欧洲配电网智能化发展的驱动力和需求分析

欧洲配电网与我国配电网处于不同的发展阶段,其智能化发展与我国配电网的智能化发展也有很大不同。研究欧洲配电网智能化发展的驱动力和需求,有利于了解其配电网智能化发展的技术现状和方向。     

计及多种分布式能源运行的配电网双层优化规划方法

在配电网分布式可再生能源(Renewable Distributed Generation, RDG)优化规划问题上,考虑可控分布式电源和可中断负荷的调度运行情况,建立RDG双层优化模型。上层模型以配电网系统电压偏移最小、网络损耗最小为目标,求解RDG接入配电网的最优位置和容量。下层模型以配电网发电综合运行成本最小为目标,求解各时段可控分布式电源和可中断负荷最优出力安排。利用场景分析方法处理多种分布式可再生能源优化中的不确定因素。为减少模型计算量,采用K-means聚类算法获取典型场景。最后,采用改进的自适应遗传算法求解,以IEEE-33节点网络系统为例对所提模型与方法的有效性进行验证。仿真结果表明,该方法能够有效提高RDG优化方案在系统实际运行中的适用性。     

能源互联网环境下交直流混合配电系统关键技术

交直流混合配电系统具备供电可靠性高、电能质量优质、运行控制高效、分布式电源及多元负荷灵活接入等特性,成为以电为核心的能源互联网的物理基础。在介绍交直流混合配电网在能源互联网中的主要应用特点基础上,分析了直流配电技术典型应用场景及其主要技术特点。结合目前交直流混合配电网的研究现状及能源互联网发展要求,从规划设计、关键设备、保护策略和运行控制等方面提出交直流混合配电网系统的技术需求及重点研究方向。相关研究成果对于构建交直流混合配电网发展技术框架具有重要意义。     

基于边缘计算的主动配电网信息物理系统

主动配电网支撑着分布式能源、储能设施和主动负荷的广泛接入,实现了能量流和信息流的高度融合控制,也是信息物理高度融合的智能化基础设施。CPS是主动配电网智能化的发展方向,该文结合主动配电网源—荷互联互通、泛在感知与智能控制的需求,分析了边缘计算技术与主动配电网和CPS的相似之处和融合方式;参考PTN网络的PE-P-CE结构,提出基于边缘计算的主动配电网的PTN物理架构模型;进一步构建了基于边缘计算的分层自治协同的主动配电网CPS管控模型。围绕边缘计算的敏捷联接、业务实时性、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等的关键需求,提出了基于边缘计算CROSS指标管控模型评价体系。     

柔性多状态开关应用场景分析

随着配电网负荷、分布式能源及电动汽车的快速增长,传统的配电网结构与调控方式面临巨大挑战,馈线功率失衡、变压器重过载、城市输配电增容困难等问题日益突出.配电网柔性多状态开关技术为解决上述问题带来了可能.文中以配电网区域柔性互联典型应用场景为切入点,分析了柔性多状态开关适用的不同应用场景,研究了不同应用场景下柔性多状态开关的应用背景和优势,并对典型应用场景下功能需求、技术支撑情况、示范应用以及研究难点进行了分析,给出了不同应用场景面临的关键问题和挑战,并展望了柔性多状态开关未来的研究方向.     

面向配电网设备利用率提升的分布式储能优化配置

随着配电网中负荷峰谷波动特性加剧以及分布式电源的渗透率加大,分布式储能势必成为配电网构建“供储销”新形态,提升存量变配电设备利用率和分布式可再生能源消纳能力是一种可行的技术方案选择。针对配电网时段性、局部性设备重过载负荷平衡需求,提出基于线路和变电设备两阶段潮流灵敏度搜索的分布式储能选址定容优化模型,以储能总投资最小为优化目标,考虑配电网潮流约束及储能运行约束,采用遗传算法优化求解分布式储能配置策略。算例分析表明,结合配电网发用电负荷分布特性、配变电能力,优化规划分布式储能,可发挥分布式储能对传统配电网投资的替代效应,提升配电网资产整体利用率。     

含微型同步相量测量的智能配电网信息集成方法

随着分布式电源、柔性负荷、电动汽车的大量接入,配电网呈现出潮流双向化、源荷智能化、网络电力电子化等新特征,为提高智能配电网的可观测性,微型同步相量测量装置等新技术产品得到逐步推广和使用,为智能配电网状态监测和运行控制提供了新方法和新手段。针对大规模分布式电源、柔性负荷、电动汽车接入智能配电网实际情况以及微型同步相量测量信息与已有SCADA数据集成应用需求,提出了多源端系统数据信息集成思路和方法,构建了基于海量数据总线和高速数据总线的硬件架构和软件架构方案,通过采用主动分布式内存库、高速数据总线等技术将微型同步相量量测高密度实时数据与已有自动化、信息化系统实现信息集成和融合共享,为智能配电网高频运行状态估计、小电流故障诊断与定位、动态特性优化协调控制等高级应用提供数据信息支撑。     

