兼顾可靠性与经济性的孤岛型光储微电网容量配置方法

周京华; 翁志鹏; 宋晓通

doi:10.7500/AEPS20200808003

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

兼顾可靠性与经济性的孤岛型光储微电网容量配置方法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 兼顾可靠性与经济性的孤岛型光储微电网容量配置方法
- Capacity Configuration Method of Islanded Microgrid with Photovoltaic and Energy Storage System Considering Reliability and Economy
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第8期页码：166-174
- 作者机构：
  
  北方工业大学北京市变频技术工程技术研究中心，北京市 100144
- 作者简介：
  
  周京华(1974—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：新能源变换与控制技术。E-mail：zjh@ncut.edu.cn
  翁志鹏(1993—)，男，博士研究生，主要研究方向：微电网和新能源发电。E-mail：2017312080111@mail.ncut.edu.cn
  宋晓通(1982—)，男，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：柔性交流输电、微电网和新能源发电。E-mail：songxt@ncut.edu.cn
- 基金信息：
  
  北京市高水平创新团队建设计划资助项目(HT20180502)
- DOI：10.7500/AEPS20200808003
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-08-08，
  
  修回日期：2021-01-04，
  
  网络出版日期：2021-02-18，
  
  纸质出版日期：2021-04-25
- 稿件说明：
移动端阅览
周京华,翁志鹏,宋晓通.兼顾可靠性与经济性的孤岛型光储微电网容量配置方法[J].电力系统自动化,2021,45(8):166-174.

ZHOU Jinghua,WENG Zhipeng,SONG Xiaotong.Capacity Configuration Method of Islanded Microgrid with Photovoltaic and Energy Storage System Considering Reliability and Economy[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(8):166-174.
周京华,翁志鹏,宋晓通.兼顾可靠性与经济性的孤岛型光储微电网容量配置方法[J].电力系统自动化,2021,45(8):166-174. DOI： 10.7500/AEPS20200808003.

ZHOU Jinghua,WENG Zhipeng,SONG Xiaotong.Capacity Configuration Method of Islanded Microgrid with Photovoltaic and Energy Storage System Considering Reliability and Economy[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(8):166-174. DOI： 10.7500/AEPS20200808003.

摘要

可靠性和经济性是孤岛型光储微电网容量配置的2个重要参照，但不能同时最优。为协调二者矛盾，提出了一种兼顾可靠性与经济性的孤岛型光储微电网容量配置方法。该方法针对概率类、频率及持续时间类指标，从容量及功率角度进行了可靠性评估与经济性分析，对比研究了不同负荷点接入光储微电网的配置方案。结果表明：一定储能配置方案下，光伏容量的增加可优化概率类指标，但频率及持续时间类指标变化并非单调；合理的储能配置能进一步优化概率类指标，降低或平抑系统平均停电次数指标对微电网的冲击；在负荷水平较低处安装微电网可实现可靠性与总成本的最优折中。

Abstract

Reliability and economy are two important references for capacity configuration of islanded microgrids with photovoltaic (PV) and energy storage systems (ESSs). However

it is hard to achieve the optimum simultaneously. In order to coordinate the contradiction

a capacity configuration method of islanded microgrids with PV and ESS considering reliability and economy is proposed. This method evaluates and analyzes the reliability and economy from two aspects of capacity and power by using the probability

frequency and duration indices. Then

configuration schemes of different load points integrated into the microgrid with PV and ESS are compared and studied.The results show that under a certain energy storage configuration

the increase of PV capacity can optimize the probability indices

but the frequency and duration indices show non-monotone performance. A reasonable energy storage configuration can further optimize the probability indices and lower or flatten the impact of the average interruption frequency index on microgrids. Installing a microgrid at a location with lower load level can achieve the best compromise between the reliability and the total cost.

关键词

Keywords

references

葛少云，曹雨晨，刘洪，等 . 考虑可靠性约束的综合能源微网供能能力评估［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 7 ）： 31 - 37 .

GE Shaoyun ， CAO Yuchen ， LIU Hong ， et al . Evaluation of energy supply capability for multi-energy microgrid considering reliability constraint ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 7 ）： 31 - 37 .

DING Y ， SINGH C ， GOEL L ， et al . Short-term and medium-term reliability evaluation for power systems with high penetration of wind power ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2014 ， 5 （ 3 ）： 896 - 906 .

雷敏，魏务卿，曾进辉，等 . 考虑需求响应的负荷控制对供电可靠性影响分析［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 10 ）： 53 - 59 .

LEI Min ， WEI Wuqing ， ZENG Jinhui ， et al . Effect of load control on power supply reliability considering demand response ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 10 ）： 53 - 59 .

