计及停电损失的风-柴-储系统优化配置

针对风-柴-储型独立微电网中分布式电源规划问题,搭建一种缺额电量分段式停电损失费用计算模型。综合考虑投资成本、运行成本、维护成本以及停电损失费用,建立了一种适用计及停电损失费用的风-柴-储型独立微电网分布式电源优化配置模型,以风力发电机、柴油发电机、储能装置安装数量等为优化变量,并考虑风力发电机约束、柴油发电机及储能装置运行约束,采用粒子群算法对所建立线性模型进行求解。结果表明,所建模型能够同时兼顾经济性与供电可靠性。最后,分析了柴油发电机燃料成本对独立运行微电网分布式电源配置的影响。     

基于免疫算法的配电网开关优化配置模型

给出了开关优化的数学模型及基于免疫算法的求解方法。分析了开关投资和运行维修费用、停电损失的计算方法，基于等年值法建立开关优化配置模型。该模型是一含约束、不可微、非连续的组合优化模型。基于免疫算法给出了模型的求解算法。通过模型计算确定开关的最优配置数量和位置，并得到系统的可靠性、投资费用和停电损失等。计算实例表明：提出的模型和算法有较强的工程实用性，免疫算法具有较好的全局收敛性和较快的收敛速度。     

计及可靠性的微电网接入规划

采用蒙特卡罗方法对微电网内各分布式电源和负荷的出力特性进行模拟,建立了基于微网整体特性的典型配置模型。以微电网接入后配电网网损和可靠性损失费用最低为目标函数,以微电网经济可靠运行及微电网接入相关限制为约束条件,建立了基于可靠性的典型微网规划模型,并利用粒子群算法的全局寻优能力对模型进行求解。以RBTS-BUS 6为例,利用上述方法建立了规划模型并进行了求解,结果表明微电网的合理接入能有效提高整个配电网系统的可靠性。     

计划孤岛下考虑停电成本的微电网增配储能优化策略

为合理利用微电网储能资源,发挥储能系统的综合效用,提出微电网计划孤岛下考虑停电成本的增配储能优化策略。首先,建立考虑微电网负荷类型的停电损失模型,采用等微增率法则优化各类负荷的停电时间;然后,考虑不同时刻微电网风光出力和负荷需求不同,构建微电网计划停电典型运行场景;最后,以增配储能投资成本和切除负荷引起的停电损失之和最小为目标,以增配储能容量为决策量,建立微电网计划孤岛下考虑停电成本的储能优化配置模型,并采用粒子群算法进行求解。算例结果表明,所提方法能够在遵循负荷最优停电策略的框架下对储能容量经济增配方案做出合理决策。     

并网状态下微电网中微电源出力优化算法

研究并网状态下微电网中的微电源出力优化问题,在满足系统运行约束的条件下根据不同的优化目标优化微电网中各微电源的出力,使系统的运行成本最低、负荷用电成本最低或环境效益最高。建立含有微型燃气轮机、燃料电池、太阳能光伏电池、风力发电和飞轮储能的微电网系统在与上级配电网系统并网状态下各微电源出力优化的数学模型,介绍基于粒子群优化算法的求解方法,通过基准测试系统进行算例分析,验证所提出方法的有效性与可行性。     

配电系统开关优化配置的混合整数线性规划模型

配电系统中的开关设备可以有效提高系统的运行可靠性,而开关的种类以及安装的位置对配电系统运行可靠性的影响有所不同。在此背景下,研究了计及可靠性的配电系统中开关优化配置策略。首先介绍了在不同预想故障条件下用户停电时间的计算方法。之后构建了以开关投资费用、运行维修费用和用户停电损失费用之和最小,以可靠性指标在给定阈值内为约束条件的开关优化配置模型。通过对用户停电损失函数线性化处理,将所提出的模型转换为混合整数线性模型,并通过高效商业求解器进行求解。最后,对IEEE RBTS-Bus 4系统和某实际中压配电系统进行测试分析,算例结果说明了所提出的模型与求解方法的基本特征。     

