低压不停电作业方案及其优化策略

为提高供电可靠性,切实保障用户用电体验,不停电作业技术越来越多地被引入配电网的运行维护。面向低压配电网,介绍常规不停电作业方案,针对常规方案存在的增加停电次数、扩大停电影响范围、适应性不足等问题,提出在台区之间建立低压联络并实现低压无缝合环转电的优化策略。给出无缝合环转电装置拓扑结构,分析其实现无缝合环转电的原理,提出适用于低压联络无缝合环转电的运行维护新策略。针对配电房设置变压器的典型场景,介绍了临近配电变压器和孤立配电变压器通过接入无缝合环转电装置构建低压联络的方式。研究表明,基于无缝合环转电装置的低压不停电作业方案,兼容性强,可统筹区域配电网资源,差异化提供不停电作业服务,满足不同目标用户的供电可靠性要求。     

配电网合环信号相角差的评估方法研究与仿真

为了提高配电网合环操作质量,避免配电线路出现过流保护误动,确保配电网的顺利运行,研究配电网合环信号相角差的评估方法,为配电网合环操作提供理论基础。分析10 kV配电网合环转电影响因素,利用叠加定理塑造配电网合环等值电路,给出配电网合环信号相角差运算条件,分析并获取配电网电压向量取值范围,得到不同合环方式母线电压相角差评估过程,获取夏大、夏小两种情况下不同合环方式的相角差分布结果,以及不同情况下的合环方式和合环运算采取的母线电压取值方案。仿真实验结果说明,所提方法具有较高的配电网合环信号相角差评估准确度,稳定性较高,提高合环操作的成功率。     

低压合环转供电方案设计与仿真分析

城市用户对连续、安全供电需求不断提升,如何进一步提高供电可靠性成为一个迫切需要解决的问题。供电部门一直在探索新的送电和转供电模式,其中10kV配网转供电一般按"逢停必转,能转必转"原则工作,但0.4kV低压自动合环操作领域一片空白,为提高其运行方式灵活性及负荷转供能力,介绍了低压配电网现有供电方式,探讨了低压配电网环形供电方式的可行性,设计了低压母联、线路首端和末端合环等几种合环供电模式,采用PSCAD/EMTDC软件建立低压合环模型,对合环电流进行仿真分析,并提出低压合环智能装置开发的技术要求,为低压配电网开展合环操作提供一定的理论基础。     

基于移相调压技术的紧凑型配电网合环系统研制

负荷转供是配电网操作及线路检修的重要内容,当合环点两侧存在较大压差、相位差时,线路检修和倒负荷只能采取先停电后转供方式,导致供电可靠性降低。为此提出基于移相调压技术的紧凑型配电网合环系统方案,开展了合环线路暂态、稳态理论研究和仿真分析,计算合环点两侧稳态电流及冲击电流。针对目前其他技术方案存在的问题,创新性提出在合环点桥接具备自动调压和调相功能的移相调压器技术方案,制定自动控制以及保护配置策略,开发移相调压器、合环总控装置等关键设备,实现系统试点投运。     

考虑合环电流约束的主动配电网转供优化模型

配电网合环操作是实现负荷不停电转供的必要手段,但其可能产生较大合环电流并导致负荷转供失败。为充分挖掘分布式发电(DG)在主动配电网的调控潜力,首先分析了含DG配电馈线合环功率分点的主动调整条件,获得含DG配电馈线合环的稳态和暂态电流约束。然后结合配电网功率平衡和辐射型结构约束、变电站转供容量限制,以开关总动作次数最少为目标,建立配电网转供方案优化模型;再考虑合环稳态和暂态电流约束,以DG出力变化量最小为目标,建立合环电流约束校验及DG出力调节优化模型;并将前述模型整合,形成考虑合环电流约束的主动配电网转供优化模型。最后通过实际配电网算例分析,验证了该文模型的有效性。     

基于安全约束的成都配电网合环分析研究

配电网供电可靠性是反映配电网运营及管理水平的重要指标之一。通过手拉手配电网线路进行合环转供是减少用户停电、提高供电可靠性的重要手段。为明确安全可靠的合环操作区间,文章从理论出发,在考虑了多种约束的基础上,提出了一种配电网合环操作安全校验方法,对分区运行背景下的成都城区配电网合环情况进行了研究,证明了目前成都电网还有进一步扩大合环操作范围,减少停电次数的潜力。     