考虑场景联合概率的主动配电网运行重构策略

分布式能源的大规模接入与电动汽车的普及使主动配电网的潮流波动更加剧烈。并且随着智能电网中技术的发展,配电网动态重构的频率将会进一步提升。以减少网络损耗、优化网络潮流为目的,提出一种主动配电网运行重构策略。对配电网重构模型与各元素建模分析,考虑时空分布的EV负荷与计及出力波动的风电、光伏电源;采用多场景模拟技术针对EV负荷与DG出力预测的不确定性进行若干离散联合概率场景的分解;为了使原始非凸非线性问题能够求解,采用二阶锥松弛技术对其进行优化,将问题转化为混合整数二阶锥规划(MISOCP)问题。算例结果证实了所提模型的有效性、鲁棒性与准确性。     

含智能负荷和分布式能源接入的配电网调度研究

在配电网调度中引入智能负荷,有助于充分利用新能源发电和减少调度备用机组。归纳分布式能源发电和负荷特点,介绍了智能负荷及其在配电网调度中的应用。针对新能源分布式特点,在含分布式能源接入的配电网调度中采用多智能体系统。多智能体系统所具有的协调性可以取得良好的配电网调度效果,而且单个智能体也可以利用自身的自主性和学习经验参与配电网调度。设计了基于多智能体技术的配电网调度控制系统和实现流程。采用含分布式能源接入的配电网算例,验证智能负荷在配电网调度中的有效性。     

基于主动配电网多时间尺度协调优化调度方法

针对风光出力的不确定性,在日前、日内、实时多个时间尺度下,通过对需求侧可中断负荷和分布式电源的灵活调度,提出了一种适用于各典型运行优化场景的多时间尺度、多优化目标的多阶段协调优化策略.经过仿真验证,所提的主动配电网多时间尺度优化调度方法能有效平抑可再生能源出力不确定性对配电网的影响,缓解分布式电源对配电网带来的电压越限、线路过载等问题.     

No.3消纳高占比可再生能源的智能配电网规划关键技术

智能配电网规划就是应用各种智能化技术来保证配电网经济、高效、安全、可靠地运行并消纳高占比的可再生能源,以此延缓对传统一次设备的扩容需求。文章基于第23届国际供电会议(CIRED 2015)规划分会(Session 5)(简称CIRED2015-S5)中的相关文献,首先介绍了消纳高占比可再生能源的主要智能配电网规划技术,包括动态调整分布式电源(DG)接入容量、动态削减DG发电出力、动态评估需求侧响应容量价值、基于高级量测系统(AMI)的智能配电网规划,以及配电网络与通信网络协同仿真等;其次给出了智能配电网规划的投资策略案例;最后介绍了新型配电网规划和仿真工具及其研发的必要性,以期为中国智能配电网的规划与发展提供参考与借鉴。     

计及可再生能源与负荷高维时序相关性的主动配电网扩展规划

分布式可再生能源与负荷的相关性对配电网规划结果有着至关重要的影响。首先,以截断的R-Vine Copula模型为基础,建立多种负荷与分布式风、光发电的高维时序联合概率分布模型;然后,提出了一种两阶段随机配电网扩展规划模型和相对应的机会约束规划模型。在该两阶段模型中,第1阶段为配电网投资决策模型,以配电网总成本最低为目标确定合适的馈线、变电站和电容器的拓展和升级方案;第2阶段为多场景下的配电网运行模型,该阶段以网损和配电网维护成本最低为目标,以配电网安全运行为边界条件确定最优的运行方案。负荷和分布式电源的相关性和随机性由场景及其实现的概率引入模型中。考虑到基于场景的随机优化模型和机会约束模型的求解较为困难,提出了一种新的双线性Benders分解算法,能够有效地求解含有大量二阶锥潮流方程的随机优化模型。最后,以中国南通市某38节点配电网为例,验证了所提模型和算法。     

智能化配电网管理系统通信模式的研究

为适应＂数字信息时代＂的步伐,智能化配电网将成为今后的发展方向,而智能化配电网的核心之一就是各种信息的可靠准确传输,因此,采用何种技术和方案构建高效率、高质量、高可靠的通信网络承载智能化配电网各种业务信息,已成为急需研究的问题。文章通过对智能化配电网的基本结构和通信需求的分析,结合智能化配电网各种新业务对通信网提出的新要求,阐述了配电网通信系统规划的原则和步骤,论证了各种最新通信技术和通信装备在智能化配电网通信系统中应用的可行性和经济性,提出了配电网通信网络应采用层次化的组网结构,充分利用现有通信资源,积极采用最新通信技术和最新通信装备,为配电网各项业务提供安全性保障和高质量服务。     

