源网荷储互动的直流配电网优化调度

针对直流配电网内源荷的强随机性、波动性使得优化调度问题愈发复杂化,结合直流配电网低压网架灵活互联、可控的结构特点,深入分析可互动源荷特性基础上,提出源网荷储互动的直流配电网多目标优化调度方法。该方法通过提出源网荷储互动优化概念,综合考虑可互动负荷、储能及换流器的协同优化对系统运行成本和潮流分布的影响,建立了含光伏的多电压等级直流配电网多目标优化调度模型,使发电侧、用电侧和网侧均能参与直流配电网优化调度。仿真算例表明:源网荷储互动模型能大幅降低系统运行成本、网损率及电压偏差,有效提高光伏消纳水平,实现直流配电网安全可靠运行。     

主动配电网源-网-荷-储协调调度研究综述

主动配电网（active distribution network ,ADN）是通过对源、网、荷实施主动管理而提高分布式能源消纳能力和提升电网运行效率的配电系统。在主动配电网日益发展的大背景下,“源-网-荷-储”协调调度技术在主动配电网的发展中发挥了重要的作用,是促进新能源大规模消纳的核心技术之一。国内外学者针对主动配电网“源-网-荷-储”协调调度技术开展了深入广泛的研究,取得了丰硕的研究成果。首先该文对主动配电网的特征进行了梳理;然后,从主动配电网需求响应技术、柔性负荷建模、协调调度机理、协调调度架构4个技术层面对主动配电网“源-网-荷-储”协调调度技术进行分析归纳;最后,对主动配电网协调调度技术发展中存在的问题和前景进行了分析展望。     

基于模糊与一致性复合智能算法的"源-网-荷-储"协同控制策略研究

针对可再生能源与储能系统大规模并网使得电力系统成为"源-网-荷-储"多因素的复杂结构,提出采用基于模糊与一致性复合智能算法的"源-网-荷-储"协同控制策略来提升各因素间协同作用.分析"源-网-荷-储"各因素的互动特性与现有电能供应特点,构建协同最优化模型,利用模糊策略改进粒子群算法结合一致性算法的复合智能算法对最优化模型求解.仿真结果表明,利用复合智能算法对系统协同控制,能够显著增大可再生能源的消纳率,还能指导负荷积极响应电网调度.此外,复合智能算法相比单一智能算法在计算精度和运算效率上有大大提升.     

采用故障阻断型换流器的直流配电网故障处理技术综述

故障的快速隔离与恢复是保障直流配电网供电可靠性的关键问题,利用具有故障自清除能力的换流器和隔离开关配合实现故障电流的阻断与隔离是直流配电网的重要发展方向之一。文中从继电保护与故障定位、故障隔离及故障恢复3个方面,针对采用阻断型换流器的直流配电网故障处理技术的研究现状进行了归纳和总结,梳理了采用阻断型换流器的直流配电网故障处理技术存在的问题和难点,并对该研究方向的关键技术发展趋势进行了展望。     

基于海量场景降维的配电网源网荷储协同规划

风电、光伏等新能源大规模接入配电网,给配电网规划方法的效率和规划结果的经济性带来了极大挑战。为了解决配电网中新能源海量运行数据与配电网源网荷储协调规划之间的配合问题,提出了基于海量场景降维的配电网源网荷储协同规划方法。首先,通过主成分-高斯混合聚类算法对风-光-荷海量高维场景进行降维聚类,得到风-光-荷的典型场景集;然后,构建了面向海量场景的配电网源网荷储协同规划模型,并采用二阶锥松弛技术将模型中非凸约束转凸处理;最后,在Portugal 54节点配电网算例上验证了海量场景降维聚类方法和规划模型的有效性。     

计及“源-网-荷”影响的主动配电网可靠性评估

为解决分布式电源、配网自动化系统及柔性负荷等广泛接入后的故障恢复和可靠性计算复杂问题,提出了计及“源-网-荷”影响的主动配电网可靠性计算方法。源侧考虑分布式电源作用,建立了以最大化恢复等值负荷为目标的孤岛划分模型。网侧分析了配网自动化系统对网架联络、负荷转供的影响,并提出了基于浴盆曲线的设备故障率模型。荷侧考虑柔性负载,引入弹性系数矩阵对电价激励型柔性负载进行精确建模。最后,通过对传统可靠性计算的最小路法进行改进,提出了计及“源-网-荷”影响的主动配电网可靠性计算方法。通过仿真分析,说明了所提模型和方法的有效性。     

