含电动汽车和分布式电源的主动配电网动态重构

分布式电源和大量电动汽车充电功率的间歇性和随机性使配电网重构面临新的挑战。在此背景下,提出了一种基于区间数方法的含电动汽车和分布式电源的动态重构策略。文中引入区间数以描述分布式电源出力和电动汽车充电负荷的不确定性,以区间数描述最小化网损为目标函数,提出依据动态降损参数的动态时段划分,建立配电网动态重构的数学模型,在利用KrawczykMoore区间迭代法对潮流方程进行求解的同时引入仿射乘除运算代替区间乘除运算,改善了区间运算过于保守的问题。最后,结合邻域搜索以及克隆选择算法提出了求解上述模型的优化方法,以实现考虑多种不确定因素下主动配电网动态重构。算例分析证明所提方法相较于传统人工智能算法具有优越性。     

基于改进递归有序聚类的有源配电网多时段动态重构

为应对分布式电源(DG)和负荷的时变性、不确定性给配电网重构带来的影响以及提高系统运行效益,综合考虑DG和负荷预测值的动态变化,引用欧氏距离描述段内数据的相似程度,通过递归求解的方式确定最优时段划分方案;为了减小不确定因素对配电网重构的影响,将DG出力以及负荷的预测值转换为区间数的形式,综合考虑环保收益与系统损耗费用,建立以净收益最高为目标的有源配电网重构模型;基于仿射算数的区间潮流方程通过构造噪声元的线性优化模型抑制区间扩张,并结合环路编码和基于Bloch球面的量子粒子群优化算法对模型进行求解.IEEE 33节点系统的测试分析结果验证了所提方法的有效性和优越性.     

基于区间理论含充换储一体站的主动配电网供电能力评估

针对含充换储一体站的主动配电网供电能力评估的问题,提出一种基于区间理论的含电动汽车充换储一体站的主动配电网供电能力评估方法。运用区间理论描述电动汽车到站时刻、充电时间和分布式电源出力的不确定性,并结合换电规则与梯次储能系统充放电策略建立一体站运行模型。以最大供电负荷和线路重载率为指标建立含充换储一体站的主动配电网供电能力评估模型,并结合网络重构方法和仿射运算来求解。算例验证了所提方法的有效性。     

有源配电网供电域与开关优化选址区间模型

为直接描述源–网–荷不确定性条件下有源配电网分布式电源(distribution generation,DG)供电能力及其与开关设备最优选址间的匹配关系,该文首先提出了分布式电源供电域的概念,并基于区间规划,建立了用于供电域求解的区间模型。其次,通过对负荷与DG出力的场景聚类与区间参数等效及网络状态建模,将分布式电源供电域推广到有源配电网供电域的区间等效描述。然后就配电网有源化建设与自动化改造问题,基于上述供电域模型,建立了有源配电网开关优化选址双层区间模型,并设计了基于多种群遗传算法的多层嵌套区间模型求解方法。最后,通过基于RBTS BUS6 F4系统的有源配电网进行了案例分析,验证了所提供电域模型与开关优化选址模型的有效性及其在适用范围与计算效率上的优越性。     

考虑风电不确定性的配电网区间潮流计算

高渗透率风电的接入使得配电网三相潮流计算需要考虑更多不确定因素,传统的潮流计算方法面临严峻挑战。文中基于区间分析理论,采用区间数对风力发电系统出力的不确定性进行描述与分析,并建立了考虑风电注入功率不确定性的配电网三相区间潮流计算模型。为高效求解所建立的配电网三相区间潮流计算模型,基于对传统非线性区间方程求解方法的分析与改进,提出了采用Krawczyk-Moore算子对该区间潮流计算数学模型进行求解的方法,可以进一步提高区间运算结果的精确性。通过组态式配网动模试验搭建IEEE 37节点不平衡配电网测试系统进行仿真验证,并与现有的配电网确定性三相潮流计算方法进行对比,结果表明所提出的区间潮流计算方法能够较好地跟踪风电出力的不确定性,可为配电网调度提供系统运行状态上下界的参考。     

基于改进模糊C均值聚类时段划分的配电网动态重构

随着大量光伏和风电等间歇性电源接入配电网,传统的静态重构方案不再适用于动态变化下的网络。在此背景下,提出了一种基于改进模糊均值聚类的动态重构策略。首先依据分布式电源(distributedgenerator,DG)和负荷的时变性建立确定性等值负荷预测曲线,通过改进的模糊C均值聚类算法进行时段划分,并且利用损失函数确定最优时段划分方案。其次采用区间数描述DG和负荷预测的不确定性并建立以网损区间值最低为目标函数的动态重构模型,并引入仿射泰勒扩展的潮流计算法求解区间潮流方程。最后采用基于回路搜索的十进制粒子群算法对重构模型进行求解,实现不确定因素下的配电网动态重构。通过IEEE33节点系统仿真验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于随机潮流的主动配电网运行风险评估

