第 36 卷 第 8 期 电 网 技 术 Vol. 36 No. 8
2012 年 8 月 Power System Technology Aug. 2012
文章编号:1000-3673(2012)08-0199-05 中图分类号:TM 727 文献标志码:A 学科代码:470·4051
智能配电网中微电网的多目标优化配置
王兆宇,艾芊
(上海交通大学 电气工程系,上海市 闵行区 200240)
Multi-Objective Allocation of Microgrid in Smart Distribution Network
WANG Zhaoyu, AI Qian
(Department of Electrical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Minhang District, Shanghai 200240, China)
ABSTRACT: Optimal layout of microgrid in distribution
network and determination of capacity of microgrid are
important problems, which have to be faced with during the
development of microgrid. For this reason, two important
indices, i.e., active network loss and voltage improvement, are
simultaneously considered and the layout of connecting
microgrid into smart distribution is turned into nonlinear
multi-objective optimization problem that simultaneously
contains continuous variables, namely the connected capacity
of microgrid, and discrete variables, namely the distribution
network connected positions of microgrid, and combining
quantum-behaved particle swarm optimization (QPSO) with
binary particle swarm optimization (BPSO) the objective
function is solved. The effectiveness of the proposed method is
verified by calculation example, and is available for reference
to the site selection of microgrid in the planning stage and
determination of capacity of microgrid.
KEY WORDS: microgrid; distribution network; smart grid;
particle swarm optimization (PSO)
摘要:微电网在配电网中的优化布置与定容问题是智能电网
发展面临的重要问题,为此同时考虑了有功网损和电压改善
程度 2 个重要指标,将微电网接入智能配电网的配置问题转
化为同时含有连续变量(微电网的接入容量)和离散变量(微
电网的接入位置)的多目标非线性优化问题,并结合具有量
子行为的粒子群优化算法和二进制粒子群优化算法进行求
解。算例结果验证了该方法的有效性,可对微电网在规划阶
段的选址和定容提供参考。
关键词:微电网;配电网;智能电网;粒子群优化算法
0 引言
智能电网是未来电网规划和建设的方向,其能
够监控、优化其内部互联元件的运行,有效满足
用户安全、可靠和多样化的供电需求
[1]
。配电和用
电的智能化是智能电网研究的重点。智能化的配电
网要求从传统的被动式配网向主动式配网转变,该
类配网必须适应大规模分布式发电单元的接入,实
现由馈线等注入点单向供电模式向大量使用受端
分布式发电设备的多电源多点供电模式转变。研究
表明
[2-5]
,将分布式发电单元连接成为微电网并接入
配电网,能够更好地发挥分布式电源(distributed
generator,DG)的特点,有利于配电网安全稳定运
行,提高供电质量。微电网的网络结构是实现主动
式配电网的有效方式,开发和延伸微电网的概念能
够促进 DG 与可再生能源的大规模接入,使传统电
网向智能电网过渡
[6-7]
。
微电网是由微型电源和负荷按照一定的网络结
构共同组成的系统。微电网既可以与大电网并网运
行,也可以在孤岛方式下独立自主的运行。微电网
中的微型电源主要包括风力发电机、太阳能光伏电
池、燃料电池、微型燃气轮机等分布式发电单元,
将 DG 连接成为微电网是未来电力系统的发展趋势
之一,也是智能配电网的重要组成部分。
无论是 DG 还是微电网,将其接入配电网会对
配电网的潮流、电压、谐波、稳定性和可靠性等产
生影响,具体影响与微电网的容量、接入位置有很
大关系
[8-9]
,因此,微电网接入位置选择和容量确定
是含有微电网的智能配电网规划阶段中需要考虑
的重要问题。国内外学者在该方面的研究取得了一
定成果
[10-18]
。文献[10]以最大化有功输出为目标,
将 DG 的出力、线路的热稳定极限等作为约束,形
成数学模型,然后利用线性规划方法求解该模型;
文献[11]考虑了环境因素,利用网损微增率确定 DG
的最优位置,随后对 DG 的定容问题进行了多目标
优化;文献[12]对微电网接入配电网后产生的诸多
基金项目:国家自然科学基金项目(51077092)。
Project Supported by National Natural Science Foundation of Chin
(51077092 ).