基于一致性原理和梯度下降法的微电网完全分布式优化调度

针对基于经典一致性算法的微电网优化调度中存在需要集中处理器对可控单元进行信息采集并做求和处理等问题,提出一种基于一致性原理和梯度下降法的完全分布式优化调度策略。该算法的一致性原理由一致项和调整项两部分组成。其中,一致项选择增量成本作为一致性算法的状态变量进行迭代计算,调整项根据功率偏差进行修正,使其满足约束条件。通过将梯度下降法和一致性原理相结合,实现微电网发电成本的优化并提高收敛速度。并且通过可控单元与相邻可控单元之间局部信息交互更新参数,应对拓扑结构的灵活变化。最后基于IEEE-14节点系统和IEEE-39节点系统仿真验证所提方法的有效性和可行性。     

主动配电网分布式能源分区消纳实时协调控制

为实现主动配电网对可再生能源最大程度的消纳,提出了一种主动配电网分布式能源分区消纳的协调控制策略。依据分段开关位置将配电网划分为若干含有分布式能源的自治区域,以可再生能源最大消纳情况下成本最低为目标进行全局优化;每个区域接受全局优化潮流算法提供的优化目标,在此基础上根据馈线功率误差指标（feeder control error, FCE）计算的功率偏差总额,仅考虑自治区域局部拓扑,采用配网直流潮流运算,利用区域内的分布式电源快速实现自治区域中馈线功率误差（FCE）的分配和消纳,最终实现FCE等于零;无法完成区域目标时相邻区域相互通信协助补足差额。最后,通过双馈线7个自治区域的系统算例验证了算法的有效性。     

考虑信息交互的微电网群分布式经济调度方法

随着新能源的发展，更多具有随机性的分布式电源以微电网群的形式接入配电网，传统集中式经济调度将面临复杂信息交互的挑战。此外，微电网群灵活多变的拓扑结构也迫切需要考虑数据隐私的微电网群信息交互机制。针对微电网群分散自治的特点，提出一种考虑微电网群信息交互的微电网群新能源互补消纳与协同优化调控算法，以降低功率调节所耗费成本和保证微电网整体实时功率平衡为目标，将经济调度问题转换为功率分配过程中微增成本一致性的问题。算例仿真结果表明，所提分布式算法具有良好的收敛性，且在功率约束、拓扑变化、链路故障的情境下仍具有较好的优化效果。     

基于集群的主动配电网双层分布式优化调度策略研究

随着主动配电网中大量分布式能源资源的接入,传统的集中式调控架构体系将无法有效处理这些分布式单元,因此有必要对主动配电网分布式资源集群优化调度开展研究。以基于多智能体架构的主动配电网为研究对象,根据“群内自治、群间协调”的分级调控思想,提出一种基于“源-荷”集群功率偏差的双层分布式优化调度策略。在上层全局优化阶段,提出基于“源-荷”集群功率偏差的改进一致性算法对各集群间进行分布式协调优化;在下层局部优化阶段,基于分布式一致性算法对各分布式单元进行协调优化,获取最优效益下“源-荷”需求,同时对所提策略的收敛性进行证明。通过IEEE 33节点系统验证所提策略的有效性和合理性。     

考虑运行风险的主动配电网分布式电源多目标优化配置

考虑配电网运行中的不确定性,文章通过改进蒙特卡洛法生成大量预想事故集,利用潮流计算和拓扑分析得到接入分布式电源后系统运的行风险。提出一种考虑主动配电网运行风险的分布式电源多目标优化配置模型,将主动配电网运行带来的运行风险RL与分布式电源运行成本CDG作为目标函数,采用改进的粒子群算法对多目标优化模型进行求解,获得分布式电源安装位置和安装容量以及运行风险与运行成本之间的权衡关系。仿真算例表明,所提出的考虑主动配电网运行风险的分布式电源多目标优化配置方法,与单一只考虑经济性或者可靠性的优化模型相比更加合理,适用于分布式电源的优化选址和定容,验证了该模型的可行性。     