10kV配电网合环运行研究

介绍配电网合环运行现状,从网架结构、保护配置及合环控制方面分析了基于环形接线和多端口换流系统的两种配电网合环运行模式的可行性和具体实施方案,最后对比分析两种合环运行模式的优缺点。     

配电网合环转供电研究及辅助软件开发

经过长期的发展,国内配电网普遍形成了"闭环设计,开环运行"的供电模式,为了提高供电可靠性,合环转供电已成为电力公司的常用手段。介绍了配电网合环电流计算方法,以及减小合环操作风险的相关措施;基于所提出的方法开发了配电网合环辅助决策软件,并将其应用于某地区实际配电网的合环转电计算分析,对保证配电网合环操作具有重要意义。     

高压配电网与天然气管网互联的转供优化模型

该文建立高压配电网与天然气管网互联系统的转供优化模型。首先,将电网转供的概念延伸至多能源互联系统,提出了能源转供的概念;然后,结合天然气管网和电网的运行特性,利用天然气发电机组和电转气(power-to-gas,P2G)机组,进行气转电和电转气的双向转供优化调度,建立了基于高压配电网与天然气管网互联的转供优化模型。该模型的目标函数包含天然气管网压缩机损耗最小、部分分气点供气量最大,以及电网开关动作次数最少、天然气发电机组和P2G机组运行成本均最低;约束条件包含天然气进气点、分气点、压缩机、阀门和管网运行约束,以及电网有功功率平衡、电网辐射型结构约束;该模型采用双层遗传算法进行求解。最后,通过110kV高压配电网与天然气管网互联系统的算例分析,验证了所提模型的有效性。     

合环转电对环网型美式箱变的影响研究

配电网合环转电的开展提高了供电可靠性,但合环电流对电网的冲击影响着配电网的安全稳定运行。从配电网生产运行中遇到的问题着手,通过现场试验、理论分析、仿真验证等方法分析了合环转电对环网型美式箱变的影响,为配电网倒闸操作、规划建设提出了合理建议。     

含PV节点的配电网合环潮流算法

随着分布式电源(Distributed generation,DG)的接入,配电网合环场景发生改变,给配电网合环潮流计算提出了新的要求。以PV型DG为例,提出一种含PV节点的配电网合环潮流算法。针对前推回代法处理PV节点和环网能力弱的特点,利用改进灵敏度矩阵对PV节点进行无功修正,实现对PV节点的处理。依据叠加原理,用合环功率补偿法对合环端口节点进行功率补偿,从而实现配电网合环潮流计算。最后对IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,结果表明该算法能够有效解决含PV节点的配电网合环潮流计算问题。     

基于PSCAD/EMTDC的低压合环电流仿真

随着用户对供电可靠性要求不断提高,低压配电网的供电方式成为未来电网供电可靠性及安全性的重要因素;通过设计双公变房低压母联、邻近台区配电变压器间低压母联和配电变压器低压干线联络等供电方式,应用PSCAD/EMTDC软件建立仿真模型,改变低压合环点的上级电源、配电变压器、负荷等设备和运行参数;仿真得到低压合环电流的曲线和数据,分析合环电流大小的影响因素,合环两侧电压相角差对合环电流的影响很大;在合环冲击电流未超过线路保护装置整定的速断保护启动电流,合环稳态电流未超过线路的热稳限值,环路上的所有设备不过载前提下可进行低压合环转电操作。     

配电网30°相角差线路不停电转供的解决方案及关键分析

针对现实存在相当数量的配电网30°相角差线路的不停电转供难题,提出快速合解环以最大限度缩短环流持续时间、以断路器组顺序控制应对断路器解环拒动问题的解决方案。以实际网络为案例,首先,对故障和正常状态下30°相角差系统的环流特性进行了分析,得出了避免在系统最大运行方式下进行合解环操作则可以不考虑电动效应的结论。其次,对电网主设备热效应的环流允许持续时间、计及故障场景且不影响继电保护的环流越限最大持续时间进行了计算,两者小者可作为断路器组顺序控制的环流持续最大时间限制。然后,揭示了合环点两侧电压合环角、合解环间隔时间需要配合,才能得到最小合环电流。最后,对合解环的操作过电压影响进行了仿真论证,从而为基于高速通信和顺序控制的合解环自动化解决方案提供了关键计算支撑,并得到了试点成功案例验证。     

