System Dynamics Simulation of Shared Value of Distributed Photovoltaic and Its Impact on Distribution Network

Tinghui ZHANG; Mingcheng XIE; Beibei WANG; Kazuto YUKITA

doi:10.7500/AEPS20200901004

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

System Dynamics Simulation of Shared Value of Distributed Photovoltaic and Its Impact on Distribution Network

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- System Dynamics Simulation of Shared Value of Distributed Photovoltaic and Its Impact on Distribution Network
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 18, Pages: 35-44(2021)
- 作者机构：
  
  1.东南大学电气工程学院，江苏省南京市 210096
  2.爱知工业大学电气工程学院，爱知县丰田市4700392，日本
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China(2020YFF0305800)
- DOI：10.7500/AEPS20200901004
  CLC：
- Received：01 September 2020，
  
  Revised：2021-03-22，
  
  Published Online：21 May 2021，
  
  Published：25 September 2021
- 稿件说明：
移动端阅览
张汀荟,谢明成,王蓓蓓等.分布式光伏的共享价值及其对配电网影响的系统动力学仿真[J].电力系统自动化,2021,45(18):35-44.

ZHANG Tinghui,XIE Mingcheng,WANG Beibei,et al.System Dynamics Simulation of Shared Value of Distributed Photovoltaic and Its Impact on Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(18):35-44.
张汀荟,谢明成,王蓓蓓等.分布式光伏的共享价值及其对配电网影响的系统动力学仿真[J].电力系统自动化,2021,45(18):35-44. DOI： 10.7500/AEPS20200901004.

ZHANG Tinghui,XIE Mingcheng,WANG Beibei,et al.System Dynamics Simulation of Shared Value of Distributed Photovoltaic and Its Impact on Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(18):35-44. DOI： 10.7500/AEPS20200901004.

摘要

随着以光伏为代表的分布式能源（DER）广泛开发利用，其对配电网的扰动、补贴缺口等问题使得局部区域内用户间分布式电能的共享模式得到普遍应用。文中从整体角度分析了共享模式下配电公司、共享协调管理员、分布式光伏拥有者和分享者等各相关参与主体的利益问题，搭建了包括分布式光伏电能共享模块、配电公司收益和输配电价等耦合模块的系统动力学模型，模拟仿真了不同分布式光伏安装率和上网电价下的共享价值变化，并就其对配电公司利益和输配电价的影响进行了前瞻性分析。算例分析结果表明，共享价值空间随区域内的分布式光伏安装率变化而存在一个峰值，因此合理规划区域内分布式光伏接入有利于各参与主体调整策略，促进多方收益协调。

Abstract

With the extensive development and utilization of distributed energy resource (DER) represented by photovoltaics

its disturbance to distribution networks

subsidy gap and other problems lead to the widespread application of the distributed energy sharing mode among users in local areas. In this paper

the interest problem of various related participants is analyzed from the overall perspective

including the distribution companies

sharing coordinators

distributed photovoltaic owners and sharers in shared mode

and a system dynamics model for coupling modules is built

including the distributed photovoltaic power sharing module

distribution grid company revenue module

and transmission and distribution tariff module. The changes in sharing value with different distributed photovoltaic installation ratios and feed-in tariffs are simulated

and a forward-looking analysis of its impact on the distribution company interest and the transmission and distribution tariff is conducted. The case analysis results show that there is a peak of sharing value with the change of distributed photovoltaic installation ratios in a local area. Therefore

the reasonable planning of the distributed photovoltaic access level in a local area is conducive to the strategic adjustment of each participant and the promotion of the coordination of multi-participants’ benefits.

关键词

Keywords

references

胡佳怡，严正，王晗 . 考虑清洁电力共享的社区电能日前优化调度［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 1 ）： 61 - 70 .

HU Jiayi ， YAN Zheng ， WANG Han . Day-ahead optimal scheduling for communities considering clean power-sharing ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 1 ）： 61 - 70 .

ZAFAR R ， MAHMOOD A ， RAZZAQ S ， et al . Prosumer based energy management and sharing in smart grid ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2018 ， 82 ： 1675 - 1684 .

贾娜 . 市场模式下光伏用户群的电能共享与需求研究［J］. 环渤海经济瞭望， 2018 （ 2 ）： 159 - 160 .

JIA Na . Research on power sharing and demand of photovoltaic user cluster under market mode ［J］. Economic Outlook the Bohai Sea ， 2018 （ 2 ）： 159 - 160 .

ZHOU Y ， WU J Z ， LONG C . Evaluation of peer-to-peer energy sharing mechanisms based on a multiagent simulation framework ［J］. Applied Energy ， 2018 ， 222 ： 993 - 1022 .

胡鹏，艾欣，杨昭，等 . 考虑电能共享的综合能源楼宇群日前协同优化调度［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 8 ）： 239 - 245 .

