基于馈线路径集合法的并网型微电网可靠性评估

微电源越来越多的被接入到配电系统中,在改变配电网运行方式的同时也给配电网的可靠性评估方法带来影响。本文重点分析了负荷点与电源间的连通性,在充分考虑微网运行模式的基础上,针对负荷点故障类型提出了基于馈线路径集合的判别方法。其次分别提出了微网并网协调运行方案以及离网模式下的负荷削减策略。最后通过时序蒙特卡洛模拟法计算并网型微电网的可靠性指标。以改进的IEEE RBTS BUS6系统进行算例分析,验证了所提出方法的有效性。     

计及分布式发电影响的配电网可靠性评估

分布式发电(DG)技术在电力系统中发挥着越来越重要的作用。在配电网中接入DG通常能改善负荷点和系统的可靠性指标,但是DG的接入对配电网的结构和运行产生了很大的影响,而且DG有许多与传统发电厂和配电变电站不同的自身特点。因此,在配电网可靠性评估中,不能将DG当作传统发电厂和配电变电站进行处理。本文提出了一种计及DG影响的配电网可靠性评估方法,并应用该评估方法对一接入DG的配电线路进行计算,验证了该方法的有效性。     

计及微网孤岛运行方式的配电网可靠性评估

提出了一种既适用于传统配电网络,也适用接入分布式电源的微网配电系统的可靠性评估方法。首先,依据微网孤岛运行方式对传统配电网故障分类方式进行了改进;其次,通过研究传统分布式电源与可再生分布式电源的发电特性,提出了各类分布式电源发电概率模型;最后,综合考虑甩负荷与切负荷2种情况,给出了微网孤岛运行时分布式电源对负荷供电的充裕度概率模型,并将其成功运用到含微网的复杂配电系统可靠性评估中。以RBTS-BUS6配电系统为例验证了所提评估方法的有效性。     

光伏发电接入配电网可靠性研究现状与展望

对含有光伏发电系统的配电网进行可靠性评估,有利于配电系统的安全可靠运行。概括了光伏发电接入配电网带来的影响,从光伏出力随机模型、光伏出力和负荷相关性、光伏发电系统结构等方面阐述了光伏可靠性模型,总结了光伏发电孤岛运行模型,并对光伏发电接入配电网的供电可靠性评估中解析法和模拟法的应用进行了分析,指出可靠性评估方法的改进、光储混合发电系统以及光伏发电接入交直流配电网可靠性是今后光伏发电接入配电网可靠性研究的重点。     

含微网的配电网负荷转移方案可靠性评估指标体系研究

配电网在检修或是故障等N1状态下及时高效的负荷转移是保证持续供电能力的有效措施之一。凭经验获得的负荷转移方案可行性分析成为亟需解决的问题,可靠性评估就是非常重要的一方面。文中针对微网运行方式、运行特性及与配电网相互影响,提出了含微网的配电网负荷转移能力可靠性评估指标体系,根据微网运行方式把含微网的配电网看成由微网并网运行的配电网和孤岛运行微网两部分组成,在分别量化微网运行方式对可靠性评估指标影响的基础上,运用熵权模糊层次分析法从可靠性角度对含微网的配电网负荷转移能力综合评估。最后,对修改后的IEEE33节点系统不同负荷转移方案进行可靠性评估,结果验证了评估指标体系的有效性和可行性。     

