(distribution generation, DG)凭借配置灵活、供电可靠及环境友好等特点使其具有更广阔的应用前景。但在配电网中大规模、无序地接入DG时,会造电压水平升高、供电可靠性降低、电能质量下降以及短路电流增大等风险。因此,对接入配电网的DG进行科学合理配置,对整个电网的稳定性以及分布式电源的运行具有重要意义。
在DG选址定容研究中,一般是将系统网架结构固定不变作为前提,进而对DG接入配电网的位置及容量进行求解。
以上研究分别基于不同指标,各自建立优化模型对DG配置进行优化,但在考虑无功补偿的基础上,综合考虑低碳及引入用户期望作为评价指标方面还有待深入研究。
本文考虑低碳效益及用户对电压质量期望,构建年运行费用最低、电压质量最优为目标函数的优化模型,并采用改进的自适应遗传算法对DG的接入位置及配置容量进行优化。算例结果表明,在综合考虑无功补偿的前提下,该模型优化结果能够提高DG渗透率,降低配电网年运行费用,并提高电能质量。
本文在考虑DG投资运行费用、系统网损费用、购电费及负荷具有间歇性等基础上,将环境指标及用户期望电压指标加入评价指标,建立了以系统年综合费用最低为目标函数,对DG进行优化配置。
通过IEEE 33节点配电网络为算例,最终计算结果表明:①采用考虑时序性负荷更加符合系统实际运行情况,使模型更具有工程意义;②无DG接入的传统配电网系统损耗大且电压偏移率高,DG合理配置能够有效缓解该问题;③在考虑电容器组无功补偿的情况下,不仅能够更有效的解决以上问题,还能够最大限度消纳清洁能源,从而提高环境友好度。
综上所述,本文所提出的优化配置模型和算法可以对DG进行合理优化配置,使系统运行更加经济、稳定及符合可持续发展战略。