面向配电网光伏接纳能力提升的分时电价优化方法

王守相; 王瀚樟; 赵倩宇; 刘琪; 郭陆阳; 张晟

doi:10.7500/AEPS20220930003

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

面向配电网光伏接纳能力提升的分时电价优化方法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 面向配电网光伏接纳能力提升的分时电价优化方法
- Optimization Method of Time-of-use Electricity Price for Improving Photovoltaic Hosting Capacity of Distribution Network
- 电力系统自动化 2023年47卷第10期页码：38-46
- 作者机构：
  
  1.教育部智能电网重点实验室(天津大学),天津市 300072
  2.天津市电力系统仿真控制重点实验室(天津大学),天津市 300072
  3.山东科技大学电气与自动化工程学院,山东省青岛市 266590
- 作者简介：
  
  王守相(1973—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：智能配电系统分析、分布式发电系统分析与仿真。E-mail：sxwang@tju.edu.cn
  王瀚樟(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：分布式电源接纳能力分析。E-mail：wanghz980407@tju.edu.cn
  赵倩宇(1990—)，女，通信作者，博士，讲师，主要研究方向：电力系统稳定性。E-mail：zhaoqianyu@tju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52077149);国家自然科学基金委员会-国家电网公司智能电网联合基金资助项目(U2166202);国家电网公司总部科技项目(5400-202199280A-0-0-00)
- DOI：10.7500/AEPS20220930003
  中图分类号：
- 收稿：2022-09-30，
  
  修回：2023-01-17，
  
  网络出版：2023-03-27，
  
  纸质出版：2023-05-25
- 稿件说明：
移动端阅览
王守相,王瀚樟,赵倩宇等.面向配电网光伏接纳能力提升的分时电价优化方法[J].电力系统自动化,2023,47(10):38-46.

WANG Shouxiang,WANG Hanzhang,ZHAO Qianyu,et al.Optimization Method of Time-of-use Electricity Price for Improving Photovoltaic Hosting Capacity of Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(10):38-46.
王守相,王瀚樟,赵倩宇等.面向配电网光伏接纳能力提升的分时电价优化方法[J].电力系统自动化,2023,47(10):38-46. DOI： 10.7500/AEPS20220930003.

WANG Shouxiang,WANG Hanzhang,ZHAO Qianyu,et al.Optimization Method of Time-of-use Electricity Price for Improving Photovoltaic Hosting Capacity of Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(10):38-46. DOI： 10.7500/AEPS20220930003.

摘要

分布式光伏高比例接入配电网带来新的挑战。其引起的电压越限等问题严重限制了配电网接纳光伏的能力，也降低了发电效益，为此提出用于提升配电网光伏接纳能力的分时电价优化策略及方法。首先，分析了分布式光伏接入配电网对电压分布以及负荷曲线峰谷时段划分的影响，建立了综合考虑光伏出力特点与净负荷曲线的分时电价优化模型。然后，基于Tent混沌反向学习初始化策略和高斯扰动策略，从提高初始种群质量和加强帝国位置移动2个方面改进了帝国主义竞争算法(ICA)，提高了其全局寻优能力，并将之用于对分时电价优化等问题的求解。最后，采用IEEE 33节点系统算例，对配电网分布式光伏的接纳能力进行了分析，结果表明所提方法可以提升配电网光伏接纳能力，并具有实用性和有效性。

Abstract

The integration of high proportion of distributed photovoltaic (PV) into distribution networks brings new challenges. It causes voltage overlimit problems

seriously limits the PV hosting capacity of the distribution network

and also reduces the power generation efficiency. Therefore

the optimization strategy and method of time-of-use electricity price for the PV hosting capacity improvement of the distribution network are proposed. Firstly

the influence of the distributed PV integration on voltage distribution and peak-valley time division of the load curve is analyzed

and then an optimization model of time-of-use electricity price that comprehensively considers the characteristics of PV output and the net load curve is established. Secondly

based on the Tent chaotic reverse learning initialization strategy and Gaussian perturbation strategy

the imperialist competition algorithm is modified from two aspects of improving the quality of the initial population and strengthening the movement of the empire’s position to enhance its global optimization ability

and it is used to solve the problems such as time-of-use electricity price optimization

etc. Finally

taking the IEEE 33-bus system as a case study

the PV hosting capacity of distribution networks is analyzed

and the results show that the proposed method can improve the PV hosting capacity

and has practicality and effectiveness.