主动配电网保护控制的设计与研究

主动配电网是智能配电网发展的高级技术阶段,是具备组合控制各种分布式电源、储能、可控负荷以及具备需求侧响应能力的配电网络。该文对主动配电网的构成进行了简要介绍,探讨了主动配电网自身的特点及其对保护控制系统的要求,在此基础上提出了面向主动配电网的控制保护系统的整体架构,并对主动配电网保护控制中的关键技术即运行控制技术、并网点与配电网相结合的保护技术以及直流配电网保护技术进行了阐述。     

一种考虑极限场景的配电网鲁棒扩展规划方法

近年来,以风电、光伏为代表的分布式能源发展迅速,然而其出力的不确定性可能会导致出力严重偏离预测值,出现极端恶劣的场景,从而给配电网规划工作与可靠、稳定运行带来挑战。在上述背景下,文章以适应分布式能源以及负荷的不确定性为目标,以分布式电源的接入位置、安装数量以及新建线路为投资决策内容,提出了一种考虑极限场景的配电网鲁棒扩展规划方法。首先建立了配电网双层规划模型,通过大M 法和二阶锥松弛将非线性模型转化为混合整数线性模型;其次,采用极限场景法处理随机变量,建立了基于极限场景法的配电网两阶段鲁棒规划模型;然后,采用了基于极限场景法的列和约束生成（column and constraint generation,C&CG）算法进行求解;最后,仿真算例表明,文章采用的鲁棒规划方法可以增强配电网在极端情况下的普遍适应能力,提高了配电网的可靠性和经济性。     

基于大数据平台的配电网负荷预测关键技术

大规模配电网负荷预测需重点关注预测准确率及计算效率,由于规模大、关联因素复杂,采用传统集中式或简单分布式平台环境难以满足应用要求。提出了基于大数据平台的解决方案,方案结合大规模配电网负荷预测应用场景特点,提出了数据存储、数据预处理、特性分析、预测算法等关键环节的技术路线。应用多元化分布式存储方式,实现了多类型数据的分类存储;应用机器学习技术,实现了数据预处理、负荷特性分析等;应用Spark流计算技术,实现了基于滑动窗口操作的滚动短期预测和基于无状态操作的中长期预测。在某省的实际应用结果证明了解决方案在预测准确率和计算效率提升方面效果明显。     

V2G模式下基于电动汽车分群方法的配电网多目标优化运行策略

为减小电动汽车无序入网与分布式能源的波动性给配电网带来的影响,提出了一种V2G(vehicle to grid)模式下基于电动汽车分群方法的配电网运行策略。在系统宏观与具体网络拓扑结构2个层面,依据车主费用、配电网负荷均方差与网损搭建了内外嵌套模型,基于电动汽车充放电与分布式能源配合,对源网荷三方协调优化,得到配电网的最优运行工况。基于开始充电时刻和车主期望电量充电所需时间2个特征值的电动汽车分群方法,在减少变量维度的同时,也考虑到了车主的出行需求。采用GA-PSO(genetic and particle swarm optimization algorithm)算法在4种场景下的算例仿真表明,该策略在保障电动汽车车主利益的同时,可有效降低配电网负荷水平、平抑负荷波动、减小峰谷差、改善电压水平以及减小网损。     

考虑源荷不确定性的直流配电网模糊随机日前优化调度

针对直流配电网中分布式可再生能源出力及典型直流类负荷的不确定性,提出了综合考虑负荷自弹性系数以及电价型需求响应的不确定性负荷模型;在考虑可再生能源随机性的基础上,通过签订日前充电合同将电动汽车这类高可调度单元转换为确定性负荷;以直流配电网与上级电网联络线功率最平滑及日前调度成本最小为优化目标,建立了模糊随机日前优化调度模型,并采用熵权法确定两者权重进行求解.以某直流配电网为例,针对不同场景、不同光伏出力、不同置信水平以及不同的电动汽车合同签订率,验证了优化调度模型的有效性、优越性.     

艾默生网络能源:持续创新,做高可靠供配电领域的领跑者——访艾默生网络能源大中华区销售及服务副总裁刘志峰先生

正随着国民经济的持续、快速发展,以及各种高新技术尤其是信息技术和新设备的广泛应用,各行业用户针对高可靠供配电系统的应用需求也极大提升。同时在需求的推动下,高可靠供配电的技术水平大大提高,开始进入到全新的智能化发展阶段。艾默生网络能源基于对各领域重要用户供配电应用需求的深入理解,以其创新技术打造的智能化供配电产品和解决方案,凭借出色的     

智能配电网研究现状及发展展望

智能配电网是未来智能电网建设的重点,将会对电力系统运行保护控制产生深刻影响。智能化后的配电网中不但有各种智能电气设备,而且允许分布式电源和微网广泛接入,这进一步提升了对电网的供配电智能化要求。本文介绍了近年来智能配电网发展过程中的主要研究重点,以自愈为研究的最终目标,阐述了了分布式与可再生能源接入、供配电与需求侧管理、自愈控制等方面的内容,同时指出了智能配电网中尚未解决和下一步可能的研究方向。