源荷储一体化的广义灵活电源双层统筹规划

高比例可再生能源电力系统中,逐渐减少的传统机组灵活性资源与增加的灵活性需求之间的矛盾日益严重,开展灵活电源专题规划的必要性日益凸显。基于灵活性供需平衡机理,提出了源荷储一体化的广义灵活电源概念,并建立了含资源投资决策和运行模拟校验的双层统筹规划模型。在证明了规划模型的凸性基础上,基于最大净收益增量比优化目标,设计了两阶段迭代求解优化算法。最后,通过中国北方某大型风电基地实际数据,对基准规划场景进行了评估,分析了系统灵活性缺额问题,并采用所述模型对源荷储资源进行优化规划,讨论了储能和需求侧响应在未来规划中的应用。算例表明,所提出的灵活性协调优化方法能够将灵活性量化评价指标纳入到电力系统规划中,优化得到不同约束阈值下的最优方案,能够快速进行参数灵敏度分析,从而提高优化方案的鲁棒性和适用性。     

考虑碳排放目标的配电网源网荷储优化调度探究

随着电力碳交易市场落地实践,以县级为单位的配网范围碳排放配额和现货价格将成为配电网调度运行不可忽略的因素,配网侧源、网、荷、储可调度资源逐步丰富。首先在现货市场环境下对配网侧“源、网、荷、储”进行电力经济建模,同时对各类电源进行碳排放效益建模,考虑碳市场和配网范围碳配额影响,建立购电效益和碳排放效益多目标优化调度模型,采用模式搜索算法进行优化求解,并实际数据对IEEE 33节点系统进行算例分析,证明模型和算法的有效性,深入探究了“源、荷、储”规模比例、碳排放价格、核证自愿减排量价格以及碳配额对调度运行的影响。     

基于能源路由器的源网荷储优化管理

为了满足未来电网对电能控制的复杂性和多样性要求,在局部消纳的基础上,以微网、智能小区为自治单元,形成自下而上的能量单元的互联。提出一种源网荷储优化管理的能源路由器拓扑与控制,通过对各个端口的能量管理,实现源网荷储能量的优化管理。     

智慧配电网源网荷储高效协同运行控制技术

水力发电是运用水的势能转换成电能的发电方式,其原理是利用水位的落差（势能）在重力作用下流动（动能）,推动水轮机旋转,再带动发电机发电。它是最成熟的发电方式之一,除提供电力电量外,还具备调峰、调频、调相、黑启动和事故备用等重要功能。     

考虑源荷不确定性的配电网新能源系统规划策略

碳达峰、碳中和的提出使发展新能源系统成为我国能源转型的必然需求,然而新能源系统发电和持续增长负荷的不确定性问题会危害电力系统的稳定运行,研究考虑源荷不确定性的配电网新能源系统规划策略具有重要意义。为此首先建立了考虑源荷不确定性的配电网新能源系统鲁棒规划模型,综合考虑配电网的规划成本和运行成本。由于原有模型为一个难以直接求解的混合整数非线性规划问题,提出一种二阶锥松弛的方法将原模型转化为易于求解的混合整数二阶锥规划模型,提高了模型的求解效率。最后,以IEEE 33节点的配电网为算例进行仿真,仿真结果验证了所提策略的有效性。     

基于源网荷储综合调峰资源协同方案研究

宁夏地区调峰主要依靠煤电机组承担,随着新能源的快速增长,宁夏调峰形势更加严峻。基于此背景,从源-网-荷-储灵活性提升入手,构建了以电力系统的总发电成本最低为目标的优化模型,运用SPER_PROS系统进行“十四五”本地区运行模拟。基于以上优化模型,构建满足宁夏调峰资源的8种典型场景,通过对这8种场景的仿真计算分析,得出通过深化煤电机组调峰、需求侧分时峰谷电价、电网侧跨区直流运送方式按照送端负荷参与调峰与增加储能的方式,可以降低新能源弃电量。并提出了基于“十四五”源-网-荷-储综合调峰资源的协同方案及其相关建议与措施,为未来宁夏电网的科学发展提供有力支撑。     