大量间歇性分布式电源(DG)的接入可能给配电网带来电压和功率越限的运行风险,建设具备主动管理能力的主动配电网是控制该风险的有效手段。本文提出了一种基于随机潮流的主动配电网运行风险评估方法。考虑风光荷的不确定性,以蒙特卡罗模拟来求解随机潮流;构建了配电网的运行风险指标;采用无功补偿设备优化调节、DG功率因数优化调节和DG有功出力优化削减相结合的主动管理手段对越限风险进行控制,并应用改进和声搜索算法来求解DG有功出力削减问题。结合算例,分析了3种场景下配电网的运行越限风险,验证了所提出模型和算法的正确性。     

基于区间潮流的含分布式电源配电网故障恢复算法

对于含分布式电源的新型配电网,分布式电源出力的不确定性是影响其故障恢复及自愈的关键因素。为此,文中引入区间数以描述负荷容量和分布式电源出力的不确定性。在此基础上,结合系统备用容量限制与负荷容量分布对故障恢复的影响,提出了基于区间潮流分析的联络开关最优割点计算方法,以及含分布式电源配电网的故障恢复快速算法。该算法通过比较...     

计及充换放储一体化电站的主动配电网故障恢复

建立了电动汽车区间负荷模型和充换放储一体化电站(简称一体站)区间负荷紧急支撑模型,提出一体站区间负荷紧急支撑策略及其孤岛区间负荷供电范围划分策略。基于区间理论分析,以系统孤岛负荷、开关动作次数和网损分别作为不同层的优化目标,建立主动配电网故障恢复多层优化区间模型。提出混沌模拟退火帝国竞争算法对故障恢复区间模型进行优化,并提出基于仿射数的区间Dist-Flow法用于潮流计算。算例结果表明所提方法快速、有效。     

基于路径描述的配网灾后供电恢复策略

配电网防灾建设薄弱,易受自然灾害侵袭而发生元件故障,导致非故障区域负荷失电。文中通过给出灾后供电恢复策略,对配电网的开关刀闸进行重构操作,改变负荷的供电路径,使失电负荷尽可能恢复供电。通过路径描述方法对配电网拓扑进行建模,采用深度优先算法在配网模型中搜索出所有可能的供电路径。以"确保所有重要负荷恢复供电,尽量恢复所有非重要负荷"为优化目标,建立优化方程组,求解可得配网的灾后重构拓扑及相应供电恢复策略。此算法不依赖配网潮流计算,可以显著提升计算效率,增强灾后供电恢复策略生成的实时性。     

基于盲数模型的含分布式电源配电网供电能力评估

分布式电源(DG)的接入使配电网供电能力的评估工作变得更加复杂。文中主要研究DG并网后对配电网供电能力的影响,通过判断矩阵法建立电网中不确定因数的盲数模型,提出了基于盲数理论的供电能力评估指标,并结合重复潮流法用以评估含DG的配电网供电能力。最后,算例对比分析验证了该方法的可行性和必要性。     

基于分布式电源的配电网多目标优化策略研究

大量的可再生分布式能源并网是当今电力系统的发展趋势,优化配电网潮流和提升系统消纳分布式电源(DG)的能力成为研究热点。在建立DG数学模型的基础上,从电源侧开展DG选址的研究,并对含协调储能和柔性负荷的主动配电网进行优化调度。其中,DG选址采用使配电网络损耗最小和电压水平最高的多目标规划模型,并利用功率圆法求解DG的最佳接入位置;对主动配电网的优化则构建了使配电网电压偏差最小、网络损耗最小和可再生能源发电比例最高的多目标优化调度模型,并运用智能粒子群算法进行求解。最后以标准IEEE 33节点配电系统为算例进行仿真分析,解决了DG选址问题并验证了该优化策略的有效性。     

基于分层分区的含DG配网故障恢复策略

为实现计及DG随机性出力的主动配电网分层分区故障恢复,建立了基于DG时段出力模型的主动配电网故障孤岛划分策略,并建立了主动配电网故障两阶段恢复模型,第一阶段综合考虑负荷的波动性和DG出力的随机性,建立考虑负荷恢复价值最优的主动配电网区域恢复方案;第二阶段利用可中断负荷建立配电网开关操作次数最优的全局优化模型,实现主动配电网故障后的故障恢复,既保证重要负荷的优化恢复,又延长了开关寿命,提高了经济性。采用改进的IEEE69节点系统进行仿真验证,验证了文中方案的有效性。     

计及电能质量影响的智能配电网孤岛划分策略

现有智能配电网孤岛划分研究主要从功率平衡的角度出发,对电网安全约束考虑不充分,未考虑电能质量的影响,难以保证孤岛安全可靠运行。提出一种计及电能质量影响的智能配电网孤岛划分策略。故障后,首先计及联络开关进行网络连通性分析,进行初始孤岛划分。然后,对每个初始孤岛,建立切负荷-网络重构双层优化模型,并采用微分进化算法和混合粒子群算法求解,以降低搜索空间维数。具体地,在切负荷优化模型中,在允许频偏范围内充分发挥DG的调频特性,以减少负荷切除量;在网络重构优化模型中,建立包含频率约束、负序及谐波不确定性约束的电能质量综合约束集。提出基于序列二次规划法的配电网柔性潮流算法计算频率偏移条件下的孤岛潮流,引入点估计法进行负序、谐波不确定性分析,以改善孤岛的电能质量,提高其运行可靠性。最后,基于实际复杂配电网算例,验证了该策略的有效性和优越性。     

