考虑源网荷储协调互动的配电网无功优化

无功电压控制是保障电网安全稳定运行的基础,高比例新能源发电是新型电力系统的主要特征,挖掘新能源发电、储能以及柔性负荷等柔性可控资源的无功电压潜力能有效保障新型电力系统安全稳定运行。文中提出了一种考虑源网荷储互动的配电网无功电压控制方法,从负荷需求侧响应出发基于市场实时电价信息以负荷转移成本和用户购电成本为基础实现价格驱动需求响应的负荷平移策略;利用储能系统协调新能源发电出力和负荷平移规则,构建综合考虑源网荷储互动的配电网无功优化模型。通过调节无功补偿设备、储能充放电策略协调新能源出力,在满足负荷需求侧响应需求的基础上达到系统无功电压的最优控制。通过改进的IEEE33节点系统仿真分析,实验结果表明通过源网荷储的充分互动能够有效提高系统无功电压调节能力,实现配电网安全、经济运行。     

考虑空调群虚拟储能的配电网电压无功协同控制研究

针对高渗透率分布式新能源接入低压配电网中引起局部节点电压偏高的问题,提出考虑空调群虚拟储能的配电网电压无功优化控制模型.首先基于楼宇蓄热特性对电热虚拟储能进行建模,该模型以配电网日运行成本、电压偏差最小为目标函数,采用多目标模糊规划模型,合理控制配电网中分布式能源、储能电池、静止无功补偿装置(static var generator,SVG)和上级电网的输出功率.最后以南方夏季系统运行场景为例,对控制系统进行仿真实验.通过IEEE 33节点系统仿真验证,结果表明:考虑虚拟储能的低压配电网系统在保证建筑内人体舒适度的同时对于维持电压稳定性具有良好的效果,并削减了储能电池充放电次数与深度,降低了配电网的日运行成本.     

考虑微电网参与的主动配电网分区 自动电压控制策略

由于可再生能源出力的间歇性与随机性给配电网电压控制带来了挑战,因此本文提出了一种考虑微电网参与的主动配电网(ADN)无功电压分区与控制策略。通过潮流计算,获得电压灵敏度矩阵,采用聚类算法构建分布式微电网在ADN中的控制空间,确定微电网主导的可控区域集合。在自动电压控制(AVC)系统的框架上,提出了考虑微电网参与电压柔性控制的AVC系统。通过该系统可合理调度微电网与传统无功补偿设备协调运行,并对ADN进行无功补偿,实现控制区域柔性且快速的自动电压控制,提升ADN电压质量。最后,通过IEEE33节点系统验证了所提策略的有效性。     

含柔性直流装置的主动配电网优化调度研究

随着分布式电源、储能和柔性负荷等新型元素的接入,含柔性直流装置的主动配电网(active distribution netw ork,ADN)成为未来配电网发展的重要方向。含柔性直流装置的主动配电网可实现潮流的灵活控制、区域间功率的相互支援以及更大范围内资源的优化配置等。该文针对含柔性直流装置的主动配电网,建立了考虑分布式电源就地充分消纳的"区域自治-全局协调优化"的分层优化调度架构。区域自治以区域调度费用最低为目标,采用分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)对区域内可控分布式电源、储能和柔性负荷等可控资源进行优化控制。全局协调优化在区域自治的基础上,以全网运行成本最低为优化目标,利用柔性直流装置灵活调节区域间功率,使分布式电源在更大范围内得到充分消纳。最后通过仿真验证了DMPC对区域内可控资源有功出力控制的高效性;多场景仿真结果表明,全局协调优化可通过柔性直流装置在更大范围实现区域间功率的相互支援,促进分布式电源的最大消纳,提高主动配电网运行的经济性与安全性。     

考虑光伏发电和储能系统调压能力的配电网储能容量优化配置

接入中低压配电网的高渗透分布式光伏发电易引起双向潮流现象,而现有无功补偿技术无法解决由此引起的配电网电压大范围波动问题。为此考虑到分布式光伏发电和储能系统的无功调节能力,研究通过协调控制储能系统和光伏发电输出的无功功率或有功功率实现配电网电压越限调节的方法,提出一种以配电网电压越限调节为目标的二层储能系统优化配置模型。内层优化模型以协调分布式光伏发电和储能系统的输出功率为前提,旨在消除电压越限;外层优化模型以全年电压越限分布最优为前提,旨在实现储能容量的最小化配置。利用差分进化算法对二层优化模型进行求解,并以IEEE33节点配电网为算例进行仿真。仿真结果验证了所提优化配置方法在改善配电网电压分布状况方面的效果。     