考虑合环约束的配电网重构方法

为避免用户停电,配电网合解环操作是电网调度部门通过重构调整运行方式的重要手段。文中建立了考虑合环约束的配电网重构模型,模型以线损最小为目标,同时考虑了正常运行方式和合环运行方式下的节点电压和线路功率限值约束。提出改进的贪婪自适应搜索算法求解所建模型,采用基于戴维南等值定理的配电网合环潮流算法验证合环安全性。该方法可求得配电网重构的具体合环操作步骤,确保重构过程中无新用户停电。两个系统算例的计算结果验证了所述方法的正确性和有效性。     

基于统一潮流控制器的配电环网潮流优化控制策略

双电源配电环网是实现配电网故障无缝自愈、有效解决短时停电问题的基础,但配电环网中潮流呈自然分布,且缺乏有效的调节手段,统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)可对环网潮流进行控制,但需突破其经济性瓶颈.为此,在调节功率一定时,以负荷节点电压与环网两端馈线出力极限为约束条件,分别以 UPFC 输出的有功功率和视在功率最小为目标,提出了潮流控制策略.仿真结果表明2种优化控制策略能够满足配电环网潮流调度要求,且兼顾了 UPFC 应用的经济性     

Reconfiguration of distribution network for loss reduction and reliability improvement based on an enhanced genetic algorithm

Electrical distribution network reconfiguration is a complex combinatorial optimization process aimed at finding a radial operating structure that minimizes the system power loss or/and maximizes the system reliability while satisfying operating constraints. In this paper, a distribution network reconfiguration method is presented for both the indices of power loss reduction and reliability improvement. The enhanced genetic optimization algorithm is used to handle the reconfiguration problem so as to determine the switch operation schemes. Based on the information of a single loop caused by closing a normally open switch, we improve the algorithm on crossover and mutation operations of original Genetic Algorithms. The effectiveness of the proposed method is demonstrated on 33-bus, 69-bus, and 136-bus radial distribution systems.     

EV-BWPT无缝功率环移相控制策略研究

电动汽车双向无线电能传输系统以其便捷性、安全性和可靠性高等优势,在车网互联时代得到广泛应用。与传统的单向系统相比,双向系统需要在多个不同控制自由度中进行选取,从而影响系统传输效率。为降低系统无功功率,提高效率,提出一种双向无线电能传输系统无缝功率环移相控制策略。首先,对基于双边LCC补偿网络的双向无线电能传输系统进行了有功和无功功率传输特性分析,得出有功/无功功率与效率、内移相角及外移相角之间的关系;进而提出采用有功功率环路控制外移相角、无功下垂环路控制内移相角的无缝功率环移相控制策略,且该控制策略无需切换模式即可实现功率正反向流动;最后,通过Matlab/Simulink以及半实物实验平台,验证该控制方法的有效性。     

配电网合环冲击电流计算方法及其简化计算公式

配电网合环操作可能产生较大的冲击电流,影响电网的安全稳定运行。为此提出一种配电网合环冲击电流计算方法,并推导了较准确的非合环支路冲击电流解析计算公式。基于最佳频率下合环前后的潮流和戴维南定理,计算合环冲击电流衰减时间常数;基于额定频率下合环前后的潮流结果和最佳频率法计算获得的衰减时间常数,计算合环冲击电流及非合环支路电流。最后,对不同方法(包括PSCAD/EMTDC暂态仿真)计算冲击电流的结果进行比较分析,验证了所提方法的实用性和有效性。算例结果同时表明某些非合环支路的冲击电流比合环支路冲击电流要大,表明非合环支路冲击电流简化计算公式及其计算校验是非常必要的。     

冗余电压数据干扰下的配网合环潮流计算方法改进研究

传统阻抗法在运算配网合环潮流时,受到冗余电压数据的干扰,存在计算结果精度不高,消耗时间较长的问题。因此提出基于前推回代的合环潮流计算方法,采用前推回代方法基于冗余电压干扰下的辐射状配网合环系统结构,基于节点迭代过程的运算结果,判断节点是否具备合环条件并对其进行调整和改进,当相邻两次迭代节点电压差模分量的最大值小于给定收敛值,说明迭代过程结束,获取节点电压值。采用三相潮流计算方法,获取配网合环中的网格参数,并对各节点电压进行初始化设置,对配网合环末端进行回推计算得到支路功率的分布情况,获取配网合环潮流计算值。实验结果说明,所提方法提高配网合环潮流计算精度,具有较高的收敛效率和运算效率。