交直流主动配电网多无功源协调的电压控制策略

为解决分布式电源高渗透率的交直流主动配电网因分布式电源出力波动及负荷变化等造成的电压越限问题,提出了利用柔性直流装置、分布式电源及离散无功设备等多无功源构建的主动配电网电压控制策略。将配电网电压运行状态划分为3种:(1)正常状态下进行全局优化,通过离散无功设备的静态无功功率置换出柔性直流装置的动态无功功率,提高配电网动态无功储备容量;(2)预警状态下通过多无功源就地控制与集中控制相互协调,实现轻度电压越限节点的校正控制;(3)紧急状态下利用柔性直流装置对电压越限节点快速紧急支援,实现配电网过渡到预警状态或恢复到正常状态。利用IEEE 33节点系统进行了仿真和实验验证,仿真和实验结果表明该策略提高了系统的动态无功储备容量,实现了配电网电压的有效控制。     

基于需求侧响应的主动配电网双层优化方法

分布式电源在配电网中渗透率越来越高,导致配电网电压越限问题凸显,对此构建协同考虑主动配电网设备规划和运行的双层优化模型。上层模型考虑配电网中分布式电源、静止无功补偿器及电容器组的容量配置优化以减少配电网投资运行成本。下层模型考虑需求侧响应,有载调压变压器、储能及分布式电源等设备的协调控制,着重提高电压稳定性。针对模型特征,采用基于改进麻雀算法和二阶锥规划的混合优化算法进行求解。外部采用改进麻雀算法求解多维变量以提高求解速度,内部基于二阶锥规划求得配电网主动管理控制策略。最后采用改进的IEEE33节点系统进行仿真验证。结果表明,所提出双层优化方法可以有效提高配电网运行经济性,改善配电网电压分布,平抑负荷峰谷差。     

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.     

基于模型预测控制含可再生分布式电源参与调控的配电网多时间尺度无功动态优化

充分挖掘可再生分布式电源(RDG)动态无功电压调控能力,对改善配电系统内风电、光伏出力随机性和负荷波动导致的电压稳定性问题具有重要意义。建立了基于模型预测控制的配电网多时间尺度无功优化模型,包含日前优化调节层和实时滚动调控层。日前优化侧重于运行经济性,协调配合不同类型无功设备进行大尺度无功调节,并预留充足动态无功储备响应动态调控,降低运行风险;实时滚动调控侧重于系统运行可靠性,基于RDG、负荷超短期预测进行滚动调控,根据无功补偿需求及时决策反馈校正,逐层细化实现配电网无功电压"大幅调节"、"小幅调控"和"反馈调整",抑制不确定因素导致的电压越限。最后,通过IEEE 33节点算例进行仿真分析,验证了该文所提模型和算法可有效削弱预测误差影响,提升系统电压稳定性和电能质量。     

基于二阶锥规划的交直流主动配电网日前调度模型

为适应未来配电网可能出现的交直流混合拓扑形态,提出了基于二阶锥规划的交直流主动配电网多时段日前优化调度模型。该模型以购电费用和弃光弃风惩罚费用之和最小作为目标函数,通过分布式电源有功和无功调节、容抗器投切、储能充放电功率调节、电压源换流器无功调节及配电网动态重构等多种主动管理措施实现主动配电网有功功率-无功功率联合优化,消除潮流及电压越限,解决高比例分布式电源接入交直流主动配电网后的日前优化调度问题。50节点算例的分析验证了所提模型的正确性。     