考虑高比例多元调节资源互动的配电网无功优化降损方法

为了挖掘高比例分布式资源接入背景下配电网全方位多角度无功调控降损潜力,实现更为全面精细的无功优化技术降损目标,提出考虑多元可调节资源协调互动的多目标配电网无功优化降损方法。首先,针对高比例分布式资源接入背景下谐波对线损的影响,给出了考虑谐波损耗的配电网线损计算模型;其次,在此基础上分析多元可调节资源无功调节能力,建立了以日线损最低和静态电压稳定性最大为目标的配电网无功优化调度模型;然后,通过制定多元可调节负荷、分布式电源、储能、无功补偿设备等多元分布式资源协同无功优化策略,达到在综合考虑配电网静态电压稳定性要求下系统线损最小的目的;最后,通过多元分布式资源接入的IEEE 33节点进行系统仿真分析,结果表明通过多元可调节资源的充分互动能够有效提高系统电压稳定性,降低系统线损,实现配电网安全、经济运行。     

考虑分布式电源与需求侧的主动配电网多级协调调度方法

主动配电网和智能配电网是未来配电网的主要发展方向。传统能源、分布式能源、储能及可控负荷等各类可调控资源的协调调度是主动配电网运行的关键。本文从供能和负荷控制角度对主动配电网协调优化调度问题进行研究,综合考虑不同特性的分布式电源、储能及可控负荷,建立各类可调控资源的调度模型,构建多时间尺度多目标优化的主动配电网协调调度系统。算例分析了系统对各类可调控资源的调度指导计划结果及调度后的配网运行效果,从而验证了所提调度方法及相关模型的可行性和有效性。     

考虑设备动作损耗的配电网分布式电压无功优化

电压无功控制是保证配电网经济安全运行的重要任务,协调多种调节手段能提高配电网的运行效率。考虑了有载调压变压器、电压调节器、分组投切电容器和分布式电源逆变器等电压无功调控设备,并针对现有电压无功控制模型存在的无谓动作和求解效率低等问题,提出了一种考虑设备动作损耗的配电网分布式电压无功优化策略。首先,基于支路潮流方程建立了配电网电压无功控制模型,并松弛为混合整数二阶锥规划。同时考虑到设备的动作损耗,提出了基于模型预测控制的滚动优化模式。进一步基于交替方向乘子法实现配电网多区域分布式协同优化。最后,基于改进的IEEE33节点测试系统进行了仿真。仿真结果表明：所提控制策略能够避免设备的无谓动作,并解决了“维数灾”问题,提高了配电网的电压无功控制效率。     

基于HSA-PSO的配电网源-储协同优化控制方法

目前通常采用增加无功补偿装置的手段来解决高渗透率分布式电源接入时的配电网电压控制及网损优化问题,而兼顾分布式电源和储能系统调节作用的控制方法较少。考虑储能系统和分布式电源的协同配合,建立以配电网电压偏差最小、有功网损最小及分布式电源消纳量最大的配电网多目标优化控制模型。有效结合和声搜索算法和粒子群优化算法,提出具有自适应能力的和声搜索-粒子群算法（HSA-PSO）对所建立的模型进行求解。通过仿真算例验证了本文优化控制方法的有效性。     

基于分布式模型预测控制的含分布式储能有源配电网动态电压控制

针对大规模分布式电源(distributed generator, DG)接入配电网造成的电压越限问题,提出一种基于分布式模型预测控制(distributed model predictive control, DMPC)的含分布式储能有源配电网动态电压控制方法,协调配电网中大量分布式光伏(Photovoltaic, PV)、储能(energy storage, ES)等可调资源,实现电压越限的快速动态恢复。首先,通过分析分布式光伏、储能等可控资源不同的动态过程以及配电网的电压灵敏度模型,建立计及分布式电源动态过程的配电网整体控制模型;考虑到配电系统整体规模大、控制设备多,为避免对通信可靠性要求过高,通过ε分解法将整体配电网模型分解为若干子网络,降低系统的耦合关系。其次,考虑各分布式光伏、储能的有功和无功功率出力约束以及容量限制,进行含约束的分布式模型预测控制设计,并转化为二次约束二次规划(quadratically constrained quadratic program, QCQP)问题优化求解控制指令,实现配电网电压越限的快速动态恢复。最后,通过基于IEEE-33节点配电网的仿真验证了所提方法的有效性。     