考虑源-网-荷-储协同的配电台区分布式光伏消纳能力评估

分布式光伏接入规模日益增长导致配电台区面临安全运行风险，挖掘配电台区多种柔性资源调控潜力并实现协同优化是消纳分布式光伏的重要手段。针对高比例光伏并网对配电台区安全运行的影响，分析了光伏逆变器、静止无功发生器、电动汽车和储能设备的调控潜力；提出了包含电压偏差指标、变压器负载率、线路负载率、弃光率和光伏消纳率的配电台区光伏消纳能力评估指标；建立了计及多种柔性资源调控潜力的源-网-荷-储协同优化模型，并基于粒子群算法进行求解，根据优化运行数据计算配电台区分布式光伏消纳能力。算例仿真结果表明，通过源-网-荷-储协同优化能够有效提升配电台区分布式光伏消纳能力，所提模型和方法可为配电台区光伏消纳能力评估提供理论依据。     

考虑源-网-荷不确定性的增量配电网规划研究综述

随着电力体制改革的全面深化,具有清洁性、智能性与竞争性的增量配电网应运而生。增量配电网不仅结构灵活,同时鼓励多种具有间歇性的分布式电源与新型负荷接入配电网侧。传统配电网的规划技术已难以适应源-网-荷均存在不确定性的增量配电网。基于以上现状,在考虑源-网-荷不确定性的前提下对增量配电网规划研究进行综述。分别从增量配电网中新型源-网-荷发展现状,适用于增量配电网规划阶段的不确定性分析方法和常见的规划研究方法等三个方面进行归纳分析。最后给出了考虑源-网-荷不确定性的增量配电网规划总结与未来展望。     

特约主编寄语

随着新型电力系统建设的不断深入，高比例的光伏、风电等直流型分布式电源陆续接入配电网，电动汽车、储能等直流用户日益增长，配电网的源荷储直流特征愈发明显。为应对配电网的直流化趋势，传统交流配用电系统需要增加转换环节进行衔接，降低了配电网的供电可靠性、电能质量以及整体效率。在此背景下，构建高效、低耗、可靠的中低压直流配用电系统是实现直流型源荷灵活接入和高效匹配，提供安全、灵活、高效供电服务的重要途径。面对中低压直流配用电系统应用场景不明晰、电力电子化程度高、控制与保护复杂等新问题，亟须开展中低压直流配用电系统规划与评估、优化运行与保护控制、关键装备及系统等研究。     

基于源-荷-储互动的储能对风电消纳能力影响分析

源-荷-储互动是高比例可再生能源电力系统应对灵活性不足的重要技术手段,定量分析储能对源-荷-储互动提升系统调节能力的影响有利于实现储能资源精益化配置。基于含储能和柔性负荷系统的经济调度优化模型,计及风电出力随机变化特性,采用对偶理论生成排除不可行点的割平面约束,计算储、荷调节区间与消纳风电波动范围三维域区间,量化分析配置储能资源对提升系统风电消纳能力的影响。针对IEEE 30节点算例系统,通过三维域区间直观刻画协同多类型灵活性资源调节能力的系统消纳的风电波动区间。算例表明,采用所提模型仿真储能与风电、柔性负荷间的空间分布以及容量配比关系对系统源-荷-储互动应对风电出力随机变化能力的影响,有利于提升储能配置规划经济性。     

含虚拟储能的配网源荷协同区域稳定控制研究

为解决主动配电网中系统功率和电压波动等问题,在储能系统中引入虚拟储能,提出一种配网源荷协同区域稳定控制策略.首先采用双层源荷协同控制策略,上层控制采用分布式发电与储能系统的协调,下层控制基于蓄电池和虚拟储能的动态特性进行协同优化控制.然后建立源荷储系统优化配置模型,并寻求最优协同控制方案.最后通过算例验证了所提源荷协同控制策略的正确性和有效性.     

基于多端SOP的柔性配电网拓扑仿真分析

对一种基于多端智能软开关(SOP)的柔性配电网拓扑结构进行了研究,旨在利用多端SOP实现城市配电网柔性闭环运行。首先对实现柔性配电网的关键设备,即电压源换流器的拓扑选择进行了分析,选择具备直流故障阻断能力的混合子模块型MMC作为柔性配电网换流器拓扑;其次分析了基于多端SOP的柔性配电网的控制策略,选择了可靠性较高的下垂控制作为柔性配电网的整体控制策略;最后利用PSCAD/EMTDC搭建基于多端SOP的柔性配电网仿真模型,分析柔性配电网正常运行时和发生直流侧故障时的运行特性,仿真结果验证了基于多端SOP的柔性配电网的可行性。     

适用于多端柔性直流配电网的改进控制策略

随着分布式能源的接入及规模的不断提升、电力电子器件的不断发展以及各类型直流负荷的增多,直流配电网由于自身优点而获得越来越多的关注.然而,柔性直流配网与直流输电系统控制策略则不完全相同,因此,需要对直流配网的控制方式进一步研究以满足直流配网控制要求.首先对传统柔性直流系统控制策略进行分析,以适合于多端直流配网的下垂控制为基础提出一种改进下垂控制策略,并依托多端直流配网仿真模型验证该改进控制策略的正确性.结果表明所提改进控制策略可有效消除传统下垂控制稳态时存在的电压偏差问题,同时当系统出现负荷波动时可将系统直流电压控制在所设定的范围内,有效提高系统稳定运行能力.     

