多类型分布式电源在配电网中的优化配置_付丽伟(2)

DG残值向现值转换的转换系数。

(1?i)n?1

(13) ??

i(1?i)n

??(1?i)?n (14)

式中：n为DG投资使用的年限；i为固定年利率。

传统发电方式环境污染严重，对超标污染物排放实施罚款在现阶段是促使其提高环保性的一种有效手段，也是体现分布式发电环境效益的一种公正、公平的良好方式。表1为我国主要污染气体的排放征收标准[17]。

表1 主要污染气体的排放征收标准

Tab. 1 Levy standard for main pollutant emission

污染物 SO2 NOx CO2 CO 排放征收标准/(元/t)

1 000

1 950

9.75

160

10 kW的DG的相关参数。

表2 DG的参数

Tab. 2 Parameters of DGs

DG类型

安装 成本/万元

置换 费用/万元

运行和维护

寿命/a

费用/(元/a)

光伏 3.25 2.60 0 25 风机 18.85 16.25 390 20 微型燃气轮机 0.65 0.52 0.65 20

基于系统稳定性和经济性的考虑，分布式发电系统要存储一定电能，用以应付突发事件。分布式发电与储能技术的结合大大提高了系统的能源利用率，改善了系统热经济性[18]。为了使分布式发电系统为用户提供较高的供电可靠性，本文加入了蓄电池储能系统。蓄电池参数如表3所示。

表3 蓄电池参数

Tab. 3 Parameters of battery

安装 成本/万元

置换 费用/元

操作和维护 费用/(元/a)

65

额定 全寿命内可充电压/V 放电量/(kW?h)6 1 075

本文以我国现有排污收费标准为基础对分布式发电的环境效益展开分析研究。环境效益的成本为

m

Ce??(ViQi) (15)

i?1

式中：Vi为第i项污染物的排污收费标准，元/t；

650 520

Qi为第i项污染物的排放量，t；m为排放物种类。

综上所述，考虑到分布式发电的环境效益，分布式发电投资成本应为

由于各种分布式发电输出类型不同，本文加入了换流器进行电力转换。直流/交流逆变器是将直流电变换成交流电的设备。由于太阳能电池输出直流电，而一般负载为交流负载，所以逆变器不可缺少。逆变器按运行方式可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系

Cinvest?CDG??(VDG?Vb+Ce)??R (16) 约束条件选为DG的出力约束以及满足未来负荷的发展需求约束。

82 付丽伟等：多类型分布式电源在配电网中的优化配置 Vol. 36 No. 1

统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统将输出电能馈入电网。在此仿真系统中，逆变器和整流器的效率分别为90%、85%。 表4列出了容量为1 kW的换流器参数。

表4 换流器参数

Tab. 4 Parameters of converter

安装

置换 操作和维护

逆变器输入

整流器输入 与逆变器容量的比值/%

75

效率/%85

负荷需求/kW

1008060402001

3

57

911131517192123

t/h

图3 热负荷 Fig. 3 Thermal load

成本/元 费用/元 费用/(元/a) 寿命/a效率/% 2 600

1 950

325

20

90

4 敏感性分析

4.1 风速敏感性分析

本文采用以上仿真系统进行仿真，同时考虑电负荷和热负荷，模拟热电联产，项目周期为

3.2 负荷参数

3.2.1 主负荷参数

根据电力负荷对供电可靠性的要求以及中断供电对用户经济等方面造成的影响可将负荷分为主负荷和可中断供电负荷。本文只加入主负荷，主负荷参数如表5

所示，主负荷曲线如图2所示。

表5 主负荷参数

Tab. 5 Parameters of primary load

年平均日负荷/(kW?h /d)

最高时负荷/kW

负荷率/%

25 a，利率为6%。对风速、天然气价格、污染物排放处罚标准3个变量进行敏感性分析，对每个敏感值在各自范围内应用Homer软件仿真所有系统。以1 a为周期，对每个可能的系统类型进行每小时连续仿真，最终得到1个可行系统或者能有不可行的系统配置方案，根据净现值渐增对可行系统进行排序。

风机功率主要依靠风速，不同风速对风机输出功率有很大影响，进而影响优化配置结果，因此有满足负荷增长需求的混合系统。Homer排除了所

60 9 0.278

负荷需求/kW

6 420

1357911131517192123

t/h

必要对风速进行敏感性分析，本文选取4种风速(4、

图2

主负荷

Fig. 2 Primary load

更多内容请访问久久建筑网
5、6、7 m/s)进行敏感性分析。对某变量进行敏感性分析时，要固定其他变量的数值，因此选定此时天然气价格为3.25 元/m3，对CO2、NOx的排放处罚标准分别为9.7更多内容请访问久久建筑网
5、1 950元/t。敏感性分析结果如表7所示。

由表7可知，随着风速的提高，总现值和天然气使用量均呈下降趋势，且单个风机发电量大大提高。风速为4 m/s时，最优系统类型为光伏/风机/微型燃气轮机/蓄电池组合系统。当风速达到7 m/s时，最优系统类型为风机/蓄电池组合系统，总现值由3 395 191元下降为2 705 398元，下降率为20.3%。由此可知，对于风速较高的地区，安装风机可以使