HU Peng ， AI Xin ， YANG Zhao ， et al . Day-ahead optimal scheduling for cluster building with integrated energy system considering power sharing ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 8 ）： 239 - 245 .

吴界辰，艾欣，胡俊杰，等 . 面向智能园区多产消者能量管理的对等模型（P2P）建模与优化运行［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 1 ）： 52 - 61 .

WU Jiechen ， AI Xin ， HU Junjie ， et al . Peer-to-peer modeling and optimal operation for prosumer energy management in intelligent community ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 1 ）： 52 - 61 .

LONG C ， WU J Z ， ZHANG C H ， et al . Peer-to-peer energy trading in a community microgrid ［C］// 2017 IEEE Power & Energy Society General Meeting ， July 16-20 ， 2017 ， Chicago， USA ： 1 - 5 .

AKTER M N ， MAHMUD M A ， HAQUE M E ， et al . An optimal distributed energy management scheme for solving transactive energy sharing problems in residential microgrids ［J/OL］. Applied Energy ， 2020 ， 270 ［ 2020-07-20 ］. https：//doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115133 https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115133 .

任文诗，高红均，刘友波，等 . 智能建筑群电能日前优化共享［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 7 ）： 2568 - 2577 .

REN Wenshi ， GAO Hongjun ， LIU Youbo ， et al . Optimal day-ahead electricity scheduling and sharing for smart building cluster ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 7 ）： 2568 - 2577 .

钟永光，贾晓菁，钱颖，等 . 系统动力学［M］. 2版 . 北京：科学出版社， 2013 .

ZHONG Yongguang ， JIA Xiaojing ， QIAN Ying ， et al . System dynamics ［M］. 2nd ed . Beijing ： Science Press ， 2013 .

汪应洛 . 系统工程［M］. 4版 . 北京：机械工业出版社， 2008 .

WANG Yingluo . Systems engineering ［M］. 4th ed . Beijing ： China Machine Press ， 2008 .

王其藩 . 高级系统动力学［M］. 北京：清华大学出版社， 1995 .

WANG Qifan . Advanced system dynamics ［M］. Beijing ： Tsinghua University Press ， 1995 .

窦迅，李扬，高赐威，等 . 基于模糊综合评价的电煤供应安全预警机制［J］. 电力系统自动化， 2011 ， 35 （ 1 ）： 29 - 33 .

DOU Xun ， LI Yang ， GAO Ciwei ， et al . A coal supply security early warning system based on fuzzy comprehensive evaluation method ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2011 ， 35 （ 1 ）： 29 - 33 .

姜庆国，王昀昀，林海涛 . 基于系统动力学的电力批发市场和零售市场相互关系分析［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 24 ）： 77 - 84 .

JIANG Qingguo ， WANG Yunyun ， LIN Haitao . Analysis on relationship between electricity wholesale market and retail market based on system dynamics method ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 24 ）： 77 - 84 .

赵新刚，冯天天，杨益晟 . 可再生能源配额制对我国电源结构的影响机理及效果研究［J］. 电网技术， 2014 ， 38 （ 4 ）： 974 - 979 .

ZHAO Xingang ， FENG Tiantian ， YANG Yisheng . Impacting mechanism of renewable portfolio standard on China’s power source structure and its effect ［J］. Power System Technology ， 2014 ， 38 （ 4 ）： 974 - 979 .

韩冬，严正，宋依群，等 . 基于系统动力学的智能电网动态评价方法［J］. 电力系统自动化， 2012 ， 36 （ 3 ）： 16 - 21 .

HAN Dong ， YAN Zheng ， SONG Yiqun ， et al . Dynamic assessment method for smart grid based on system dynamics ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2012 ， 36 （ 3 ）： 16 - 21 .

王蓓蓓，杨雪纯，杨胜春 . 基于中长期时间维度的需求响应潜力及效果的系统动力学分析［J］. 中国电机工程学报， 2015 ， 35 （ 24 ）： 6368 - 6377 .

WANG Beibei ， YANG Xuechun ， YANG Shengchun . Demand response performance and potential system dynamic analysis based on the long and medium time dimensions ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2015 ， 35 （ 24 ）： 6368 - 6377 .

谈金晶，王蓓蓓，李扬 . 系统动力学在需求响应综合效益评估中的应用［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 13 ）： 128 - 134 .

TAN Jinjing ， WANG Beibei ， LI Yang . Application of system dynamics on comprehensive benefits valuation of demand response ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 13 ）： 128 - 134 .

林凯颖，王蓓蓓，朱寰，等 . 电网公司保底服务运营的系统动力学分析［J］. 电力系统及其自动化学报， 2019 ， 31 （ 8 ）： 115 - 125 .

