基于概率潮流的主动配电网储能配置与控制设计

分布式电源的高间歇性使电网承受较大的功率波动,而结合储能技术的主动配电网能充分发挥分布式电源与主动负荷间协调效益,对分布式电源的稳定运行起到重要作用。本文基于Monte Carlo概率理论研究分布式电源接入后的概率潮流,通过概率统计方法来处理系统随机运行状态,并据此对储能系统进行最优容量配置。以电池储能系统为例,根据其出力特征与约束条件,设计一套含多种状态模式的控制策略。在DIg SILENT Power Factory中验证该配置与控制方案能有效抑制逆向潮流、提高电压质量和降低网损,并实现削峰填谷。     

考虑分布式电源灵活接入下的配电网风险评估

随着大量分布电源接入配电网,其出力的随机性和波动性给配电网稳定运行带来不可避免的影响。基于风电、光伏等分布式电源出力的概率分布模型和半不变量法概率潮流算法,考虑分布式电源间出力的相关性,进行分布式电源灵活接入下的配电网节点电压和线路潮流分布特性分析,并提出系统综合越限风险指标,实现了配电网运行风险评估。应用IEEE 34节点系统,考虑风电、光伏2种分布式电源的接入位置、容量和安装比例等灵活性,验证了所提方法的有效性。     

分布式光伏系统无功控制策略研究

分布式光伏系统运行状况受环境因素影响,光照强度、温度等外部因素具有波动性和间歇性等特点,使得系统出力具有相同特性。分布式光伏并网规模越来越大,其对电网的影响愈加明显, 由于无功不足,电网电压越限问题已成为最主要的问题之一,制约分布式光伏并网规模扩大。提高分布式光伏发电的接纳容量亟需研究分布式光伏并网系统电压越限的控制方法,因此,研究了德国电气工程师协会提出的4种无功功率控制策略,对4种无功控制策略的控制能力进行分析。     

计及DG出力相关性的孤岛微电网蒙特卡洛法概率潮流

孤岛微电网缺乏主网的支撑,分布式电源(distributed generator,DG)出力的随机性以及负荷的波动性都将对系统频率及电压造成影响。为准确分析孤岛模式下微电网的运行状态,提出一种计及DG出力相关性的孤岛微电网概率潮流计算方法。首先简化孤岛微电网节点分类,将潮流方程表达成统一形式;其次,在考虑DG出力的相关性下运用蒙特卡洛法进行抽样计算,从而获得概率潮流结果;最终以Benchmark 0.4 kV低压微电网系统作为算例,验证了文中方法的有效性。     

新能源配电网多类型有功无功电源容量协同优化

间歇性分布式电源(distributed generation,DG)接入电网后对线路潮流、节点电压等的影响与其接入位置和容量密切相关。考虑间歇性分布式电源出力的随机性和间歇性,同一配电区域光照、风速和负荷变化具有一定的相关性及受季节变化的影响,为此,采用可处理输入随机变量相关性的基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛概率潮流计算方法(correlation Latin hypercube sampling Monte Carlo simulation,CLMCS)计算含间歇性分布式电源的配电网潮流,以分布式电源和无功补偿装置的年运行收益为上层规划目标函数,以电压改善年收益和降损年收益为下层规划目标函数,建立嵌入机会约束规划的二层规划分布式电源和无功补偿装置容量协同优化配置模型。采用两层嵌套的自适应人工鱼群算法对本文协同优化配置问题进行求解。最后通过IEEE33节点配电系统算例分析,验证了本文模型和算法的有效性。     

基于两点估计法的有源配电网概率潮流计算方法研究

高渗透率分布式电源接入是未来配电网的发展趋势,传统确定性潮流计算方法无法计及分布式电源给配电网潮流造成的波动性和随机性。为解决该问题,提出了基于两点估计法的有源配电网概率潮流计算方法。基于概率统计理论,建立配电网分布式电源的概率模型,在前推回代法的基础上,采用两点估计法进行含分布式电源配电网的概率潮流计算,可靠计入了分布式电源和用电负荷波动对潮流计算的影响。在IEEE33节点系统中的仿真结果表明,两点估计法能利用较少的估计点获得与蒙特卡罗法相同精度的结果,且具有求解速度快的优点。     

计及不确定性的分布式光伏接入配电网极限容量评估

针对分布式光伏大量并网导致的配电网电压越限风险增加的问题,分析了不同天气类型下光伏出力特性,提出了基于光伏出力波动特性的广义天气类型聚类划分方法和基于净空理论的光伏出力时间序列模型构建方法。所构建的模型能反映实际光伏出力的时序性和波动性,建立了基于各时段节点电压越限概率与严重度函数的系统电压越限风险评估指标,据此提出采用混合逼近法求解配电网中分布式光伏的极限接入容量。最后,以典型IEEE33节点配电系统和南方电网某地区实际线路为例,分析了不同负荷特性、负荷水平和线路类型下的系统电压越限风险,从这三方面分别对分布式光伏接入配电网的极限容量进行评估。     

考虑分布式电源相关性的配电网概率潮流计算

为探究分布式电源出力的相关性对交流配网的影响,提出一种考虑分布式电源出力相关性的配电网概率潮流计算方法.首先,采用Copula函数描述分布式电源出力的相关性,建立联合分布函数;其次,通过Rosenb?latt逆变换将分布式电源的出力进行独立化变换,使之相互独立,并采用半不变量法结合Cornish-Fisher级数展开计算概率潮流,求得节点电压、支路潮流的概率分布;最后,以34节点系统为研究对象,对所提方法进行仿真分析.仿真结果验证了该方法用于配电网概率潮流计算的有效性和正确性.     