计及可入网电动汽车的微电网电源优化配置

计及可入网电动汽车(plug-in electric vehicle,PEV)、微电网中多种分布式电源(distributed generation,DG)输出功率的不确定性,综合考虑了DG投资、运维等成本,以及微电网带来的节能、降损、减少用户停电损失收益等因素,进行微电网电源的优化配置。PEV接入微电网后,可以根据微电网的实际运行情况作为储能装置补充原有储能元件,从而减少储能元件容量,提高微电网的经济性。从PEV参与微电网运行调度出发,建立计及PEV的微电网电源优化配置模型。算例结果表明,该模型最优解可以确保投资的最佳经济性,获得较大社会经济收益,为含PEV的微电网电源优化配置提供理论依据。     

考虑微电网接入下的配电网优化规划

在能源紧缺、污染严重的时代背景下,分布式电源迅速普及。含分布式电源的配电网规划研究日益增多,而将分布式电源以微电网的形式考虑到配电网规划之中还鲜有研究。将不同类型的分布式电源、储能装置以微电网的形式接入配电网,充分考虑微电网加入对变电站规划和网架规划产生的影响。基于微电网系统模型,分别建立配电网规划中变电站选址定容模型及网架规划模型,利用改进粒子群算法求解上述两个多目标非线性化模型,并计算由微电网带来的变电站容量削减量及配电网故障时的可避免停电损失费用。以IEEE50节点为算例验证此模型,算例验证了所提模型有利于提高系统的可靠性和经济性,优化了网架结构,具有实际工程参考意义。     

交直流混合微电网源储协同优化配置

为提高交直流混合微电网运行效益,需要为分布式电源配置储能系统,以提高微电网对可再生电源的接纳能力。本文以交直流混合微电网为研究对象,提出电源与储能相协同的混合整数优化模型,以确定电源与储能的最优配置。以电源与储能投资成本以及涵盖发电成本与购售电费用的运行成本最小为目标,协同考虑电源与储能的时序动态特性,并计及交直流联络线功率传输损耗。基于Benders分解算法求解混合整数优化模型。算例分析表明,源储协同优化配置方案能够有效提高交直流混合微电网投资运行经济性,验证了本文所提模型的有效性。     

基于停电损失估算的孤岛划分方法

孤岛运行是含分布式电源的配电网故障自愈控制策略中不可或缺的环节。基于不同用户停电损失函数、系统节点的故障率和负荷量等元素估算系统的停电损失费用,构建了以岛内功率平衡为约束,以运行时保有停电损失费用最大的孤岛为目标的划分策略,搜索得到最优的孤岛划分策略。该策略更加全面考虑系统的重要元素,使得故障后系统经济损失最小。最后,在IEEE-RBTS BUS6主馈线F4系统上进行分析,并与基于等值有效负荷之和最大为优化目标函数的孤岛划分方案进行对比,验证了基于停电损失估算模型搜索孤岛方法的有效性。     

考虑微网源荷不确定性的旋转备用容量优化

电力市场环境下,为应对微网源荷波动和可控机组随机故障,提升其供电可靠性,提出了一种考虑微网源荷不确定性的旋转备用容量优化方法。计及日前预测误差,采用序列理论对源荷随机概率性序列以及可控机组随机故障序列进行离散化处理,生成微网综合不确定性离散分布模型;在此基础上,以微网运行成本、备用成本和停电损失的总成本最小为目标函数,建立旋转备用容量优化模型,并结合蒙特卡罗与粒子群算法对该模型进行求解,获得各时段的旋转备用优化配置容量。以某地微网系统为例,仿真验证了所提方法的有效性和合理性。     

含微电网的配电网优化调度

提出一种含微电网的配电网优化调度方法。首先根据多时间尺度微电网不平衡能量预测评估出未来调度周期微电网对外的最大输出功率和最大输入功率两个评估指标;然后以最大输出功率和最大输入功率为微电网与配电网交互功率约束条件的上、下限值,建立以运行成本最小为目标的配电网经济优化有功调度模型,并提出了求解该模型的最小费用最大流计算方法;最后在经济优化有功调度的基础上进行配电网无功优化。仿真算例表明,与基于微电网单一日前调度计划曲线的主动配电网优化调度方法相比,该模型与方法能够充分考虑微电网对外呈现的功率允许调节裕度,从而更有效地减少系统运行成本,降低网损,提高电压合格率。     

微电网负荷优化分配

微电网因其发电形式多样、供电方式灵活而成为大电网的有益补充,但微电网的很多基础运行问题都与传统大电网有所不同,需要专门加以研究.研究了微电网的负荷优化分配问题,即在满足系统运行约束条件下优化微电网中微电源的出力,使系统总发电成本最小.分析建立了含有太阳能光伏发电、小型燃气轮机和储能装置的微电网负荷优化分配问题的数学模型,介绍了基于粒子群优化算法的数值求解方法,并通过算例验证了文中所提出方法的有效性.     