刘洪，李吉峰，葛少云，等 . 多元储能系统运行策略对综合能源微网可靠性影响评估［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 10 ）： 47 - 53 .

LIU Hong ， LI Jifeng ， GE Shaoyun ， et al . Impact evaluation of operation strategies of multiple energy storage systems on reliability of multi-energy microgrid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 10 ）： 47 - 53 .

CHEN C S ， DUAN S X ， CAI T ， et al . Optimal allocation and economic analysis of energy storage system in microgrids ［J］. IEEE Transactions on Power Electronics ， 2011 ， 26 （ 10 ）： 2762 - 2773 .

QIU T ， XU B L ， WANG Y S ， et al . Stochastic multistage coplanning of transmission expansion and energy storage ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2017 ， 32 （ 1 ）： 643 - 651 .

言大伟，韦钢，胡吟，等 . 可靠性与经济性相协调的微电网能量优化［J］. 电力系统自动化， 2012 ， 36 （ 8 ）： 18 - 23 .

YAN Dawei ， WEI Gang ， HU Yin ， et al . Microgrid energy optimization with coordination of reliability and economy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2012 ， 36 （ 8 ）： 18 - 23 .

闾浩，李陆苗，金蓉英 . 新能源接入配电网经济性与可靠性优化研究［J］. 南京航空航天大学学报， 2018 ， 50 （ 5 ）： 715 - 721 .

LÜ Hao ， LI Lumiao ， JIN Rongying . Optimization algorithm for reliability & economic assessment of power distribution system with renewables ［J］. Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics ， 2018 ， 50 （ 5 ）： 715 - 721 .

别朝红，李更丰，谢海鹏 . 计及负荷与储能装置协调优化的微网可靠性评估［J］. 电工技术学报， 2014 ， 29 （ 2 ）： 64 - 73 .

BIE Zhaohong ， LI Gengfeng ， XIE Haipeng . Reliability evaluation of microgrids considering coordinative optimization of loads and storage devices ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2014 ， 29 （ 2 ）： 64 - 73 .

梁琛，王鹏，韩肖清，等 . 计及系统动态可靠性评估的光伏电站储能经济配置［J］. 电网技术， 2017 ， 41 （ 8 ）： 2639 - 2646 .

LIANG Chen ， WANG Peng ， HAN Xiaoqing ， et al . Economic selection of energy storage system for PV station considering dynamic reliability evaluation ［J］. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 8 ）： 2639 - 2646 .

刘子秋，黄民翔 . 基于可靠性与经济性的计及微电源自身特性的微电网能量优化配置［J］. 电网技术， 2014 ， 38 （ 5 ）： 1352 - 1357 .

LIU Ziqiu ， HUANG Minxiang . Optimal energy allocation of microgrid based on reliability and economy by considering characteristics of micro source ［J］. Power System Technology ， 2014 ， 38 （ 5 ）： 1352 - 1357 .

葛少云，孙昊，刘洪，等 . 考虑可靠性与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 6 ）： 77 - 84 .

GE Shaoyun ， SUN Hao ， LIU Hong ， et al . Power supply capability evaluation of active distribution network considering reliability and post-fault load response ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 6 ）： 77 - 84 .

倪伟，吕林，向月，等 . 基于马尔可夫过程蒙特卡洛法的综合能源系统可靠性评估［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 1 ）： 150 - 158 .

NI Wei ， LÜ Lin ， XIANG Yue ， et al . Reliability evaluation of integrated energy system based on Markov process Monte Carlo method ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 1 ）： 150 - 158 .

张雪寒，余涛 . 计及风速与负荷相关性的电-气互联系统可靠性评估概率解析方法［J］. 高电压技术， 2019 ， 45 （ 10 ）： 3263 - 3274 .

ZHANG Xuehan ， YU Tao . Probabilistic reliability evaluation method of electricity-gas integrated energy system considering correlation of wind speeds and loads ［J］. High Voltage Engineering ， 2019 ， 45 （ 10 ）： 3263 - 3274 .

杨毅，雷霞，叶涛，等 . 考虑安全性与可靠性的微电网电能优化调度［J］. 中国电机工程学报， 2014 ， 34 （ 19 ）： 3081 - 3088 .

YANG Yi ， LEI Xia ， YE Tao ， et al . Microgrid energy optimal dispatch considering the security and reliability ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2014 ， 34 （ 19 ）： 3081 - 3088 .

梁双，胡学浩，张东霞，等 . 基于随机模型的光伏发电置信容量评估方法［J］. 电力系统自动化， 2012 ， 36 （ 13 ）： 32 - 37 .

LIANG Shuang ， HU Xuehao ， ZHANG Dongxia ， et al . Probabilistic models based evaluation method for capacity credit of photovoltaic generation ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2012 ， 36 （ 13 ）： 32 - 37 .