考虑综合能源站柔性调控作用的城市配电网多阶段规划方法

随着城市经济发展与终端用能电气化的普及,以制冷用电为首的电负荷需求持续增加且峰谷差情况愈发严重化,导致现有配电网运行负担逐渐加重。在此背景下,将综合能源站(IES)作为多能流耦合节点,在配电网中引入多能协调互补及蓄能移峰功能,计及多个阶段负荷发展及多类型负荷特征,提出在IES柔性调控作用下的配电网多阶段规划方法。基于IES能流结构及其运行机制,分别在不同气候类型地区负荷模拟场景下,以总规划期内投资与运行经济性最优为目标,建立由线路、变电站和IES构成决策对象的配电网双层多阶段规划模型,规划与运行层模型通过决策变量关联达成一体化协同求解。通过修改后的IEEE 33节点配电系统对所提方法的有效性进行校验,并进一步将所提方法应用于某地实际152节点配电系统,分析不同负荷特征下配电网规划运行效益、负荷峰谷差调节效果及IES运行状况,得出计及IES的城市配电网规划方法的实用性结论。     

含柔性多状态开关的多端互联配电系统可靠性评估与量化分析

为满足多端互联配电系统中柔性多状态开关接入策略规划的需求,提出了含柔性多状态开关的多端柔性互联配电系统可靠性评估方法。首先,基于柔性多状态开关的物理结构及其控制运行策略,建立了柔性多状态开关的可靠性评估模型;其次,依据柔性多状态开关接入系统后带来的系统运行方式及网络结构的改变,设计了失联侧负荷恢复方法并提炼了影响系统可靠性的因素;最后,为兼顾可靠性评估的速度和精度,提出了基于序贯抽样与故障分析解耦的可靠性评估方法,同时量化分析了柔性多状态开关不同的接入策略对系统可靠性的影响。仿真结果表明,柔性多状态开关接入后,可靠性指标系统平均停电频率(system average interruption frequency index,SAIFI)提升了约38.2%,系统平均停电时间(system average interruption duration index, SAIDI)提升约49.6%,系统供电可靠率(average service availability index, ASAI)提升了约1.1%,配网系统可靠性提升显著;同时,对比分析不同柔性多状态开关接入策略下系统可靠性水平,结果表明柔性多状态开关接于系统末端、靠近重要负荷以及接入容量较大时对系统可靠性的提升最优。研究成果可为柔性多状态开关接入策略研究提供理论支撑,同时也可为今后柔性互联配电网的规划设计提供参考。     

含风光储的微网对配电网可靠性的影响

针对风力、光伏发电输出功率随机特性,计及储能与系统协调运行策略,建立含风光储的微网可靠性评估模型。配电网故障后,微网孤岛运行,考虑微网内电力功率是否平衡,并在发电不足时切负荷;微网非电源元件故障,阐述故障模式与后果分析(FMEA)过程,在此基础上,给出了模型的序贯蒙特卡洛评估流程。算例仿真结果表明,含风光储的微网能有效提高配电网可靠性水平,微网的接入位置、协调运行策略、容量配置和成本效益对配电网的可靠性产生很大影响。     

高比例分布式电源接入对配电网可靠性的影响分析

研究了分布式电源接入配电网后对供电可靠性的影响和高比例分布式电源接入下系统供电可靠性的变化趋势等问题,并基于发输电系统可靠性评估方法,提出了含分布式电源的配电系统可靠性评估模型及算法。该模型应用于贵州某地区配电系统,结果表明分布式电源接入配电网后可以提高系统的供电可靠性,但是随着负荷和分布式电源接入比例的增加,系统供电可靠性呈现先增加后降低的趋势,从可靠性角度而言,分布式电源接入比例存在一个最优点。     

考虑综合能源聚合商与配电公司利益均衡的配电网故障恢复方法

综合能源系统（IES）可以通过内部调度调节向电网购/售电功率,大量IES接入对配电网故障恢复的支援能力随之增强。针对当前配电网故障恢复未充分考虑IES主体利益需求的问题,提出了一种均衡综合能源聚合商与配电公司利益的配电网故障恢复方法。建立了配电网故障功率缺额计算与分配模型,实现了综合能源聚合商内部配电网功率缺额在各个IES之间的最优分配;考虑负荷损失量、网络损耗以及对综合能源聚合商的补偿费用,提出了综合能源聚合商与配电公司不同利益主体的博弈策略。算例仿真结果表明所提方法在满足综合能源聚合商利益的前提下能实现配电网故障最优恢复,同时表明电网与综合能源聚合商之间的电价补偿机制、IES接入规模对配电网故障恢复效果影响显著。     

