基于电气距离矩阵特征根分析的主动配电网电压控制分区方法

针对现有电压控制分区方法在确定分区数方面的不足,提出一种基于电气距离矩阵特征根分析的分区方法,并将其应用到主动配电网的电压控制分区中,该方法能通过分析电气距离矩阵的特征根确定最佳分区数。首先,使用牛顿-拉夫逊法进行潮流计算,得到电压/无功灵敏度矩阵,对其进行处理得到增广的电压/无功灵敏度矩阵;然后根据增广电压/无功灵敏度矩阵定义电气距离,得到电气距离矩阵;接着建立描述电气距离矩阵特征根序列的一个指标作为判断依据来确定较大特征根个数,该个数即为分区数;最后,采用基于Ward距离的凝聚层次聚类算法对电气距离矩阵进行聚类,得出分区结果。通过算例分析,验证了所提方法的有效性和合理性。     

含风电和光伏发电的综合能源系统的低频振荡

综合能源系统通过综合利用风电和光伏发电,提升间歇性能源发电的能力和效率,可实现多种能源合理高效利用,然而,随着新能源渗透率的不断提高,其间歇性、随机性和不确定性的特点为电力系统稳定性带来新的挑战。在此背景下,针对含风电和光伏发电的综合能源系统,研究其对电力系统稳定性的影响。基于完整的风力和光伏发电系统的数学模型及控制结构图,采用特征根分析和时域仿真法,分别研究了不同风电和光伏消纳工况对电力系统低频振荡特性的影响,包括风光单独接入、不同的风光并网接入点、不同的风光互补容量配比等。以IEEE 4机2区电力系统为例对所提方法进行说明并验证有效性,仿真结果表明:不同风光接入点和容量配比,对电力系统低频振荡特性的影响程度有明显区别。     

含分布式电源的配电网电压无功两级协调控制模式

针对大量分布式电源接入配电网带来的电压无功控制问题,提出配电网电压无功两级协调控制模式。该模式包括2个控制层级,其中,二级控制系统针对高压配电网优化,得出关口最优电压;一级控制系统针对中低压线路进行优化,实现无功的就地平衡。关口实现层级之间的信息交互,2个控制层级通过对关口电压和功率因数的不断修正实现系统的全局最优控制。最后,算例仿真结果验证了控制模式的可行性。     

考虑实际运行的配电网电池储能系统的优化配置研究

储能具有削峰填谷、改善电压质量等作用,在配电网中具有极其重要的地位。研究制定蓄电池储能系统运行策略,并用其指导配电网中储能配置问题。以综合经济效益最大为上层规划目标函数,储能配置容量为控制变量,考虑了储能投资成本、运行维护成本、节约电能损耗收入和储能低储高放套利收入等因素。采用启发式数学方法,以分布式电源出力与电网负荷叠加后的等效负荷曲线为基础,根据一定指标提出一种考虑分时电价的蓄电池储能系统充放电策略,并作为下层规划部分,建立二层规划模型。利用嵌入启发式方法的遗传算法对该模型进行求解。用修改的IEEE33节点系统进行分析,验证了所建模型的有效性,并将提出的储能充放电策略与现有的典型充放电策略对比,说明了所提策略的优越性。     

分布式电源电压支撑能力层次分析评价

分布式电源(Distributed Generation, DG)大规模接入配电网,其电压支撑能力能够提升系统供电能力,改善电能质量。为量化评价DG的电压支撑能力,设计DG低电压支撑能力、限界电压合格率和限界功率损耗三项评价指标。通过功率圆限定指标评价范围,降低DG供电能力范围外节点对评价指标的影响,提高评价指标的准确性和灵敏度。改进指标间的权重系数算法,提出一种基于层次分析法的DG电压支撑能力评价方法,从低电压位置、电能质量、功率损耗三个角度量化评估配电网供电性能。根据评估结果计算判别标度,得到DG电压支撑能力综合评价结果。最后,基于某实际43节点中压配电系统进行算例仿真,验证了所提指标与评价方法的有效性。     

基于K-Medoids聚类与栅格法提取负荷曲线特征的CNN-LSTM短期负荷预测

高效准确的短期负荷预测是电力系统安全稳定与经济运行的重要保障。针对峰荷与谷荷预测误差较大的问题,提出一种基于栅格法提取负荷曲线特征的卷积神经网络和长短期记忆网络(convolutional neural network and long short term memory network, CNN-LSTM)混合预测模型。首先,采用K-Medoids算法对日负荷曲线聚类,将各聚类中心作为典型代表日负荷曲线。采用栅格法将典型代表日负荷曲线划分为若干个区间并依次编号,提取负荷曲线的特征。然后,将各典型代表日负荷曲线特征与对应负荷类型历史数据重构成新的特征集输入到CNN-LSTM混合神经网络中。利用CNN挖掘数据间的特征形成新的特征向量,再将该特征向量输入到LSTM中进行预测。最后,以美国新英格兰地区2012至2013年电力负荷数据集为例进行仿真验证。结果表明,所提方法在不同日期下的负荷预测精度均有所提升,并且在提升日负荷平均预测精度的同时,有效提升了峰荷、谷荷的预测精度。     

含分布式电源的配电网中电池储能系统运行策略

针对配电网中因分布式电源(DG)的接入和负荷变化而引起的供需平衡问题,提出一种同时考虑DG和分时电价的蓄电池储能系统(BESS)充放电策略。第一步以降低能耗的收益与BESS套利之和最大为目标,以BESS各时段充放电功率为控制变量,以节点电压和充放电功率等为约束条件,在假设电池容量足够大的理想情况下建立划分充放电时段的数学模型;第二步以确定了充放电状态的各时段BESS功率为控制变量,并在第一步数学模型的基础上考虑荷电状态等约束,确定充放电功率的大小,并进一步划分充电、空闲和放电时段。修改的IEEE 33节点系统验证了所提策略的有效性。     

变电站并联补偿容量不等分组方法

针对现有变电站并联补偿容量分组方法存在的问题,提出一种考虑了无功需求变化时序特征的优化分组方法。该方法分为两个步骤,首先以各段方差之和与相邻各段距离之和的比值最小为目标函数,对无功需求曲线进行分段;然后采用改进的模糊C均值聚类算法对分段结果进行聚类,聚类数为电容器分组数,各类之间的差值即为分组容量。在电容器分组数确定时,研究了曲线分段数对聚类结果的影响。采用实际的电网参数和负荷曲线进行仿真,综合考虑电能损耗、电压质量、电容器组动作次数和无功不倒送等技术指标,并与最优覆盖法进行对比。算例结果验证了所提方法的有效性与合理性,在电容器分组数相同时,与最优覆盖法的降损效果接近,但是控制器动作次数大大减小。