电力系统源-网-荷-储协调水平综合评价方法研究

在源-网-荷-储协调优化成为电力系统发展趋势的背景下,对系统协调水平进行全面、合理的评估有利于把握影响系统协调能力的关键环节,指导规划方案的优化。首先,分析源-网-荷-储协调运行背景下,影响系统协调能力的不确定性因素,构建计及多主体交互的分层级评价指标体系;然后,建立各指标数学模型,提出基于AHP-Delphi赋权法的源-网-荷-储协调水平评价方法;最后,展开算例分析,对某省3地区实际规划方案的合理性进行综合评价,为规划方案的优化决策提供参考。     

FBMMC直流故障穿越机理及故障清除策略

针对模块化多电平换流器型直流输电(MMC-HVDC)直流故障的快速清除,对全桥型模块化多电平换流器(FBMMC)直流故障机理及故障清除控制策略进行了研究。研究了全桥子模块的导通模式与运行特性;分析了闭锁前后直流侧双极短路故障机理、故障电流阻断原理和故障清除控制策略。在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真模型,对全桥子模块的运行特性、直流故障机理、故障清除及快速恢复策略进行了仿真分析,结果验证了所提策略在直流故障穿越方面的有效性。     

MMC-HVDC混合阻断拓扑直流故障抑制

如何处理直流侧短路故障是电压源换流器型直流输电面临的一个技术难题。首先根据模块化多电平换流器的直流故障抑制机理对改进型子模块拓扑特点进行总结概括,针对其存在问题设计了额外功率损耗为零的反向阻断型半桥子模块拓扑及其构成混合子模块拓扑。然后根据回路电压方程研究混合子模块拓扑直流故障抑制特性,分析了子模块内电容电压平衡问题,设计了系统自励启动策略。最后在PSCAD/EMTDC中搭建模型,对混合拓扑启动流程及直流故障抑制特性进行了仿真证明。     

基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储多时间尺度协调优化调控策略

多元可控资源的联合优化调控对于提高配电网运行安全性和经济性意义重大,但同时大幅增加优化问题的复杂度,降低模型求解效率。基于此,提出了基于Fisher时段划分的配电网源-网-荷-储协调优化调控策略。首先,构建多时间尺度“源-网-荷-储”协调优化架构,包括日前优化、日内滚动和秒级监控3个阶段。其次,研究基于源荷功率区间数据的Fisher最优分割时段划分方法。然后,建立日前优化调控模型、日内滚动优化模型和区域自治优化模型,求解电网离散设备、需求响应负荷、光伏和储能等的最优调控指令。最后,以IEEE 33节点系统为例,对所提协调优化调控策略进行仿真验证。算例结果表明,所提方法能够大幅提高协调优化模型的计算效率,并保证电网运行安全性和经济性。     

柔性直流技术在配电网中的应用及运行控制

柔性直流技术应用于配电网可提高配电网的可靠性和灵活性。结合苏州工业园区两端口柔性直流互联的交直流混合配电网，分析了该区域在正常和故障情况下的运行控制策略。正常情况下，采用集中-分区的控制层级模式，利用柔性直流的运行特性和微电网控制技术，支撑新能源消纳、重载风险消除等多个场景。故障情况下，基于柔性直流带无源负荷的供电能力分析模型，通过配网主站系统、柔性直流控制系统和保护装置的协同配合，实现配电网故障的快速处置。     

基于智能电流控制设备的直流配电网故障穿越方法

低压直流配电网常规低压配网开关的开断速度难以保障系统双极短路故障的快速隔离.在配电网中引入了智能电流控制设备,直流变压器低压侧配置改进直流阻断模块,在故障时阻断电源对故障点的短路放电,实现故障电流的快速抑制;馈线开关柜配置阻尼断路器,故障时高速开关快速分断投入阻尼电阻,增大短路回路的阻抗.该方法在馈线出现短路时,可快速隔离故障,故障隔离后通过改进直流阻断模块将电源重新投入系统供电,实现了系统的故障穿越.通过RTDS仿真验证了所述故障穿越控制策略的有效性.     

基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统稳定性分析

中压直流柔性互联配电系统作为连接高压输电网和低压直流配电网的纽带,可实现源-网-荷-储的灵活接入,适用于未来城市能源互联网。建立了基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统小信号等效电路,推导了中压直流端口的阻抗模型,通过对比仿真测量与解析计算结果验证所建模型的准确性,并利用所建精确模型进一步研究电路参数和控制参数变化对系统稳定性的影响。在MATLAB/Simulink仿真平台搭建中压直流柔性互联配电系统的仿真模型,验证了所提小信号阻抗模型的准确性。