基于配电网静态电压质量机会性约束的可再生能源分布式发电容量规划

从配电网自身参数角度分析分布式电源并网后带来的电压越限问题,研究配电网静态电压随分布式电源功率注入的变化趋势。提出一套系统性地考虑分布式电源出力随机性和相关性以及配电网静态电压质量机会性约束的分布式电源接入容量规划方法。较之现有分布式电源规划方法,所提方法在可接受的计算强度下更加专注于提高处理分布式电源出力随机性和相关性的准确性,保证了规划结果的可靠性。所提方法使用差分进化算法对拉丁超立方采样所生成的分布式电源出力的原始采样序列进行重排序,从而满足电源出力相关性的要求;利用概率潮流的方法将分布式电源的随机出力映射为节点电压的概率分布以满足规划过程中电压质量的机会约束。采用差分进化算法对规划模型进行求解。IEEE 33节点配电网中的应用验证了所提方法的有效性及实用性。     

基于GPU加速的新能源主配网概率随机模糊潮流计算方法

大量分布式电源（DG）和电动汽车（EV）接入配电网,增加了主配网间的电能交互,传统的主配网相互独立的潮流计算方法不再适用。考虑DG和EV的充放电功率的随机模糊性,提出基于GPU加速的新能源主配网概率随机模糊潮流计算方法。该方法首先采用改进的随机模糊模拟抽样法（SFSLHS）进行抽取分布式电源出力和电动汽车的充电功率,其次利用主从分裂法将主配网概率随机模糊潮流计算问题分解为主网概率随机模糊潮流计算子问题、配网概率随机模糊潮流计算子问题和边界节点状态变量匹配子问题,并采用基于GPU加速的牛顿-拉夫逊法对主网概率随机模糊潮流子问题进行求解。采用前推回代法对配电网概率随机模糊潮流计算进行求解,最后通过边界节点的电压以及主配网间交互功率来实现考虑分布式电源和电动汽车随机模糊性的主配网概率随机模糊潮流计算,并以IEEE-33系统为算例进行计算分析,验证了所提模型和算法的有效性。     

基于综合概率模型与深度学习的智能电网功率-电压映射方法

随着新能源及分布式发电渗透率的增加,其间歇性强、波动性大等特性对电网电压波动造成较大影响,如何更加快速地计算包含复杂分布式电源接入的电力系统稳态电压具有重要意义.通过对大量风机、光伏真实出力数据采样,在传统概率模型的基础上改进生成综合概率模型,并通过马尔科夫转移概率矩阵修正因时空特性产生的概率分布偏差.然后,以中国南方...     

含高比例分布式光伏的配电网多目标概率规划方法

针对分布式光伏出力不确定性造成的配电网规划成本增加、运行稳定性降低问题,文章提出了一种含高比例分布式光伏的配电网多目标概率规划方法。通过K-means聚类对光伏出力数据进行场景削减,得到典型场景集及其概率模型,基于蒙特卡洛概率潮流生成不确定性场景,模拟分布式光伏实际运行情况。基于所得不确定性场景,建立双层概率规划模型：上层以投资建设成本最小和光伏渗透率最大为目标,对分布式光伏及储能进行选址定容,下层考虑分布式光伏出力的不确定性,以概率潮流下的运维成本、网损成本、购电成本和电压偏差指数最小为目标,对分布式光伏出力以及储能各时段充放电功率进行优化。采用改进的粒子群(particle swarm optimization, PSO)算法对概率规划模型进行求解。采用安徽某地光伏出力作为典型数据,以IEEE 33节点系统为算例开展多场景算例分析,结果表明：与传统规划方法对比,所提方法能够提升光伏渗透率和配电网运行稳定性,并降低综合成本。     

基于2层规划的间歇性分布式电源及无功补偿综合优化配置

目前分布式风电(distributed wind generation, DWG)、光伏电池(photovoltaic, PV)等间歇性分布式电源(distributed generation, DG)优化配置对象单一而难以全面反映间歇性DG优化配置的综合效益,且不宜采用确定性的变量和约束来处理间歇性DG出力不确定性和波动性的问题,针对此状况,采用机会约束规划方法,基于随机潮流计算结果,建立2层优化配置模型,对间歇性DG和补偿电容进行综合优化配置,并选择带精英策略的遗传算法进行优化求解。算例结果表明,补偿电容的优化投切效益会影响间歇性DG和补偿电容的优化配置,而补偿电容的配置容量及其最大日允许投切次数、间歇性DG出力和负荷功率期望值的季节性变化对补偿电容的优化投切效益均有显著的影响。2层优化配置的最优方案在兼顾间歇性 DG 和补偿电容的规划经济效益与补偿电容优化投切效益的同时,还可利用补偿电容进一步改善系统的电压质量,从而获得经济效益与电压质量的综合最优,算例分析结果验证了该模型的有效性和合理性。     