长时间尺度下计及光伏不确定性的配电网无功优化调度

针对高渗透率分布式光伏接入配电网所引起的电压控制问题,分析了无功补偿型和电压控制型两种光伏发电系统的无功电压调控特点,在考虑负荷和光伏出力不确定性的基础上,以系统总运行成本最小为目标,提出了长时间尺度下考虑电压越限风险的配电网无功优化调度模型。针对电压控制型光伏无功电压调控特点,提出了含PV类型节点的配电网概率潮流计算方法。最后,通过时间解耦并采用灾变遗传算法求解得到含高渗透率光伏的配电网长时间尺度下的无功优化调度方案。仿真算例表明:与现有光伏无功控制方法相比,所提方法能够有效降低光伏并网引起的电压越限风险,其中基于电压控制型光伏的配电网无功调度方案在降损和抑制电压波动方面的控制效果更明显。     

计及运行特性的配电网分布式电源与广义储能规划

在配电网分布式电源与广义储能的联合规划中,为了充分挖掘柔性负荷的调控能力,实现源-荷-储的协同互动,提出了分布式电源和广义储能的双层规划方法。结合广义储能的运行特性模型,提出了柔性负荷的需求响应潜力量化方法及配电网的运行策略。构建了运行-规划模型,上层考虑系统规划成本、响应激励成本以确定资源的选址定容方案;下层以配电网的可持续性、可靠性为目标,采用自适应参数网格粒子群优化算法求解广义储能的运行结果。算例仿真结果验证了所提模型和方法的有效性及优越性。     

考虑光伏集群无功贡献的配电网无功电压优化调节方法

为协调运用配电网各类调压资源,实现经济、灵活的电压控制,整合中高压配电网各类无功治理设备,提出考虑低压光伏无功集群贡献的配电网电压无功控制资源协调运行优化方法。针对配电网低压侧分布式小容量离线运行光伏电源,设计了3种光伏集群无功运行模式,使其按模式预设在线自律运行。提出低压光伏集群无功管控策略,建立配电网电压无功控制资源协调优化模型。采用最优分割联合优化方法对变压器分接头及电容器组的切换时间及切换状态进行优化,在此基础上得出光伏集群无功运行模式及其他治理设备无功输出优化结果。采用前推回代潮流计算嵌套粒子群优化的算法进行求解。仿真算例证明了所提方法的合理性及有效性。     

基于ADMM的共享储能参与电网辅助服务的分布式优化模型

提出了一种共享储能参与主动配电网辅助服务市场的互动博弈优化模型和基于交替方向乘子法(ADMM)的分布式求解方法。设计了共享储能参与主动配电网辅助服务市场的框架与互动运行模式；考虑主动配电网的优化运行目标与共享储能设备的约束条件，建立了主动配电网与共享储能的互动博弈优化模型；基于ADMM，将系统全局互动博弈问题分解为分布式优化问题，并进行分布式优化求解。以改进IEEE 33节点系统为算例进行仿真，结果验证了所提互动博弈优化模型和分布式求解方法的合理性与有效性，表明所提方法能在保护共享储能和主动配电网隐私的情形下，兼顾主动配电网的经济性与安全性需求，实现主动配电网与共享储能用户的互利共赢。     

高光伏渗透率配电网中分布式储能系统的优化配置方法

为促进分布式光伏与配电网协调发展,提高配电网对光伏发电的消纳能力,研究了高光伏渗透率配电网中分布式储能的优化配置方法。从分布式电源投资者的立场出发,并兼顾电网管理者的利益,以储能配置总容量为优化目标值,同时引入电网电压波动改善指标,以配电网运行状态、储能荷电状态、运行状态为约束条件,提出了高光伏渗透率配电网中多点分布式储能系统选址和定容的双层优化方法。并在下层优化模型中同步考虑储能与光伏出力、负荷间时序的配合,制定储能充放电的优化运行策略。最后通过河北承德地区配电网算例验证了所提方法的有效性和可行性,仿真结果表明采用该方法后储能配置容量可以减少85%,同步考虑储能、光伏、负荷的配合后电压改善指标可以提升18%。     