考虑经济性的配电网最优分段方法

分析配电网最优分段的基本思路,以典型架空线路接线模式为例,在保证分段可靠性的基础上,提出一种以投资费用、运行维护、线路损耗、停电损失等总费用最小为目标函数的配电网最优分段计算新方法。并通过算例,与只考虑可靠性得出的最优分段法比较,认为该考虑经济性的最优分段新方法的计算结果更科学合理,能够满足电力公司的长远利益。     

Optimal transmission expansion planning for electric power systems

This paper presents a new method for transmission expansion planning in which the utility loss revenue and the customer outage cost resulting from service outages are incorporated. A new algorithm based on the total probability formula is developed for evaluating the expected value of demand not served (EDNS) and the expected value of energy not served (EENS). These reliability indices are employed to determine the utility loss revenue curve. The system expansion cost curve is obtained by using a maximum reliability design algorithm. The optimal reliability level of a transmission expansion plan is determined by minimizing the sum of the investment cost, the utility loss revenue, and the customer outage cost. An example is presented for illustration of the proposed method.     

计及馈线自动化故障处理全过程的配电终端优化布置方法

为了进一步提高配电网供电可靠性,提出了一种计及馈线自动化(feeder automation, FA)故障处理过程的配电终端优化布置方法。首先以自适应综合型FA模式为例,分析FA的故障定位、隔离与恢复供电的故障处理全过程,并基于电力系统仿真软件DIgSILENT建立了配电终端的动作信号逻辑模型。其次,在考虑了FA故障处理过程的条件下,计算包括故障区域与非故障区域的总负荷停电损失成本,与总投资成本共同构成模型目标函数。考虑系统平均供电可用率指标约束等因素,建立配电终端优化布置模型。然后,基于整数编码的人工蜂群算法确定配电终端最优安装总数,制定配电终端最优配置方案,计算出配电终端最优选址方案。最后,以冀北某地区10 k V配电网作为仿真算例,基于DIgSILENT模拟FA故障处理全过程,验证所提方法的有效性和适用性。     

基于几何分布的微电网孤岛运行可靠性快速概率评估

微电网内间歇性分布式电源和负荷的波动性使孤岛运行可靠性评估变得复杂。而避免负荷频繁投切的实际短时孤岛切负荷策略增强了负荷状态的时序关联性,该策略下序贯蒙特卡洛仿真计算量大。针对上述问题,文中基于几何分布模型和概率计算,提出了快速准确计算微电网负荷点停电时间概率分布的解析公式,可综合计算负荷点和系统可靠性指标。以改造的配电系统为例,通过评估微电网孤岛运行可靠性将所提方法与蒙特卡洛评估方法进行了对比分析,论证了所提方法的快速性和有效性;对源荷功率波动性和切负荷策略对微电网孤岛运行可靠性的影响进行分析,进一步验证了所提计算模型的合理性。     

基于鲁棒模型预测控制的配电网供电恢复策略

随着微网技术的发展,配电网发生故障后,利用配电网中的微网为停电负荷提供应急供电,可以减小配电网停电范围,提高配电网的弹性.由于微网内可再生能源出力和负荷需求存在不确定性,现有研究主要采用单时步随机优化方法生成供电恢复策略.然而,由于准确的概率分布模型较难获得,且单时步优化方法仅优化未来一个时间段的运行方案,忽略了多个时间段中状态的相关性,降低了运行的效率.为此,文中提出了基于鲁棒模型预测控制的弹性运行策略.首先,以每个控制周期内多个时步的成本最低为优化目标,建立了基于鲁棒模型预测控制的优化决策模型.由于该模型是min-max问题,难以直接求解,可采用强对偶理论将其转换为单层混合整数模型.最后,采用IEEE 69节点配电系统对所提方法的有效性进行了验证.