计及需求侧响应的主动配电网多时间尺度优化调度

考虑分布式电源出力的波动性、负荷预测的误差以及各类调度资源的运行特性在时间尺度上存在差异等问题，提出一种在需求侧响应机制下主动配电网的多时间尺度优化调度模型。首先，负荷参与需求侧响应的形式分为价格型和激励型两类，分别对这两种需求侧响应的形式进行建模分析。其次，建立基于模型预测控制的主动配电网多时间尺度调度框架，根据模型预测控制方法分别建立日前调度、日内滚动和实时反馈三个阶段的配电网优化调度模型。考虑到配电网调度过程中的有功无功耦合特性，通过控制无功调度资源使得配电网各节点电压控制在允许范围。最后，通过对改进的31节点算例进行仿真，验证了所提模型可以有效地降低预测产生的误差并提高主动配电网运行的经济性和安全性。     

基于机会约束的主动配电网动态经济调度方法

分布式电源在主动配电网中大规模接入后,需要对主动配电网进行动态经济调度,以降低主动配电网整体运行成本。由于可再生能源出力具有随机性和不确定性,主动配电网的动态经济调度面临广泛随机性,这对调度策略的可靠性提出挑战。为此,提出一种基于机会约束的主动配电网动态经济调度模型,该模型考虑了分布式电源出力及负荷预测的不确定性。由于该模型无法被直接求解,文章利用凸松弛原理,将原机会约束模型转化为确定性混合二阶锥规划模型。基于IEEE-33节点系统的算例表明,该模型可有效求解出主动配电网的最优经济调度策略,且电压越限率和线路容量越限率被严格控制在给定的机会约束概率以内。此外,算例结果表明所提出基于机会约束的经济调度方法优于传统确定性经济调度和鲁棒经济调度模型。     

主动配电网自动电压控制系统架构设计

针对配电网中引入大量分布式电源后运行特性和无功电压特性与传统配电网的显著差别,提出了基于配电自动化系统的主动配电网自动电压控制系统架构。以馈线实时拓扑连接为基础,提出以无功可调设备为控制对象的自治控制区域划分方法。设计了以自治控制区域作为控制单元的电压无功控制策略,包括电压控制分区策略、电压越限控制策略、馈线无功越限控制策略及与其他系统的协调控制策略和安全闭锁策略,并给出了主动配电网自动电压控制系统的整体流程。结合实际案例验证了文中所述主动配电网自动电压控制系统架构是一种在配电自动化系统层面进行电压无功控制的有益探索。     

计及多类型需求响应资源的配电网分布式电源优化配置

近年来主动配电网运行中分布式电源与需求响应资源所占比重越来越大。为了充分利用配电网资源,主要研究间歇性分布式电源（DG）与配电网中多类型需求响应资源（DR）的协同规划。通过建立基于机会约束规划方法的双层优化模型,根据2种资源的出力特性,求解间歇性DG和DR的最优综合配置方案。最后通过在IEEE 34节点配电系统仿真得到灵活DR互动效果对DG配置的影响。仿真得出,DR资源调度可以在配网运行中可以改善弃风、切负荷、电压越限,从而提高了配网中DG接入能力;在峰谷差较大、电压越限、线路阻塞等不同应用场景下DR布局也会不同。所提模型为大规模需求响应资源参与配电网规划奠定了基础。     

低碳背景下考虑雷击概率和综合需求响应的主动配电网预防控制协调优化

低碳背景下,考虑主动配电网预防控制能力对主动配电网的稳定运行具有重要意义。基于风险理论,构建了考虑雷击概率和负荷综合需求响应的低碳型主动配电网预防控制优化模型。首先,基于主动配电网线路雷击故障概率模型,提出一种计及主动配电网支路过载和节点电压越限的综合风险指标,建立主动配电网综合风险约束预防控制模型。其次,构建负荷侧综合需求响应特性模型,引导负荷侧可调度资源参与主动配电网预防控制协调优化,改善传统方式仅依靠可控机制调节的情况。最后,引入阶梯型碳交易机制,构建具有低碳特性的主动配电网预防控制优化模型,深入探索主动配电网预防控制在经济性和低碳性之间的协调能力。采用CPLEX对主动配电网预防控制优化模型求解,验证了所提模型及方法的有效性和可行性。     