3.2.2 热负荷参数

热负荷参数如表6所示，热负荷曲线如图3所示。

表6 热负荷参数

Tab. 6 Parameters of thermal load

年平均日负荷/(kW?h /d)

1 500

最高时负荷/kW

116

负荷率/% 0.538

仿真中，光伏和蓄电池组不必按极端情况(阴雨天气再加上负荷高峰期同时出现)确定容量，这样可大大节省投资成本。进行负荷分析时，需要考虑各种装置的不同容量来满足负荷评估需要。

表7 风速敏感性分析结果

Tab. 7 Sensitivity analysis result of wind speed

风速/(m/s)

容量选择/kW

光伏

风机

微型燃气轮机

光伏

发电量/(kW?h /a) 风机

微型燃气轮机

蓄电池/个

总现值/元

天然气/m3

4 5 6 7

2 0 2 0

2 2 1 1

5 1 1 0

2 758 0 2 758 0

22 787 43 552 31 852 39 779

7 380 1 028 1 177 0

100 120 100 100

3 395 191 3 007 752 2 836 392 2 705 398

67 043 65 481 65 515 65 227

第36卷 第1期 电 网 技 术 83

总成本降低，更为经济。由于光伏、风机等能源具有间歇性特点，输出功率不稳定，所以需要有储能装置来提高系统运行稳定性。 4.2 天然气价格敏感性分析

本算例中微型燃气轮机和提供热负荷的锅炉的燃料均为天然气，所以天然气价格对优化配置结果也有很大影响。选取天然气价格为2.6、3.2更多内容请访问久久建筑网
5、3.9、

为清洁能源，排污处罚标准对现值的影响不大，充分说明了大力推广可再生能源发电是规避燃料价格波动风险、实现电网长远战略规划和实行节能减排政策的重要手段。 4.4 综合敏感性分析

上文给出了固定其他变量只有1个变量进行变化的敏感性分析结果，而实际中通常需要综合考虑各个变量对总现值的影响。综合考虑各个变量后的敏感性分析结果如图4所示。

天然气价格/(元/m3)

0.8

740.646

674.599

647.332

627.127

4.5更多内容请访问久久建筑网
5、5.2元/m进行敏感性分析，风速为5 m/s，对CO2、NOx的排放处罚标准分别为9.7更多内容请访问久久建筑网
5、1 950 元/t。敏感性分析结果如表8所示。

表8 天然气价格敏感性分析

Tab. 8 Sensitivity analysis result of gas price

天然气

3

3

光伏 风机 燃气轮机容量/kW

0.7

价格/(元/m) 容量/kW 容量/kW

总现值/元 天然气/m

3

668.964604.970

577.704

557.499

2.6 3.25 3.9 4.55 5.2

0 0 0 1 1

2 2 2 2 2

1 1 1 0 0

2 553 408 3 007 752 3 465 248 3 919 130 4 371 718

65 481 65 481 65 476 65 227 65 227

0.6

596.401535.207

508.075

487.870

0.5

524.834

464.824394.9245.0

438.447 368.534

418.242348.613

7.0

由表8可知，随着天然气价格的上升，总现值也不断增加。天然气价格达到4.55元/m3时，光伏/风力发电机/蓄电池的组合发电方式是最经济的，此时微型燃气轮机的出力变为0，其电量由风力发电和光伏发电填补。天然气价格不断上升使光伏发电发挥了优势。

4.3 排污处罚标准敏感性分析

对于燃料电池和微型燃气轮机来说，CO2是主要排放物，也是重要的温室气体，NOx排放量虽然较小，但对环境也造成了不可忽视的影响，所以本文针对CO2和NOx的处罚标准进行敏感性分析。表

453.267

0.44.0

风速/(m/s)

6.0

风机/蓄电池；风机/光伏/蓄电池；

风机/微型燃气轮机/蓄电池；风机/光伏/微型燃气轮机/蓄电池；

除横、纵坐标数据外，其他数据均为相应类型系统的总现值，单位为元。

图4 综合敏感性分析结果

Fig. 4 Comprehensive sensitivity analysis result

由图4可知，风速比较低或者风速较高、天然气价格较高时，最优系统组合为风机/光伏/微型燃气轮机/蓄电池；当风速上升到一定数值以后，最优系统类型组合为风机/蓄电池，较高的光伏安装成本使得光伏在优化系统中并不占很大的优势。光伏发电安全可靠、无噪音、低污染、无需消耗燃料，因此降低光伏发电的安装成本以使分布式发电更为经济是亟待解决的问题。

9给出了不同处罚标准下的总现值，此时风速为 5m/s，天然气价格为3.25元/m。

由表9可知，由于本文仿真系统中DG大多数

表9 排放处罚标准敏感性分析

Tab. 9 Sensitivity analysis result of levy standard for

main pollutant emission

CO2处罚标准/(元/t)

9.75

NOx处罚标准/(元/t)

1 950 2 600 32 500 1 950

13.00

bbs.99jianzhu.com内容：建筑图纸、PDF/word 流程，表格，案例，最新,施工方案、工程书籍、建筑论文、合同表格、标准规范、CAD图纸等内容。