考虑主动管理措施的配电网无功补偿双层优化配置

为了适应未来大量分布式电源(DG)并网及自动化水平显著提高的主动配电网发展,在规划阶段应该考虑主动管理措施,优化系统运行方式。同时,现有的无功补偿规划研究忽略了DG及负荷的不确定性。为此,计及间歇性DG及负荷的不确定性,提出主动配电网无功补偿双层优化配置模型。上层规划以无功补偿电容器的投资成本、网络损耗费用综合最优为目标函数,下层规划在此基础上考虑调节无功补偿容量及调节有载变压器抽头两种主动管理措施,对每个场景进行优化。采用K-均值聚类法对场景进行缩减,结合和声搜索算法和粒子群算法联合求解模型。通过IEEE33节点算例进行仿真计算,验证所提模型和方法的正确性。     

考虑多类型分布式电源和负荷不确定性的主动配电网区间状态估计

分布式电源的间歇性发电并网、电动汽车的随机充电以及智能量测装置的量测误差等使得主动配电网状态估计结果需要考虑更多的不确定因素。在利用区间数对系统量测不确定性予以合理分析与定量描述的基础上,建立主动配电网三相区间状态估计模型。为能够精确求出系统状态估计结果,提出基于迭代运算的线性规划算法对所建立的主动配电网三相区间状态估计模型进行求解,并结合稀疏矩阵技术进一步提高算法的求解速度。对修改的IEEE 123节点算例进行测试分析,与现有非线性区间优化求解方法和蒙特卡洛抽样方法进行比较,结果表明所提方法在估计精度以及计算效率方面均具有一定的优势。以区间数形式对网络中不确定物理量进行刻画与建模后,采用状态估计程序得到的计算结果也会呈现出区间形式,由此可为调度人员提供更加直观的系统状态量上下界信息。     

基于区间TOPSIS与遗传算法混合的分布式电源优化配置

针对现有的分布式电源(DG)优化配置方法在处理不确定性因素时综合决策能力不足的缺陷,提出一种计及信息不确定性的DG优化配置模型与算法。该方法在DG类型、位置和容量不确定的情况下,建立了以投资成本最少、收益最高、环境效益最高和配电网网络损耗最小为优化子目标的多目标、非线性优化模型。对于存在多种不确定性因素且其概率分布难以确知的情况,区间分析可以定量分析不确定性因素对DG优化配置的影响。最后利用文中提出的一种基于区间TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)算法与遗传算法(GA)相结合的计算方法对此问题进行了求解,通过典型的配电网算例验证了所提方法的可行性。     

计及配电网节点边际容量成本的多类型分布式电源规划

配电网负荷增加或分布式电源(DG)的接入将导致供电设备扩容的提前或延迟,从而引起容量成本的变动。根据辐射形配电网潮流特点,推导得到节点注入功率对支路电流影响的灵敏度系数,并结合节点-支路潮流关联矩阵,建立相应的灵敏度系数矩阵,用于计算配电网节点边际容量成本(LMCC)。基于LMCC,在用户自备的产权下,分析评估不同电价体制下的DG容量效益;在电网所有的产权下,建立多类型DG规划模型,并采用粒子群优化算法求解优化模型。算例对比验证了模型和方法的可行性。     

网源协调驱动下考虑网络转供能力的配电系统多目标双层近期规划

提高供电能力和对分布式电源(DG)的接纳是未来环网状配电网扩展规划的新目标。为此,通过引入安全距离这一配电网N-1安全评价指标,提出了一种考虑N-1安全和DG与网架协调的配电网多目标双层优化规划模型。该模型以改造线路、新增负荷接入位置和DG安装位置及容量为决策变量,计及了系统故障负荷的转供和不可控DG出力及负荷波动带来的不确定性。根据模型的特点,利用多场景技术将随机性问题转化为确定性问题,并采用正态边界交点和动态小生境差分进化算法组成的混合策略对模型加以求解。通过算例对比分析了是否考虑N-1安全和网源协调对规划结果的影响,仿真结果表明,所提规划模型能够在提高DG渗透率的同时,挖掘配电网的供电潜力和推迟线路改造;所得规划方案实现了配电网经济效益和安全水平的综合优化,更适用于负荷增长平缓和占地通道资源紧张的城市建成区配电网近期扩展规划。     

面向最大供电能力提升的配电网优化规划方法

为了充分提高配电网的效率,研究基于最大供电能力的配电网线路优化规划。首先,结合当前的负荷分布和负荷预测,采用重复潮流法计算最大供电能力;其次,通过分析限制配电网供电能力提升的主要因素,提出了优化规划手段,并以此建立了多目标优化规划模型,采用非支配排序遗传算法进行求解;最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。该方法通过改善配电网中负荷的分布来提高配电网的供电能力,达到了以较小成本消纳新增负荷的目的。