考虑可靠性与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估

针对传统供电能力评估中难以同时解决既避免单纯以负荷高峰时刻全网N-1准则为基础又细致计及分布式电源、储能和负荷需求响应影响等问题,提出了考虑可靠性柔性需求与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估方法。首先,结合出力不确定性与用户差异化的响应能力,对主动配电网中的分布式电源、储能与可响应负荷等基本元素进行建模;其次,构建了以最大供电能力为目标、以可靠性需求和故障后负荷响应经济性为主要约束的主动配电网供电能力评估模型;继而,发展了考虑分布式光伏、蓄电池以及需求响应的主动配电网可靠性评估准序贯蒙特卡洛模拟法,并提出了基于遗传算法的供电能力评估模型优化求解方法;最后,通过算例验证了所提方法可有效挖掘主动配电网供电能力,提升资产利用效率。     

基于二进制量子粒子群的含电动汽车主动配电网多目标重构

电动汽车(EV)在配网中的渗透率不断增加,影响到电网的经济性和稳定性。提出了适用于主动配电网(ADN)多目标重构的二进制量子粒子群算法(BQPSO),建立了有功网损、电压偏移指标(VSI)和开关操作次数的多目标优化数学模型,以确定接入分布式电源(DG)和电动汽车(EV)后系统的最佳重构方案,并在修改后的IEEE33节点配电系统中进行计算,通过与不同的算法进行对比,验证了本文方法的实用性和有效性。     

基于IEC 61850的主动配电网故障自恢复多代理系统

鉴于分布式能源(DER)在电力系统中的渗透率不断上升,可孤岛运行的DER对配电网馈线故障及恢复供电有新的影响,为此提出一种基于IEC 61850的主动配电网(ADN)故障自恢复多代理系统(MAS)。该MAS由部署在馈线分段开关上的领导代理和馈线其他元件上的成员代理组成。重点基于IEC 61850的信息模型研究了自治区域代理之间的功能布局和通信流程,故障区域通过代理之间的通信与协商完成故障定位、隔离和供电恢复。MAS考虑了ADN架构和各区域负荷供电特性,并顾及与IEC 61850在ADN中的兼容性和适用性。仿真结果表明所提MAS满足ADN中各设备之间的互操作性和可配置性,确保ADN供电恢复的可靠性和安全性。     

主动配电网电压协调控制

分布式发电的协调控制与管理为主动配电网的主动电压调节提供了更多的技术手段,使得主动配电网的电压协调控制成为可能。分析了分布式发电对于现有配电网电压水平及其控制策略的影响,在此基础上研究并提出了主动配电网的电压分层协调控制体系及其策略。一方面利用馈线电压的精准估算,通过闭环控制逻辑实现单条馈线的电压水平实时控制,并设计了相应的主动配电网电压协调控制器;另一方面借助变电站变压器的分接头调节和电容器投切协调多馈线的电压水平,确保配网的电压质量。针对一个双馈线主动配电网的仿真试验验证了所提控制策略的有效性及实用性。     

主动配电网背景下无功电压控制方法研究综述

介绍了主动配电网(ADN)背景下分布式电源(DG)接入对配电网电压分布和电压稳定性影响,从电网结构优化调压措施、电网设备的调压措施、电力系统无功优化调度调压措施等方面阐述了ADN无功电压控制方法。基于当前研究现状,总结了现有关于ADN无功电压控制研究存在的不足,并指出了在未来亟待解决的几个问题。     

主动配电网中电池储能系统最优充放电策略

储能系统参与主动配电网的调度计划,对提高分布式能源的利用效率和配电网运行经济性意义重大。提出了一种主动配电网中电池储能系统(BESS)的运行优化模型。考虑分时电价和售购电价差异,实现了分布式电源波动功率的消纳,最小化配电网向主网的购电成本;通过计算BESS中电池循环寿命,计及BESS的等效运行成本,实现了BESS的经济运行。采用分支定界—原对偶内点法进行求解,以分支定界法考虑离散变量和时段间耦合约束,将问题转化成一系列仅含连续变量的单时段优化问题进行求解。通过对含分布式电源和BESS的IEEE 33节点算例进行测试,验证了所提模型及算法的有效性和可行性。     