LIN Kaiying ， WANG Beibei ， ZHU Huan ， et al . System dynamics analysis of operation of default services provided by grid company ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2019 ， 31 （ 8 ）： 115 - 125 .

赵盛楠，王蓓蓓，李扬，等 . 基于系统动力学的分布式可再生能源激励机制分析［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 24 ）： 97 - 104 .

ZHAO Shengnan ， WANG Beibei ， LI Yang ， et al . System dynamics based analysis on incentive mechanism of distributed renewable energy resources ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 24 ）： 97 - 104 .

魏炜，高涵，朱洁，等 . 基于系统动力学的智能配电网可持续发展能力评估［J］. 电力系统及其自动化学报， 2018 ， 30 （ 1 ）： 1 - 7 .

WEI Wei ， GAO Han ， ZHU Jie ， et al . Evaluation on sustainable development capability of smart distribution network based on system dynamics ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2018 ， 30 （ 1 ）： 1 - 7 .

张力菠，葛禄璐，陈昌奇，等 . 电价补贴退坡趋势下户用光伏发展演化的仿真研究［J/OL］. 系统仿真学报［ 2020-06-15 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.3092.V.20200430.1221.004.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3092.V.20200430.1221.004.html .

ZHANG Libo ， GE Lulu ， CHEN Changqi ， et al . A simulation on the development of residential distributed photovoltaic power generation under the declining trend of feed-in-tariff ［J/OL］. Journal of System Simulation ［ 2020-06-15 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.3092.V.20200430.1221.004.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3092.V.20200430.1221.004.html .

韩冬，李孟曈，严正 . 用户侧分布式光伏技术扩散能力评估方法［J/OL］. 中国电机工程学报［ 2020-07-16 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20200330.1229.006.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20200330.1229.006.html .

HAN Dong ， LI Mengtong ， YAN Zheng . Evaluation method of diffusion capability of user-side distributed photovoltaic technology ［J/OL］. Proceedings of the CSEE ［ 2020-07-16 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20200330.1229.006.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2107.TM.20200330.1229.006.html .

PATEL S ， RAJAGOPAL R ， Qin J J ， et al . The value of distributed energy resources for heterogeneous residential consumers ［EB/OL］. ［ 2020-06-20 ］. https：//arxiv.org/pdf/1709.08140.pdf https://arxiv.org/pdf/1709.08140.pdf .

刘思强，叶泽，范先国，等 . 定价参数对输配电价的影响及调控模型［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 24 ）： 58 - 66 .

LIU Siqiang ， YE Ze ， FAN Xianguo ， et al . Influence of pricing parameters on transmission and distribution price and its regulation model ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 24 ）： 58 - 66 .

广州市人民政府 . 广州市大工业及一般工商业用电峰谷电价表［EB/OL］．［ 2020-07-07 ］. http：//www.gz.gov.cn/attachment/0/89/89850/5947478.png http://www.gz.gov.cn/attachment/0/89/89850/5947478.png .

Guangzhou Municipal People’s Government . Peak-to-valley electricity tariff list for power consumption of large industry and general industrial and commercial business in Guangzhou ［EB/OL］. ［ 2020-07-07 ］. http：//www.gz.gov.cn/attachment/0/89/89850/5947478.png http://www.gz.gov.cn/attachment/0/89/89850/5947478.png .

吴恩琦 . 燃气分布式能源发电对电网企业的影响分析模型研究［D］. 北京：华北电力大学， 2013 .

WU Enqi . Impact analysis model of the gas distributed energy generation on grid enterprises ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2013 .

SUN T ， TONG L ， FENG D H . On the dynamics of distributed energy adoption： equilibrium， stability， and limiting capacity ［J］. IEEE Transactions on Automatic Control ， 2020 ， 65 （ 1 ）： 102 - 114 .

DARGHOUTH N R ， WISER R H ， BARBOSE G ， et al . Net metering and market feedback loops： exploring the impact of retail rate design on distributed PV deployment ［J］. Applied Energy ， 2016 ， 162 ： 713 - 722 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Installed Capacity Forecasting for Distributed Photovoltaic Considering Herd Mentality of Users

Probabilistic Prediction Method for Interpretable Net Load Based on Kolmogorov-Arnold Network

Spatio-Temporal Cooperative Probability Forecasting Method for Distributed Photovoltaic Output Based on iDGA-LSTM

Related Author

Luyang WU

Jieqing XIN

Chengmin WANG

HUANG Yu

ZHANG Xiaoxiao

YUE Dong

HU Songlin

WANG Juan

Related Institution

Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co., Ltd.

Key Laboratory of Control of Power Transmission and Conversion, Ministry of Education(Shanghai Jiao Tong University)

Institute of Advanced Technology for Carbon Neutrality, Nanjing University of Posts and Telecommunications

NARI Group Corporation (State Grid Electric Power Research Institute)

State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources (North China Electric Power University)

⁰