有源配电网的综合供电恢复及改进遗传算法

随着分布式电源在配电网中渗透率的提高,利用DG的孤岛运行能力为故障后配电网中非故障区域的停电负荷恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。在考虑功率平衡、DG孤岛个数和配电网内联络开关的影响因素下,对有源配电网的恢复供电进行了研究。通过将备用联络线路等值为DG,在恢复决策过程中同时考虑DG与联络开关,提高了整体方案的优越性。在利用DG对负荷恢复供电的过程中,充分考虑了DG的类型及控制特性,通过将DG分为主电源和从电源,研究了主从控制模式下孤岛供电的恢复方案。在孤岛划分过程中,采用改进遗传算法进行了求解,结合有源配电网的网络结构以及故障后孤岛的主从控制模式,提出了染色体编码时的两大约束条件以及基因组与基因子块的概念,染色体间的交叉和变异操作全部基于基因组进行操作,有效避免了无效解的产生。最后对一包含3条馈线、7台DG的配电网进行了仿真研究,验证了所提方法的有效性。     

基于分层分区的含DG配网故障恢复策略

为实现计及DG随机性出力的主动配电网分层分区故障恢复,建立了基于DG时段出力模型的主动配电网故障孤岛划分策略,并建立了主动配电网故障两阶段恢复模型,第一阶段综合考虑负荷的波动性和DG出力的随机性,建立考虑负荷恢复价值最优的主动配电网区域恢复方案;第二阶段利用可中断负荷建立配电网开关操作次数最优的全局优化模型,实现主动配电网故障后的故障恢复,既保证重要负荷的优化恢复,又延长了开关寿命,提高了经济性。采用改进的IEEE69节点系统进行仿真验证,验证了文中方案的有效性。     

基于混合整数二阶锥规划的恢复供电策略

由于分布式电源和储能装置的接入,有源配电网经故障隔离后供电恢复优化问题的复杂性显著增高.针对有源配电网故障后的恢复控制问题,提出了利用联络线和孤岛划分恢复失电负荷的方案.建立多目标恢复控制的数学模型,详细描述模型中的潮流约束、分布式电源出力约束和安全稳定运行约束;利用二阶锥技术对潮流模型进行凸松弛,利用多权重法对多目标...     

含分布式电源的配电网灾后分阶段抢修策略

针对灾后配电网故障抢修需优先保证重要负荷供电的实际情况,建立了含分布式电源(DG)的配电网灾后多小队分阶段抢修策略的优化模型,DG通过形成微网、孤岛运行及时恢复部分负荷的供电。定义设备故障经济损失特征值,用以保证故障抢修的优先级,同时将联络开关当作虚拟故障,利用其倒闸操作以及应急发电车的临时供电配合小队抢修,提高抢修效率。采用改进的离散细菌群体趋药性算法(DBCC)优化,快速得到抢修方案。算例结果证明了所提抢修策略优化模型以及智能优化算法的有效性和正确性。     

计及充换放储一体化电站的主动配电网故障恢复

建立了电动汽车区间负荷模型和充换放储一体化电站(简称一体站)区间负荷紧急支撑模型,提出一体站区间负荷紧急支撑策略及其孤岛区间负荷供电范围划分策略。基于区间理论分析,以系统孤岛负荷、开关动作次数和网损分别作为不同层的优化目标,建立主动配电网故障恢复多层优化区间模型。提出混沌模拟退火帝国竞争算法对故障恢复区间模型进行优化,并提出基于仿射数的区间Dist-Flow法用于潮流计算。算例结果表明所提方法快速、有效。     

含智能软开关的配电网重要负荷恢复方法

针对含多个智能软开关(SOP)的有源配电网大面积停电场景下的重要负荷恢复问题,文中提出了两步式负荷恢复方法.首先,求解混合整数二阶锥规划(MISOCP)确定各时段最优恢复策略.然后,根据第2步所提出的恢复操作规则确定相邻时段间运行状态转化的开关操作次序和SOP的控制模式.其中,MISOCP以最大化加权负荷供电时间为目标,考虑了配电网、SOP与电源的运行约束等.恢复操作规则以尽可能快速优先恢复重要负荷供电为目标,根据第1步最优恢复策略与SOP在系统中的作用进行开关操作和SOP控制模式切换.算例测试采用改进的手拉手配电网进行对比验证,结果验证了所提两步式负荷恢复方法的有效性和优越性.     