大规模分布式光伏接入的配网风险评估及应对措施研究

分布式光伏出力存在较强间歇性、波动性和不确定性,当其大规模并网时将对电网潮流分布及电压分布产生较大影响,引起配电网运行风险。本文开展了大规模光伏发电接入配电网的风险评估方法及预控措施研究。以节点电压越限和线路潮流越限为风险评估指标,建立了配电网运行风险评估模型,给出了配网风险评估的具体实现步骤,提出针对性的风险应对措施。给出了本文所提风险评估方法的算例,并通过仿真结果验证了风险应对措施的有效性。     

基于概率潮流法的含分布式光伏的配电网电压状态评估

为克服高渗透分布式电源接入所导致的传统配电网运行状态评估方法存在盲区的困难,对计及分布式电源随机特性的配电网电压质量的状态定量评估方法进行研究。首先引入一种半不变量结合Gram-Charlier级数展开的概率潮流计算方法,并建立含系统电压平均越限概率、节点电压置信区间和节点电压最大越限概率指标的评估体系。然后以分布式光伏为代表,构建了其有功出力服从Beta分布的概率模型,并定义一种改进的计及光伏波动特性的光伏渗透率指标,由此定量评估不同光伏渗透率对配电网电压质量的影响。最后验证该算法用于配电网电压质量状态评估的可行性。     

独立运行直流微网协调控制策略

针对光伏发电系统的随机性、间歇性、波动性以及独立运行对负荷投切敏感等技术问题,分析了光伏发电的基本原理、建立了相关数学模型、推导了光伏发电系统出力波动与直流母线电压的解析关系.在充分考虑功率型及能量型两类储能特性的基础上,提出了采用超级电容、蓄电池混合储能平抑负荷功率波动的技术方案,应用改进下垂控制理论与电压前馈校正算...     

考虑电动汽车充电负荷的配电系统场景概率潮流分析

提出了一种同时考虑分布式光伏出力和电动汽车充电负荷随机特性的配电系统场景概率潮流分析方法。首先,在考虑车主交通行为与充电模式随机特性的基础上,采用蒙特卡洛模法对充电站典型日内的充电负荷进行模拟,给出充电负荷曲线集。接着,采用K-means聚类分别对充电负荷曲线集和光伏历史出力曲线集进行聚类,给出充电负荷和光伏出力的概率场景集,并以此为基础构建潮流分析场景集。最后,采用前推回代法进行所有场景下的配电系统潮流分析。按场景概率对潮流结果进行汇总,给出概率潮流分析结果。基于IEEE 33节点配电系统的仿真计算验证了所提模型及方法的有效性。     

计及分布式发电的配电系统随机潮流计算

近年来,分布式发电技术大量引入。诸如风力发电和太阳能发电这些依赖于自然条件的发电方式会出现出力随机波动的情况,而因此造成的系统电压越限等问题日益显著。基于此,文中重点研究了分布式发电中的风力发电和太阳能发电的随机出力对配电系统电压质量的影响,建立了风力发电和太阳能发电的随机分析模型,将此模型引入到接有分布式发电的IEEE 34配电系统中进行随机潮流计算,得到了节点电压概率密度曲线及系统年期望电压越限小时数。文中还将风力-太阳能混合发电系统与单独风力发电系统进行比较,得到了前者更有利于提高系统电压质量的结论。     

基于2n+1点估计法的含分布式电源配电网的 电压质量概率评估

为准确评估分布式电源及负荷功率的随机特性对配电网电压质量的影响,在已有的点估计法的基础上,提出一种2n+1点估计法,求解分布式电源配电网概率潮流。该方法考虑了风速,光照强度以及负荷随机特性对配电网的影响,通过得到电压概率统计值,然后结合半不变量理论与GramCharlier级数展开得到相应的概率密度函数以及含分布式电源节点的电压越限概率,对含分布式电源的配电网电压质量进行概率评估。以含有分布式电源的IEEE-30节点系统作为算例,通过2n+1点估计法进行概率潮流计算,分析了分布式电源接入前后对系统节点电压的影响。     

计及分布式发电的配电系统随机潮流计算

近年来,分布式发电技术大量引入.诸如风力发电和太阳能发电这些依赖于自然条件的发电方式会出现出力随机波动的情况,而因此造成的系统电压越限等问题日益显著.基于此,文中重点研究了分布式发电中的风力发电和太阳能发电的随机出力对配电系统电压质量的影响,建立了风力发电和太阳能发电的随机分析模型,将此模型引入到接有分布式发电的IEEE 34配电系统中进行随机潮流计算,得到了节点电压概率密度曲线及系统年期望电压越限小时数.文中还将风力-太阳能混合发电系统与单独风力发电系统进行比较,得到了前者更有利于提高系统电压质量的结论.