基于一致性理论的主动配电网分层分区经济性协调控制研究

主动配电网分区协调控制兼顾区域间的全局协调和各区域的内部优化控制,而传统全局协调方法可靠性原则主导下不平衡功率分配方法以及集中优化方式,不能满足当前经济性主导的主动配电网运行要求。为此提出一种基于一致性理论的主动配电网分层分区经济性协调控制方法。采用双层多智能体系统实现区域间的协调与各区域的内部优化控制,将各级智能体视为等效电源,通过发电成本微增率一致性控制以实现整体经济性最优;同级相邻智能体间信息交互,优化与控制过程均在智能体本地进行,各智能体优化所需计算量少并能够根据配电网变化快速调节自身运行状态。采用IEEE 33节点系统的主动配电网算例进行仿真,验证了算法在维持主馈线出口功率基本不变情况下能够适应配电网网络变化,并快速调节各可调单元成本微增率到一致,满足所提控制需求,对未来主动配电网的研究具有借鉴意义。     

基于交替方向乘子法的主动配电网分布式多目标优化调度

主动配电网优化调度是实现主动配电网中各类分布式能源协调、高效利用的有效手段。随着分布式能源渗透率的逐渐提高,传统的集中式优化调度面临计算复杂、通信量大、目标单一等问题,基于此,提出了一种基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)的主动配电网分布式多目标优化调度方法。建立了计及分布式电源、柔性负荷、储能装置等的多区域、多目标优化调度模型,采用ADMM进行相邻分区间的交替迭代并行计算,降低了计算复杂度,并且各分区可根据利益主体的不同实际情况与重点需求,科学、独立地确定不同的优化目标,与目前普遍采用的统一设定各分区相同优化目标的调度方法相比,大大提高了灵活性;同时,相邻分区间只需交互少量信息,使通信量大幅减小。最后通过对算例的分析验证了所提方法的可行性与高效性。     

基于一致性算法的主动配电网源-荷-储分布式协调优化调度

针对可再生能源高渗透率的主动配电网调度运行存在的网络拓扑多变、通信及计算量大等问题,建立了基于多智能体的配电网源-荷-储完全分布式模型。为增强负荷参与调度的意愿,对系统内柔性负荷进行分级优化建模,改变柔性负荷边际效用。通过设置节点负荷比重改进一致性算法,应用算法对各智能体的边际成本提取变量。通过一致性协调优化的方式实现源-荷-储的协调运行,提高配电网的运行经济性。算例仿真与分析验证了该模型的有效性。     

含柔性直流装置的主动配电网优化调度研究

随着分布式电源、储能和柔性负荷等新型元素的接入,含柔性直流装置的主动配电网(active distribution netw ork,ADN)成为未来配电网发展的重要方向。含柔性直流装置的主动配电网可实现潮流的灵活控制、区域间功率的相互支援以及更大范围内资源的优化配置等。该文针对含柔性直流装置的主动配电网,建立了考虑分布式电源就地充分消纳的"区域自治-全局协调优化"的分层优化调度架构。区域自治以区域调度费用最低为目标,采用分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)对区域内可控分布式电源、储能和柔性负荷等可控资源进行优化控制。全局协调优化在区域自治的基础上,以全网运行成本最低为优化目标,利用柔性直流装置灵活调节区域间功率,使分布式电源在更大范围内得到充分消纳。最后通过仿真验证了DMPC对区域内可控资源有功出力控制的高效性;多场景仿真结果表明,全局协调优化可通过柔性直流装置在更大范围实现区域间功率的相互支援,促进分布式电源的最大消纳,提高主动配电网运行的经济性与安全性。     