数据驱动的无精确建模含源配电网无功运行优化

分布式光伏的接入使得配电网无功电压运行控制需求及解决措施与传统配电网差异较大。针对配电网测量设备安装不全、网架参数难以准确获取,无法进行精确数学建模的问题,提出了无精确建模的含分布式光伏的配电网电压优化控制模型。以节点电压合格为优化目标,使用高速公路神经网络拟合网架节点注入功率与关键节点电压之间的映射关系;考虑分布式光伏的出力约束,进而采用定向寻优策略和反馈机制对优化模型进行求解;通过改变分布式电源逆变器出力来控制电网电压,实现全局系统电压控制。以不同规模的配电网实际数据为例,验证了所提优化运行控制模型的有效性。对比分析了采用普通神经网络和高速公路神经网络的电压拟合精度及收敛速度,证明高速公路神经网络应用于解决无精确建模的多节点含源配电网无功运行问题,可以实现拟合精度和拟合速度的双重优化。     

面向中低压一体化的配网无功优化方法

针对当前中低压配电网一体化的发展趋势以及分布式电源的大量接入问题,为提高中低压配电网的运行效率和分布式电源的利用率,建立了一种基于中压主干线-支路-配电变压器-低压线路-用户关系的中低压一体化的无功优化模型。考虑了配电网三相不平衡的特点,以系统网损与电压偏移为优化目标,以传统无功设备和分布式电源的协调控制为手段,通过遗传算法进行求解,以实现中低压一体化配电网无功优化控制。对修改的IEEE37节点配电网系统进行仿真,结果表明所提方法是有效的。     

基于交替方向乘子法的主动配电网日前两阶段分布式优化调度策略

随着主动配电网中可控设备的大量接入,亟需提出新的优化调度策略以适应主动配电网日益复杂的调度运行。针对此问题,综合考虑主动配电网的运营成本和网络损耗,提出了一种日前两阶段分布式优化调度策略。第一阶段为有功优化阶段,考虑可控资源的有功调节作用,以配电网运营成本最小为目标进行经济优化调度;第二阶段为无功优化阶段,在第一阶段调度基础上,以系统网损最小为目标,考虑可控资源的无功调节作用,建立无功优化模型。为减轻系统通信负担,采用交替方向乘子法分别将有功和无功优化的集中式数学模型分解成多个子模型,通过相邻区域间期望信息的交互实现模型的分布式求解。仿真结果表明该策略可有效减小配电网的运营成本和网络损耗。     

能源互联背景下面向高弹性的多元融合配电网双层分布式优化调度方法研究

能源互联背景下,以储能、需求响应、分布式发电(DG)等为代表的多元融合资源将深度参与电网运行。配电网作为局部地区多类分布式资源的整合者,需要通过有效的手段,对包括DG、储能、可控负荷等多元融合的分布式资源进行优化调控,提高配电网的弹性。该文针对多元分布式资源接入后,集中式调度策略下的配电网将面临的各类问题,结合多元分布式资源的特性,建立了面向高弹性配电网的两层分布式协调调度模型。该文首先对高弹性配电网下的多元融合分布式资源进行协调整合,之后通过协调全局控制中心和本地控制中心,对上述资源进行合理调度,以保证在一定的电压质量要求下消纳更多的DG发电量,以提高电力中新能源的利用水平。文中算例采用IEEE14节点和69节点的配电网系统,对比传统集中式模型和该文提出的双层分布式模型的优化调度结果,验证了所提模型在配电网系统下的适用性及优越性。     

含分布式光伏的配电网模型预测控制优化方法

分布式光伏的高渗透率和不确定性对节点电压和潮流分布产生了较大影响，对配电网的安全运行提出了新的挑战，如何对含分布式光伏的配电网进行有效准确的优化控制是亟需解决的问题。为此提出一种含分布式光伏的配电网模型预测控制优化方法，以减小节点电压偏差和网络损耗为目标，基于模型预测控制方法不断更新预测信息并构建优化模型，对分布式光伏和储能设备进行滚动优化控制。采用修改的IEEE33节点系统作为算例进行验证，仿真结果表明配电网的节点电压偏差和网络损耗得到了有效降低，优化效果相较于日前优化方法更为贴近实际结果。基于模型预测控制，所提方法有助于配电网在分布式光伏接入下的安全运行，且能够减小控制方案与实际情况的偏差，更加符合实际运行情况。