关键词

Keywords

references

阮前途，陈赟，潘智俊 . 新型电力系统对实现沿海城市双碳目标贡献的探讨［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 14 ）： 11 - 18 .

RUAN Qiantu ， CHEN Yun ， PAN Zhijun . Discussion on contributions of novel power system to achieving carbon emission peak and carbon neutrality of coastal city ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 14 ）： 11 - 18 .

董逸超，王守相，高丽娟，等 . 考虑过电压风险的配电网光伏接纳能力评估方法［J］. 分布式能源， 2019 ， 4 （ 6 ）： 35 - 40 .

DONG Yichao ， WANG Shouxiang ， GAO Lijuan ， et al . PV hosting capacity evaluation method in distribution network considering overvoltage risk ［J］. Distributed Energy ， 2019 ， 4 （ 6 ）： 35 - 40 .

虞宋楠，刘念，赵波 . 面向光伏用户群的多主体分级电压调控方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 5 ）： 20 - 30 .

YU Songnan ， LIU Nian ， ZHAO Bo . Multi-agent classified voltage regulation method for photovoltaic user group ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 5 ）： 20 - 30 .

文升，顾洁，程浩忠，等 . 分布式电源的准入容量与优化布置的实用方法［J］. 电力自动化设备， 2012 ， 32 （ 10 ）： 109 - 114 .

WEN Sheng ， GU Jie ， CHENG Haozhong ， et al . Maximum penetration level and optimal placement of distributed generation ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2012 ， 32 （ 10 ）： 109 - 114 .

钟清，高新华，余南华，等 . 谐波约束下的主动配电网分布式电源准入容量与接入方式［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 24 ）： 108 - 113 .

ZHONG Qing ， GAO Xinhua ， YU Nanhua ， et al . Accommodating capacity and mode of distributed generation under harmonic constraint in active distribution networks ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 24 ）： 108 - 113 .

李滨，潘国超，陈碧云，等 . 满足电能质量限值的分布式光伏极限峰值容量计算［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 14 ）： 43 - 50 .

LI Bin ， PAN Guochao ， CHEN Biyun ， et al . Limit peak capacity calculation of distributed photovoltaic with power quality constraints ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 14 ）： 43 - 50 .

王江海，邰能灵，宋凯，等 . 考虑继电保护动作的分布式电源在配电网中的准入容量研究［J］. 中国电机工程学报， 2010 ， 30 （ 22 ）： 37 - 43 .

WANG Jianghai ， TAI Nengling ， SONG Kai ， et al . Penetration level permission of DG in distributed network considering relay protection ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2010 ， 30 （ 22 ）： 37 - 43 .

TONKOSKI R ， LOPES L A C . Impact of active power curtailment on overvoltage prevention and energy production of PV inverters connected to low voltage residential feeders ［J］. Renewable Energy ， 2011 ， 36 （ 12 ）： 3566 - 3574 .

周林，晁阳，廖波，等 . 低压网络中并网光伏逆变器调压策略［J］. 电网技术， 2013 ， 37 （ 9 ）： 2427 - 2432 .

ZHOU Lin ， CHAO Yang ， LIAO Bo ， et al . A voltage regulation strategy by grid-connected PV inverters in low-voltage networks ［J］. Power System Technology ， 2013 ， 37 （ 9 ）： 2427 - 2432 .

赵冬梅，任耀宇，程雪婷 . 低压配电网分布式光伏接纳能力分析［J］. 现代电力， 2021 ， 38 （ 4 ）： 392 - 403 .

ZHAO Dongmei ， REN Yaoyu ， CHENG Xueting . Analysis of distributed photovoltaic acceptance capacity in low voltage distribution network ［J］. Modern Electric Power ， 2021 ， 38 （ 4 ）： 392 - 403 .

STETZ T ， DIWOLD K ， KRAICZY M ， et al . Techno-economic assessment of voltage control strategies in low voltage grids ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2014 ， 5 （ 4 ）： 2125 - 2132 .

WANG B ， ZHANG C ， DONG Z Y ， et al . Improving hosting capacity of unbalanced distribution networks via robust allocation of battery energy storage systems ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2021 ， 36 （ 3 ）： 2174 - 2185 .

GONG Y M ， CAI Y ， GUO Y X ， et al . A privacy-preserving scheme for incentive-based demand response in the smart grid ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2016 ， 7 （ 3 ）： 1304 - 1313 .