分布式电源对配电网电压的影响分析及其优化控制策略

针对配电网中分布式电源(DG)接入渗透率不断提高带来的电压波动、电压越限等电能质量问题,首先从理论上较全面地推导分析分布式电源接入对配电网电压的影响,包括对接入点电压和对电压分布的影响,并通过仿真对比分析了不同DG渗透率和不同DG功率因数下的电压变化情况,指出了全局电压控制的必要性。在此基础上,综合考虑配电网中分布式电源和储能的有功、无功电压调节能力,提出一种基于模型预测控制(MPC)的电压优化控制方案,通过计算各节点电压灵敏度,建立各节点电压预测模型,提前感知各节点电压变化趋势,以各节点预测电压与额定电压之间偏差最小为控制目标,实现了控制成本最低的协调电压控制策略。通过IEEE33节点配电网系统仿真算例分析,结果表明:本文提出的方法能更大限度地消除配电网中分布式可再生能源随机波动带来的影响,具有较好的电压控制灵活性和鲁棒性。     

含柔性多状态开关的主动配电网有功-无功协调动态优化

多端柔性多状态开关(FDS)作为可实现功率实时调控的装置,有利于实现主动配电网的运行优化。文中基于FDS接入配电网的拓扑和运行数学模型,建立含FDS支路的配电网有功-无功协调动态优化运行模型:构建多时间尺度有功-无功调度架构,以最优网损和电压均衡为目标函数,并考虑计及系统安全和断面动作限制的运行约束条件。为提高多断面潮流模型的求解效率和松弛精度,提出针对二阶锥规划和非线性规划的模型求解优化方法,并利用求解工具集SCIP等算法包获取测试结果。最后,依托实际工程数据,在含三端FDS主动配电网系统中展开仿真测试,结果呈现了FDS接入对主动配电网电能质量改善、运行策略优化和潮流智能分配的积极影响,并验证了所述方法的寻优稳定性和计算高效性。     

主动配电网背景下无功电压控制方法综述

为适应高渗透率、大规模分布式电源的接入,主动配电网成为当前及未来智能电网研究的趋势。文中综述了主动配电网背景下分布式电源接入、需求侧管理和拓扑结构等因素对配电网电压分布和电压稳定性的影响;从集中控制和分散控制两个方面总结了主动配电网的无功电压控制方法。结合当前研究现状的分析,总结了各种因素影响下主动配电网的无功电压控制研究中存在的一些问题和不足,指出了主动配电网无功电压控制研究中亟待解决的几个问题。     

考虑可再生能源跨区域消纳的主动配电网多目标优化调度

提高对可再生能源的综合利用能力是主动配电网(ADN)运行控制面临的新增重要任务。为此,提出了一种面向促进可再生能源跨区域消纳的ADN多目标运行优化方法。首先,基于并网接口模型,推导了集中控制模式下分布式发电(DG)的有功、无功功率解耦可调范围,并提出考虑可再生能源跨区域消纳的ADN能量管理策略。在此基础上,分别以系统运行成本、可再生能源发电功率削减量以及系统网损三方面最小化作为目标,构建ADN多目标优化调度模型。该模型综合考虑了DG有功、无功出力控制、储能设备充放电以及可中断负荷的调用,并详细分析了网络潮流和分布式资源特性两方面的约束及其多时段耦合特征。鉴于所建模型具有高维、非线性特点,采用基于启发式策略的多目标和声搜索算法实现高效求解。以扩展的33节点配网系统为例,验证了所提模型的有效性以及ADN运行中计及可再生能源DG无功控制潜力的必要性。