计及调频备用效益的主动配电网分层分布式协调优化调度

含高比例新能源新型电网的建设发展对调频辅助服务提出了更高的需求。针对这一问题,提出了一种计及调频备用效益的主动配电网分层分布式协调优化调度方法,在满足配电网运行经济性最优的同时,为输电网提供调频备用容量。建立分层分布式调度架构,协调调度层和集群自治层均采用分布式拓扑结构,各智能体与邻近智能体相互通信并完成个体计算任务;以灵活性特征表征分布式能源响应调频辅助服务请求的能力,构建两者集合之间映射的对应法则;建立协调优化调度模型,采用一致性算法求解得到最优功率方案和共识价格,并获得集群备用容量。通过算例仿真验证所提计及调频备用效益的协调优化调度方法的有效性,并结合典型通信故障场景分析分层分布式算法的鲁棒性。     

主动配电网与输电网协调调度与阻塞管理

针对主动配电网优化调度的研究局限于配电网内部而未考虑与输电网关系的问题,提出了一种计及阻塞管理的输配电网协调优化调度策略。定义了主动配电网的广义投标函数和对外调节裕度作为输、配电网间协调媒介,对系统进行优化调度,通过潮流计算判断输电网的阻塞支路,在阻塞优化中考虑主动配电网中分布式电源的可调度性,利用节点对线路的灵敏度系数进行阻塞管理,消除线路阻塞。上述问题采用改进的粒子群优化算法解决。利用改编的IEEE30节点系统进行仿真实验,验证了所提输配电网协调优化策略与阻塞管理方法的有效性。     

考虑价格需求响应的主动配电网动态经济调度

随着分布式发电的渗透率提高,配电网会出现馈线过载、电压越限等问题,从而限制了分布式电源的接入。需求响应利用负荷侧可调控资源参与主动配电网调度可以促进大规模分布式电源消纳。本文将价格型需求响应引入现有主动配电网的多时段优化运行调度模型,构建了三相主动配电网有功-无功协调动态经济调度模型,并提出了基于混合整数二阶锥规划的模型求解方法。该模型可通过需求响应负荷调节,并协调与分布式电源、储能装置、无功补偿装置的动态优化运行,达到节能降损、保证馈线负载、电压不越限的目的,实现主动配电网全局能量管理优化。对扩展的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,验证了所提出模型及算法的有效性和优越性。     

离散学习优化算法在含分布式电源的配网重构中的应用

灵活的网架重构作为主动配电网的重要特征,利于高效消纳分布式能源。传统的数学规划方法难以求解非凸的含分布式电源的配电网重构问题。为此,提出了一种离散学习优化算法(DLOA),并将其应用于有源配电网重构问题。所提方法主要包括三个模块:学习优化算法、离散策略以及拓扑结构分析技术。其中,学习优化算法作为程序优化的核心,离散策略用于确定配电网线路的开闭状态,拓扑结构分析技术则用于分析配电网的网架结构。通过33节点测试系统验证离散学习优化算法的有效性,算例分析表明,所提方法能够有效求解高度非凸的含分布式电源的配电网重构问题。     

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。     

聚类网架拓扑与源荷关联场景生成下配电网分布式电源规划方法

面对多样化的配电网拓扑结构,为了对分布式电源规划激励措施的成本进行快速有效估算,提出了一种基于聚类网架拓扑的配电网分布式电源规划方法。同时,在规划阶段充分考虑分布式电源与负荷的相关性,提出了基于Copula理论的源荷关联场景规划方法。通过SimRank++算法计算不同馈线拓扑结构间的相似度,由层次聚类算法获取配电网的不同馈线集群,将集群中心作为典型网架的拓扑结构。针对每一种典型网架的拓扑结构,以经济性为目标建立分布式电源的规划模型,并采用模拟退火粒子群优化算法对模型求解。基于实际城市配电网进行算例分析,分析结果表明所提方法能够灵活地指导分布式电源规划,从而为可再生能源和配电网的战略规划提供参考。     