YANG H M ， ZHANG J ， QIU J ， et al . A practical pricing approach to smart grid demand response based on load classification ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2018 ， 9 （ 1 ）： 179 - 190 .

孔祥玉，杨群，穆云飞，等 . 分时电价环境下用户负荷需求响应分析方法［J］. 电力系统及其自动化学报， 2015 ， 27 （ 10 ）： 75 - 80 .

KONG Xiangyu ， YANG Qun ， MU Yunfei ， et al . Analysis method for customers demand response in time of using price ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2015 ， 27 （ 10 ）： 75 - 80 .

赵会茹，王玉玮，张超，等 . 阶梯电价下居民峰谷分时电价测算优化模型［J］. 电力建设， 2016 ， 37 （ 3 ）： 17 - 23 .

ZHAO Huiru ， WANG Yuwei ， ZHANG Chao ， et al . Optimization model of residential time-of-use tariff calculation under multi-step electricity price ［J］. Electric Power Construction ， 2016 ， 37 （ 3 ）： 17 - 23 .

刘梦晨 . 考虑新能源消纳对峰谷分时电价的影响［D］. 北京：华北电力大学， 2021 .

LIU Mengchen . Consider the impact of new energy consumption on the peak and valley time-of-use electricity price ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2021 .

张楠 . 考虑运行约束的智能配电网分布式电源接纳能力研究［D］. 天津：天津大学， 2014 .

ZHANG Nan . Research on maximum capacity of distributed generators in smart distribution network considering operation constraints ［D］. Tianjin ： Tianjin University ， 2014 .

秦祯芳，岳顺民，余贻鑫，等 . 零售端电力市场中的电量电价弹性矩阵［J］. 电力系统自动化， 2004 ， 28 （ 5 ）： 16 - 19 .

QIN Zhenfang ， YUE Shunmin ， YU Yixin ， et al . Price elasticity matrix of demand in current retail power market ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2004 ， 28 （ 5 ）： 16 - 19 .

丁伟，袁家海，胡兆光 . 基于用户价格响应和满意度的峰谷分时电价决策模型［J］. 电力系统自动化， 2005 ， 29 （ 20 ）： 10 - 14 .

DING Wei ， YUAN Jiahai ， HU Zhaoguang . Time-of-use price decision model considering users reaction and satisfaction index ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2005 ， 29 （ 20 ）： 10 - 14 .

MOGHIMI HADJI M ， VAHIDI B . A solution to the unit commitment problem using imperialistic competition algorithm ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2012 ， 27 （ 1 ）： 117 - 124 .

滕志军，吕金玲，郭力文，等 . 一种基于Tent映射的混合灰狼优化的改进算法［J］. 哈尔滨工业大学学报， 2018 ， 50 （ 11 ）： 40 - 49 .

TENG Zhijun ， LV Jinling ， GUO Liwen ， et al . An improved hybrid grey wolf optimization algorithm based on Tent mapping ［J］. Journal of Harbin Institute of Technology ， 2018 ， 50 （ 11 ）： 40 - 49 .

汪慎文，丁立新，谢大同，等 . 应用反向学习策略的群搜索优化算法［J］. 计算机科学， 2012 ， 39 （ 9 ）： 183 - 187 .

WANG Shenwen ， DING Lixin ， XIE Datong ， et al . Group search optimizer applying opposition-based learning ［J］. Computer Science ， 2012 ， 39 （ 9 ）： 183 - 187 .

徐辰华，李成县，喻昕，等 . 基于Cat混沌与高斯变异的改进灰狼优化算法［J］. 计算机工程与应用， 2017 ， 53 （ 4 ）： 1 - 9 .

XU Chenhua ， LI Chengxian ， YU Xin ， et al . Improved grey wolf optimization algorithm based on chaotic Cat mapping and Gaussian mutation ［J］. Computer Engineering and Applications ， 2017 ， 53 （ 4 ）： 1 - 9 .

电能质量供电电压偏差： GB/T 12325—2008 ［S］. 北京：中国标准出版社， 2009 .

Power quality — Deviation of supply voltage ： GB/T 12325—2008 ［S］. Beijing ： Standards Press of China ， 2009 .

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

适应光伏消纳的电动汽车-聚合商-配电网日前时空互动方法

考虑光伏度电成本的配电网数据-知识驱动优化调控策略