主从控制模式下有源配电网供电恢复研究

有源配电网发生故障后,综合利用备用联络线路与内部DG的孤岛运行能力为故障后的停电负荷综合恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。针对此综合优化问题,提出了DG孤岛运行静态稳定裕度水平的概念,建立了有源配电网恢复供电的多目标数学模型,并通过将备用联络线路等值为DG的方式,有效简化了综合优化问题的复杂性。鉴于配电网的分布式结构及供电恢复决策的多阶段性,基于多代理技术构建了由协调层、决策层和设备层构成的多层分布式智能决策系统,并充分考虑了DG的类型及控制方式,基于孤岛的主从控制模式对恢复供电方案进行了优化计算。最后对包含3条馈线、7台DG的有源配电网的恢复供电进行了仿真计算,仿真结果表明所提模型与算法能够充分利用备用线路和各种DG资源,恢复方案切实可行。     

含柔性软开关的有源配电网故障恢复策略

随着智能配电网的发展,新型的电力电子装置柔性软开关(SOP)替代配电网中传统的联络开关(TC),可增加配电网运行控制的灵活性。分析了含SOP的有源配电网正常运行和故障情况下的SOP控制模式。对于配电网中部分失电区域由于严重故障致使无法通过联络开关连接到端电源的情况,文中将该失电区域称为失联侧子网,将其余可以通过联络开关与上级网络相连的区域称为联网侧子网,并据此提出了由SOP和分布式电源协同供电的故障恢复策略。该策略考虑了联网侧子网的转供能力,可为失联侧子网恢复运行提供相应的约束。通过设定SOP为Vf控制模式,以总失电负荷加权值最小、脱离主网分布式电源最少,以及网络损耗最小为目标函数,建立了含SOP的配电网故障恢复模型,优化变量为联络开关状态及SOP的出口电压,采用混沌蚁群联合优化算法进行求解。采用含SOP的单回IEEE 33节点系统、手拉手双回IEEE 33节点系统作为测试算例,从恢复策略和负荷波动适应性两个层面验证了所提故障恢复策略的有效性,仿真结果表明该恢复策略不仅能实现配电网失联侧最大恢复供电,还能保证配电网联网侧的正常运行。     

基于变异粒子群算法的主动配电网故障恢复策略

为提高主动配电网故障恢复的快速性和可靠性,提出一种基于变异粒子群算法的恢复策略.光储系统与负荷特性模型的构建是研究策略的基础,利用光储模型保证负荷可靠恢复,在构建负荷特性模型时考虑负荷时变性、需求时变性及负荷可控性的特点.在建立的光储系统与负荷特性模型基础上研究故障恢复策略,首先对配电网进行动态孤岛划分,利用光储系统对孤岛内负荷进行可靠恢复,保证用户侧需求度高的负荷优先恢复,然后以总失电负荷最少、网损最小及开关动作次数最少为综合目标函数,运用变异粒子群算法得到孤岛与主网配合的配电网综合恢复策略,提高了主动配电网可靠性.最后,采用IEEE 33节点系统进行算例分析,结果验证了模型与恢复策略的优越性.     

基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略

智能配电网的自愈控制对提高整个电力系统的供电可靠性至关重要。针对含分布式电源的配电网故障恢复问题,提出了基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略。首先,通过广度优先搜索的方法遍历停电区域内所有具有黑启动能力的分布式电源,形成孤岛供电。其次,对剩余失电区域采用启发式规则,以生成用于配电网故障恢复的候选方案集。最后,考虑故障恢复的目标,引入负荷容量裕度、负荷转移量、负荷恢复比例、开关操作次数和电压降落五个评价指标,分别计算候选方案的各评价指标。并使用改进的AHP方法和CRITIC方法对方案进行评估。同时引入综合权重并计算各方案与理想点之间的偏离度,确定最优故障恢复方案以恢复剩余失电区域供电。通过算例分析验证了所提方法在解决配电网故障恢复问题上的有效性。     

含分布式电源的复杂配电网故障恢复

考虑到实际配电网复杂多变及负荷等量测数据大量缺乏,建立基于等效负荷的配电网简化模型,减小了计算时间,并可以反映配电网的潮流分布。提出了一种针对含分布式电源的复杂配电网故障恢复方案,当配电网发生故障引起大面积停电时,首先在已知分布式电源容量的情况下确定各孤岛系统的最佳供电范围,转入孤岛运行模式以保证重要负荷的持续供电,然后依据启发式规则对剩余失电网络进行供电恢复并利用改进支路交换法对恢复后的网络进行重构优化,使得失电负荷和网损都尽可能少。算例表明,提出的方案能够有效地解决含分布式电源的配电网故障恢复问题。     

计及负荷分级与孤岛运行的配电网供电恢复策略

针对现有的配电网供电恢复策略都没有考虑重要负荷的优先恢复供电,以非故障失电区域的一级负荷的有功负荷作为制定划分孤岛范围与初始恢复方案的依据,通过判断分布式电源容量与可转供线路容量之间的关系,确定孤岛范围,达到孤岛范围内与孤岛范围外负荷的最大恢复。在确定孤岛范围之后,采用广度搜索算法计算供电邻接表,确定一级负荷的供电恢复策略,再使用匈牙利算法确定非故障区的二、三级负荷供电,避免重要负荷在故障恢复决策中误切除的可能,算例分析验证了算法的可行性。     