主动配电网优化调度策略研究

主动配电网的优化调度策略是主动配电网实现经济及安全运行的重要保障,也是主动配电网对于分布式能源实施主动管理的核心技术。文中提出了一种考虑主动配电网特性以及分布式能源特性的优化调度模型,该模型以一个完整调度周期的运行成本最低为目标函数,以可控分布式能源以及联络开关作为控制手段,考虑不同时段电价以及联络开关调整对于运行成本的影响,并确保储能系统在整个调度周期的能量守恒以及容量约束。此外,针对所提出的主动配电网优化调度模型,提出了基于智能单粒子优化算法(ISPO)的求解方法,通过对粒子的位置表达形式以及粒子位置更新过程的改进,实现完整调度周期内复杂的主动配电网优化调度策略求解。最后,算例的计算结果验证了主动配电网优化调度模型及其求解算法的有效性。     

配合主网调度的配电网分布式电源主动控制策略

为了降低大量分布式电源接入配电网造成的电网潮流的不确定性,提出一种能够用于配合主网功率调度的配电网分布式电源控制策略。该策略可以实现主网对配电网在公共连接点处注入的有功和无功功率对给定参考值的跟踪,从而使整个配电网等效为可控的功率节点,使配电网具有一定的功率调度性能。同时,具有分布式电源间有功功率的分担以及平衡各分布式电源并网点处的电压的特性。该策略采用分布式一致性算法,只依赖邻居节点间的通信,不需要系统的全局信息。还给出配电网分布式电源通过控制无功实现电压平衡的阻抗条件。策略的有效性通过仿真得到了验证。     

基于产消方式的互联微网协同自治运行策略

随着分布式电源在用户端的广泛接入,互联微网间的调度问题将呈现非合作特性,难以直接通过集中优化求解。鉴于此,文中结合电力市场双边交易机制,提出了一种基于产消方式的互联微网协同自治运行策略。该策略充分尊重市场运行的客观规律,通过挖掘电力供需本质以及主动能量管理为配电网的经济优化调度提供依据。针对该策略设计了一种双层优化算法:下层优化问题通过计算微网系统自治状态下的节点边际电价和需求曲线以寻求互联微网协同运行的平衡点;上层优化问题基于原—对偶内点法对微网出力及联络线功率进行优化。算例仿真结果验证了互联微网分散协同运行策略的正确性及其用于主动配电网实时优化调度的有效性。     

主动配电网源–荷–储分布式协调优化运行(二):考虑非理想遥测环境的一致性算法

为实现主动配电网源–荷–储分布式协调优化,提出一种完全分布式协调的鲁棒一致性算法。在主动配电网完全分布式控制模式下,通过智能体间信息交互,采用一致性算法完成迭代计算,使得主动配电网内各源、荷、储的边际成本或边际效益趋于一致,以实现源–荷–储运行的分布式优化。首先,考虑非理想的遥测通信环境,针对遥测过程中可能出现的量测误差、遥测信道干扰、遥测数据传输时延等问题,提出基于增益调整函数的鲁棒一致性协调算法,并证明该算法的均方差一致收敛性。同时,算法通过引入功率调整项实现系统有功功率缺额的实时检测,使各项运行约束条件得以满足;通过基于节点重要度改进的状态转换矩阵缩短收敛时间,提高响应速度。最终,算例仿真验证该一致性算法的有效性。     

基于边际成本下垂控制的自治微电网分布式经济运行控制

由于微电网中不同类型分布式电源的运行成本各异,传统下垂控制按照容量比例分配功率,易导致系统成本偏高。提出基于边际成本的改进下垂控制,按各分布式电源边际成本一致分配功率。为进一步解决其功率分配精度易受线路阻抗影响的问题,提出基于一致性算法的分布式经济运行控制策略,通过优化下垂控制的参考电压,实现各分布式电源边际成本一致,从而有效降低系统运行成本。该分布式经济运行控制策略利用稀疏分布式网络,无中心节点,仅需相邻分布式电源间交互信息,可靠性高。MATLAB/Simulink仿真验证了所提方法能较好地实现自治微电网的经济运行。