考虑最优负荷削减与热负荷惯性的综合能源系统可靠性评估

综合能源系统(integrated energy system,IES)具有灵活调度和多能互济的特点,针对当前综合能源系统供能可靠性研究尚不充分的问题,提出一种考虑最优负荷削减与热负荷惯性的综合能源系统可靠性评估方法。首先,建立了综合能源系统总停供损失期望指标,充分体现了综合能源系统停供能造成的经济损失;其次,考虑能源品位、负荷重要度、热负荷惯性,建立了故障场景下综合考虑运行成本最小与加权停供负荷量最小为目标的综合能源系统最优负荷削减模型,采用CPLEX软件求解获得电热负荷削减功率和元件设备出力;然后,基于序贯蒙特卡洛模拟原理,设计了综合能源系统可靠性评估方法和流程;最后,通过算例仿真进行验证。算例分析表明,采用最优负荷削减策略和考虑热负荷惯性能够有效提升综合能源系统的可靠性水平。     

考虑灵活性需求的园区综合能源系统协同优化配置

为了进一步考虑灵活性需求对综合能源系统(IES)资源配置的影响,在IES规划过程中,提出一种计及灵活性需求及新能源不确定性的园区IES协同优化配置方法。基于价格弹性理论建立综合需求响应(IDR)柔性负荷模型,采用Z-number方法描述IDR认知过程与结果的不确定性;考虑新能源的随机性和相关性,利用非参数估计法与Frank-Copula函数改进风光出力联合概率模型,得到典型日风光出力曲线;以IES运营商年化总成本最低为目标,构建上层优化设备型号与台数、下层优化机组运行的IES双层协同配置模型。算例结果表明相较于未考虑IDR及新能源不确定性的场景,所提配置模型减少了成本,进一步提高了经济性,同时配置方案充分考虑源荷双侧不确定性给系统带来的运行风险问题,从而实现了IES规划经济性与运行安全性的平衡。     

双碳目标下含P2G与需求响应的综合能源系统双层优化

在“双碳”目标背景下,对能源系统节能与减排提出了更高的要求。综合能源系统(IES)作为能源系统节能减排的主要载体,为深度发挥IES中用户侧与社区运营商的减排能力,文中提出将用户侧参与需求响应的负荷分为刚性负荷、价格型敏感负荷与碳价型敏感负荷,并在社区运营商中增设P2G设备。在此基础上,建立了用户与IES运营商参与的双主体阶梯碳交易机制,并建立双层优化模型。上层模型为IES运营商运营收益最大,下层模型为用户侧受到园区内碳价与分时能源价格下的用能费用最小。与传统优化模型相比,用户侧行为不仅受到能源价格影响,还受到碳交易价格的影响。此外分析敏感型负荷对需求响应的影响,需求响应及P2G联合优化在IES上的节能减排优势。最后通过4种情境下的仿真,验证了所提模型的有效性。     

考虑多能流传输与热惰性的综合能源系统序贯模拟可靠性评估

为提高综合能源系统可靠性评估的精度和实用性,提出一种考虑多能流传输与热惰性的综合能源系统序贯模拟可靠性评估方法。以冷热电三联供机组为核心构建综合能源系统结构模型,并进行计及损耗的综合能源多能潮流计算;在系统状态分析中考虑负荷重要程度和运行经济性,建立负荷削减优化模型;计及热网惰性及传输延时特性,对供热可靠性指标进行修正。基于运行模拟和序贯蒙特卡洛模拟方法对20节点综合能源系统进行可靠性评估,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑联络线峰谷差和电网运行效益的综合能源系统规划