基于风光荷功率曲线的有源配电网动态孤岛划分方法

分布式电源大量融入配电网后,基于分布式电源孤岛运行成为配电网故障处理的一种重要方式,其中孤岛划分是实现分布式电源孤岛运行的关键。文中从孤岛控制方式以及多时间段有功平衡这两个角度对有源配电网孤岛划分问题进行了研究。介绍了孤岛控制方式研究情况,综合考虑了分布式电源出力间歇性和负荷需求波动性,建立了基于风光荷功率曲线的孤岛风险评估模型;提出了多时段动态孤岛划分方法,该方法实现了恢复负荷最大化,同时也考虑了孤岛内控制方式,为实现工程化奠定基础。对一典型含风光储配电网算例进行了仿真,仿真结果表明了所述动态孤岛划分方法的可行性和有效性。     

An active islanding detection scheme for inverter-based DG with frequency dependent ZIP–Exponential static load model

In this paper an analytical design method is proposed for constant voltage controlled inverter based DG with frequency dependent ZIP–Exponential static load model to obtain proper inverter output control and successful islanding detection. The proposed technique is aimed to eliminate the dependency of DG operation point on anti-islanding performance which is unavoidable in case of traditional control strategy. The generalized formulae are derived for calculating the upper and lower limits of the voltage gain, and it is recommended to select the voltage gain within the designed range for effective islanding detection. The proposed approach is tested in MATLAB/Simulink environment and result shows that the proposed scheme is found to be highly effective in islanding detection considering complex network configurations with single and multiple DG systems. The proposed control scheme is able to detect islanding within 10 ms (half cycle) from the event inception, showing the fastness of the developed technique. It is also observed that the percentage of voltage and current THD of the proposed scheme is within permissible limits, indicate that the power quality of the inverter is not degraded by the proposed control strategy, and thus overcomes the drawback of existing active anti-islanding techniques.     

柔性互联交流配电网的换流器并离网统一控制策略

提出一种并离网统一控制策略,在孤岛控制模式的基础上设计了主动功率调节功能,并网运行时按照有功-电压平方下垂的关系自动分配有功功率;离网运行时下垂功率控制自动切换成定交流电网频率和电压的孤岛模式。该方法适用于并网和离网2种不同的运行工况,并且省去了孤岛检测环节,大幅简化了控制系统结构。以四端柔性互联交流配电网系统为例,详细分析了并离网统一控制策略的参数设计方法,并建立电磁暂态仿真模型,针对并离网多种不同工况开展仿真。仿真结果表明,所提方法可以满足柔性互联系统的负荷均衡及转供的性能要求,同时也避免了并离网切换过程的过电流。     

基于自适应多种群遗传算法的多目标配电网故障恢复

包含分布式电源(distributed generation,DG)的配电系统,在发生大面积断电时,其供电恢复是一个多目标、多约束的复杂优化问题.文章考虑用户优先等级,基于负荷恢复量,手动开关和遥控开关的动作次数以及恢复供电后的网损,建立了包含DG的配电系统的多目标供电恢复模型,并提出一种改进的遗传算法来处理配电网故障...     

基于有向图的含分布式电源配电网孤岛划分模型

含分布式电源配电网的孤岛运行模式可以充分提高分布式电源利用率和配电系统供电可靠性。文中提出一种基于有向图模型的含分布式电源配电网的孤岛划分新模型。首先,提出一种基于有向图的配电网结构模型,该模型通过引入"虚拟节点"和"虚拟需求"建立了支路方向可变的配电网模型,从网络结构模型上保证了配电网孤岛运行区域的连通性和辐射状结构。然后,基于有向图模型,建立了考虑联络开关可操作性、负荷重要等级、负荷可控性以及分布式电源运行特性的孤岛划分模型,并将其转化成一个混合整数线性规划问题以便于求解。最后,采用PGE 69节点配电系统进行测试,验证了所提出的孤岛划分策略的有效性。     

Power quality enhancement in autonomous microgrid operation using Particle Swarm Optimization

This paper presents an optimal power control strategy for an autonomous microgrid operation based on a real-time self-tuning method. The purpose of this work is to improve the quality of power supply of the microgrid where some Distributed Generation (DG) units are connected to the grid. Voltage and frequency regulation, and power sharing are the main performance parameters which are considered in this work, particularly during the transition from grid-connected to islanding operation mode and also during load change. In this work, two typical DG units are connected in parallel to configure the microgrid. The controller scheme is composed of an inner current control loop and an outer power control loop based on a synchronous reference frame and the conventional PI regulators. The power controller employs two typical strategies: active–reactive power (PQ) control strategy and voltage–frequency (Vf) control strategy. Particle Swarm Optimization (PSO) is an intelligent searching algorithm that is applied for real-time self-tuning of the power control parameters. The proposed strategy in this paper is that both DG units adopt the Vf control mode once the microgrid is islanded in order to regulate the microgrid voltage and frequency, whereas during the load change, only the second DG unit invokes the PQ control mode to ensure maximum power exportation. The results show that the proposed controller offers an excellent response to satisfy the power quality requirements and proves the validity of the proposed strategy.