张强，王禹霖，张茜 . 基于剩余容量匹配的储能装置负荷分配控制技术［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 24 ）： 126 - 133 .

ZHANG Qiang ， WANG Yulin ， ZHANG Qian ， et al . Load distribution control technology for energy storage device based on residual capacity matching ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 24 ）： 126 - 133 .

孙伟卿，裴亮，向威，等 . 电力系统中储能的系统价值评估方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 8 ）： 47 - 55 .

SUN Weiqing ， PEI Liang ， XIANG Wei ， et al . Evaluation method of system value for energy storage in power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 8 ）： 47 - 55 .

宋晓通，翁志鹏，周京华，等 . 基于多态不确定性全时序仿真的微电网可靠性评估与规划［J］. 高电压技术， 2020 ， 46 （ 5 ）： 1518 - 1527 .

SONG Xiaotong ， WENG Zhipeng ， ZHOU Jinghua ， et al . Reliability evaluation and planning of microgrid based on whole time sequence simulation of multi-state uncertainty ［J］. High Voltage Engineering ， 2020 ， 46 （ 5 ）： 1518 - 1527 .

NIKMEHR N ， NAJAFI R S . Optimal operation of distributed generations in micro-grids under uncertainties in load and renewable power generation using heuristic algorithm ［J］. IET Renewable Power Generation ， 2015 ， 9 （ 8 ）： 982 - 990 .

周保荣，黄廷城，张勇军 . 计及激励型需求响应的微电网可靠性分析［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 13 ）： 70 - 78 .

ZHOU Baorong ， HUANG Tingcheng ， ZHANG Yongjun . Reliability analysis on microgrid considering incentive demand response ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 13 ）： 70 - 78 .

王杨，万凌云，胡博，等 . 基于孤岛运行特性的微电网可靠性分析［J］. 电网技术， 2014 ， 38 （ 9 ）： 2379 - 2385 .

WANG Yang ， WAN Lingyun ， HU Bo ， et al . Isolated island operating characteristics based analysis on reliability of microgrid ［J］. Power System Technology ， 2014 ， 38 （ 9 ）： 2379 - 2385 .

SONG X T ， ZHAO Y X ， ZHOU J H ， et al . Reliability varying characteristics of PV-ESS-based standalone microgrid ［J］. IEEE Access ， 2019 ， 7 （ 1 ）： 120872 - 120883 .

孙腾飞，程浩忠，张立波，等 . 基于改进混合抽样与最小切负荷计算的电力系统可靠性评估方法［J］. 电力系统保护与控制， 2016 ， 44 （ 13 ）： 96 - 103 .

SUN Tengfei ， CHENG Haozhong ， ZHANG Libo ， et al . Reliability evaluation based on modified mixed sampling and minimum load-cutting method ［J］. Power System Protection and Control ， 2016 ， 44 （ 13 ）： 96 - 103 .

刘勤，魏明奎，周全，等 . 计及电量成本和系统自供电可靠性的西南地区微电网容量优化配置研究［J］. 电力系统保护与控制， 2020 ， 48 （ 10 ）： 139 - 145 .

LIU Qin ， WEI Mingkui ， ZHOU Quan ， et al . Research on capacity optimization configuration of the Southwestern China microgrid considering electricity cost and system self-power supply reliability ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 10 ）： 139 - 145 .

麻秀范，陈静，余思雨，等 . 计及容量市场的用户侧储能优化配置研究［J］. 电工技术学报， 2020 ， 35 （ 19 ）： 4028 - 4037 .

MA Xiufan ， CHEN Jing ， YU Siyu ， et al . Research on user side energy storage optimization configuration considering capacity market ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2020 ， 35 （ 19 ）： 4028 - 4037 .

李建林，牛萌，周喜超，等 . 能源互联网中微能源系统储能容量规划及投资效益分析［J］. 电工技术学报， 2020 ， 35 （ 4 ）： 874 - 884 .

LI Jianlin ， NIU Meng ， ZHOU Xichao ， et al . Energy storage capacity planning and investment benefit analysis of micro-energy system in energy interconnection ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2020 ， 35 （ 4 ）： 874 - 884 .

翁志鹏 . 基于时序仿真的微电网可靠性评估［D］. 北京：北方工业大学， 2020 .

WENG Zhipeng . Reliability evaluation of microgrid based on time sequential simulation ［D］. Beijing ： North China University of Technology ， 2020 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

可靠性与经济性相协调的微电网能量优化

考虑响应可靠性与经济性的需求侧精准调峰策略

陆上风电直流汇集系统拓扑结构优化设计方法

考虑电池运行状态的风电场储能容量优化配置