针对当前综合能源系统规划未考虑联络线峰谷差对电网运行的影响,提出了考虑联络线峰谷差和电网运行效益的综合能源系统规划方法。以电网全年运行费用和综合能源系统年费用标幺值之和最小为目标,以联络线传输功率为约束,建立了综合能源系统优化规划模型;利用精英保留策略遗传算法和分支定界法求解综合能源系统设备配置及优化调度,采用最优潮流求解计及联络线实际传输功率的电网运行效益。对改进的IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所提模型的有效性;同时,控制联络线峰谷差率可以降低电网安全运行风险,减少综合能源系统接入带来的电网运行成本。     

考虑成本与收益摊配的电力需求响应博弈模型

随着综合能源系统的发展,需求响应技术作为释放系统潜力的重要手段受到了越来越广泛的关注。文章提出了一种综合能源系统中的电力需求响应机制。首先,针对电力需求响应过程中存在的3个主体:电力系统运营商(grid operator,GO)、电力需求响应聚合商(electric response coordinator,ERC)、综合能源用户(integrated energy user,IEU)提出了一种交易架构;其次,以各主体运行经济性最优,基于博弈论构建了三主体交易模型;而后,提出了由于GO参与电力需求响应带来的可靠性提升等价经济收益在GO和ERC之间的收益分配方法,以及IEU参与电力需求响应带来的用电满意度下降等价经济成本在IEU和ERC间的成本分摊方法;最后,基于目标分析级联法(analytical target cascading, ATC)原理和NSGA算法对所提出的模型进行优化和求解,通过算例仿真证明了模型的有效性和合理性。     

基于改进时间约束Petri网的综合能源系统运行优化及可靠性评估

综合能源系统包含的设备和负荷类型众多,设备之间的耦合方式多样,在实际综合园区建设过程中,对不同供能方式的经济性和可靠性评估显得尤为重要。首先,通过构建冷热供能系统的时序模型、耦合设备和储能装置的通用模型,并结合时间约束Petri网基本建模原理,建立了系统的运行优化模型;然后,对系统中元件两状态模型进行分析,建立系统的状态空间模型;并通过系统状态进行随机抽样并计算相应的供能可靠性指标。最后,通过对含有储热、储电、储气等多能存储的实际综合园区进行算例分析,评估不同运行方式下多能源系统的可靠性和经济性,从而为实际园区建设提供理论分析依据。     

基于改进时间约束Petri网的综合能源系统运行优化及可靠性评估

综合能源系统包含的设备和负荷类型众多,设备之间的耦合方式多样,在实际综合园区建设过程中,对不同供能方式的经济性和可靠性评估显得尤为重要。首先,通过构建冷热供能系统的时序模型、耦合设备和储能装置的通用模型,并结合时间约束Petri网基本建模原理,建立了系统的运行优化模型;然后,对系统中元件两状态模型进行分析,建立系统的状态空间模型;并通过系统状态进行随机抽样并计算相应的供能可靠性指标。最后,通过对含有储热、储电、储气等多能存储的实际综合园区进行算例分析,评估不同运行方式下多能源系统的可靠性和经济性,从而为实际园区建设提供理论分析依据。     

计及热惯性和运行策略的综合能源系统可靠性评估方法

计及综合能源系统多时间尺度,考虑热力子系统的热惯性和多能互济的基本运行策略,提出了综合能源系统可靠性评估方法。首先,基于能源集线器模型对综合能源系统多能互济的特性进行分析,计算得到不同时间断面内各子系统支援容量,基于此推导出能流互济可靠性增益指标。其次,对热惯性进行准稳态建模,利用分析描述不同形式能源的品味差异和具体特征,以此设置系统基本运行策略。最后,通过基于马尔可夫链的蒙特卡洛方法计算综合能源系统的可靠性。基于德国某用户级综合能源系统的仿真结果表明:当某一子系统能流输入不足时,互济运行将带来较大的可靠性增益;当前不考虑热惯性的综合能源系统可靠性评估方法较为保守。