含微电网的配电网优化调度
中国电工技术学会主办，2017年6月21-24日在河北省张北县举办，大会围绕新能源发展战略、系统关键技术、微电网及储能等重要议题展开交流。浏览会议详情和在线报名参会请长按识别二维码。
中国农业大学信息与电气工程学院的研究人员张晓雪、牛焕娜、赵静翔，在2017年第7期《电工技术学报》上撰文，提出一种含微电网的配电网优化调度方法。首先根据多时间尺度微电网不平衡能量预测评估出未来调度周期微电网对外的最大输出功率和最大输入功率两个评估指标;然后以最大输出功率和最大输入功率为微电网与配电网交互功率约束条件的上、下限值,建立以运行成本最小为目标的配电网经济优化有功调度模型，并提出了求解该模型的最小费用最大流计算方法;最后在经济优化有功调度的基础上进行配电网无功优化。
仿真算例表明，与基于微电网单一日前调度计划曲线的主动配电网优化调度方法相比，该模型与方法能够充分考虑微电网对外呈现的功率允许调节裕度，从而更有效地减少系统运行成本，降低网损，提高电压合格率。
随着微电网( Microgrid，MG) 技术的发展，分布式电源( Distributed Generation，DG) 以微电网的形式作为一个双向可调度单元从配电网接入，MG成为配电网和DG间的纽带，使得配电网不必直接面对种类不同、归属不同、数量庞大、分散接入(尤其是间歇性) 的DG。
因此，配电网将逐渐演变为由大量隶属者不同的MG和分散可控型DG组成的主动配电网。如何对主动配电网内的MG与DG进行优化调度与控制，以达到最大限度的消纳可再生能源、减少系统运行成本、降低网损、提高电压合格率的目标，从而实现主动配电网最优潮流分布，成为亟待解决的问题［19］。
目前，国内外对主动配电网的研究主要集中在含DG的配电网经济调度问题［1017］以及DG接入后对配电网电压分布、网损影响等方面［1822］。针对含DG的配电网经济调度的研究通常以运行成本最小化或发电能力最大化为目标，对系统内所有分布式电源建立优化调度模型并求解得到最优出力分配方案［13］。
如果按这种思路和方法对MG和DG渗透率较高的主动配电网内所有电源建立优化调度模型，将会使得控制变量的维数非常庞大，求解模型时非常复杂。由于微电网运行具有相对独立性，公共连接点( Point of Common Coupling，PCC) 以下所连接的分布式电源、负荷和储能单元直接受微网控制器的控制，因此微电网对自身 PCC点功率进行控制是可行的。
鉴于此，如果将微电网看作出力可正、可负的独立调度单元参与主动配电网的优化调度计算，从而不用直接考虑为数众多的微电网内部DG的调度，将大大降低主动配电网全局调度的复杂性。
文献［14］基于此思路，提出由微电网能量管理系统根据预测作出优化调度方案后，向配电网调度中心上报微电网PCC点日前调度计划曲线，配电网据此对微电网交互功率进行优化。但是该方法仅以单一日前调度计划曲线为基础，严格限制了配电网与微电网的交互功率值，不能充分发挥微电网的对外功率调节优势。
本文首先提出最大输出功率和最大输入功率两个微电网对外调节裕度指标及其评估方法; 然后以最大输出功率和最大输入功率作为微电网有功交互功率约束条件的上、下限值，建立了配电网经济优化有功调度模型，既降低了控制变量维数，又充分考虑了微电网的可调节裕度，随后提出了求解该模型的最小费用最大流计算方法; 最后在经济优化有功调度的基础上，通过优化分布式电源和微电网的无功出力使得含微电网的配电网的网损最小、电压在允许的范围内。
结论
1) 本文基于微电网对外调节裕度评估建立了含微电网的配电网优化调度方法，首先评估出下个调度周期T内微电网对外的最大输出功率和最大输入功率两个评估指标; 然后以最大输出功率和最大输入功率为微电网与配电网有功交互功率约束条件的上下限值，建立以运行成本最小为目标的配电网经济优化有功调度模型，并提出了求解该模型的最小费用最大流计算方法; 最后在经济优化有功调度的基础上进行配电网无功优化。
2) 仿真算例结果表明，与文献［14］中以日前调度计划曲线为配电网对微电网出力优化调度依据的方法相比，本文基于微电网对外调节裕度评估的配电网优化调度模型与方法能够充分考虑微电网对外呈现的功率允许调节裕度，使得配电网对上级电网削峰填谷的作用很大，有效地减少了系统运行成本，日运行成本减少达4. 7%，同时有效地降低了系统网损，提高了电压合格率，网损下降达 15%，电压合格率提高约18% 。
图2 含微电网的配电网优化调度方法流程