基于源网荷储的综合能源多能互补协同优化规划

传统的综合能源多能互补协同规划方法采用互联互动的原理对综合能源能量流进行分析,无法获取精度较高 的综合能源多能互补同步发电单元输出特性,导致能源能量流规划效果较差,增加了能源功率损耗.基于此,引入源网 荷储,提出了一种全新的能源多能互补协同优化规划方法.根据复合电站反调峰特性与随机波动特性,设计复合电站多 能互补机制,获取间歇性资源利用率与复合电站每小时的出力,在此基础上,基于源网荷储理念,建立综合能源规划数 学模型,得出综合能源多能互补同步发电单元的输出特性,将能源多能互补同步发电单元输出特性与储能单元相结合, 对综合能源多能互补协同储能进行优化,提高机组吸纳与提供电能的能力.根据实例应用可知,通过提出方法进行综合 能源多能互补规划,风电机组与光伏机组出力功率较小,能够有效降低综合能源多能利用过程中产生的损耗.     

考虑源网荷储协调的主动配电网优化调度方法研究

针对源网荷储的一体化运行目标,提出一种考虑源网荷储的主动配电网协调运行调度方法.基于多时间尺度的思想,以最小化可调节量和最大程度地增加新能源消纳为目标,建立一个具有两个互补时间尺度的主动配电网日前-日内优化调度模型,将差分进化算法和帝国竞争算法相结合求解最优调度模型.仿真验证了所提出的多源协同调度方法的优越性.仿真结果...     

考虑分布式电源影响的配电网源荷储分层协调控制

本文为充分发挥储能系统的快速功率吞吐能力和冷/热负荷的调节作用，促进分布式电源的主动就地消纳，根据可控分布式电源、储能系统、冷/热负荷的多时间尺度互补特性，提出一种源荷储分层协调控制方法。该方法面向冷热电联供型配电网，按“以电定冷热”的原则，将调度过程划分为电源层与用户层，并按上下级进行协调优化，从而确定电能实时调度方案以及冷/热能实时调度方案。按照某园区配电网实际情况进行调度仿真及分析， 验证源荷储分层协调控制方法的合理性与有效性，调度结果表明在保证了园区重要电负荷供电的同时，最大限度地供应了冷/热能，实现了配电网的协调优化运行,以及能源利用方式的精细化、集约化发展。     

综合能源系统源网荷储动态建模技术进展

综合能源系统（IES）为多种能源的高效协同和互补利用提供了重要平台。源网荷储动态建模技术是IES实现动态多时间尺度仿真和优化计算的重要因素,也是确保IES安全和稳定运行的必要前提。在介绍IES中源网荷储侧主要的动态模型及源荷不确定性模型的基础上,分析了源网荷储动态建模技术在统一建模研究及框架中的运用现状,展望了动态建模的发展方向。源网荷储各类动态模型需要进一步平衡精度和时间复杂度,并引入统一动态建模框架中,最终构建统一仿真平台和数字孪生系统。     

高比例可再生能源接入下考虑输配协同的输电网规划测试系统

以风光为主的高比例可再生能源通过不同电压等级接入电网,输电网与配电网之间的互济需求增强,促使输电网规划考虑与配电网协同,然而协同规划却面临着缺乏测试系统的难题.因此,构建了一个高比例可再生能源接入下考虑输配协同的输电网规划测试系统HRPTD-20,描述了系统的源网荷基本特性并给出了相关数据.系统包含2个区域、3个电压等级,以及3种传统和3种未来典型配电网结构场景,可再生能源装机容量占比接近55％.基于考虑输配协同的输电网规划模型求解,给出了测试系统的基准规划方案.对比分析验证了该测试系统可以用于输配电网协同规划,有助于提高可再生能源通过不同电压等级接入输配电网的消纳能力.     

考虑多种主动管理策略的配电网扩展规划

提出了主动配电网扩展规划的混合整数二阶锥规划模型,该模型以总的投资与运行费用最小为目标函数。文中考虑了4种主动管理措施降低规划方案成本及未来的运行风险,包括有载调压变压器调节、切机、切负荷及无功补偿。规划措施包括主动管理、新建线路、新建变电站、扩建变电站、新建分布式电源。配电网规划是一个混合整数非线性规划问题,再加对各种主动管理措施及未来不确定性的考虑,配电网规划问题求解变得相当复杂。基于配电网潮流方程及约束松弛技术,建立了配电网规划的二阶锥规划模型,并利用改进的IEEE 33节点系统及Miranda 54节点系统进行了算例验证。     

高比例可再生能源电力系统的输配协同优化调度方法

随着可再生能源的高比例接入和主动配电网技术的发展,传统的输配割裂的调度模式容易导致输电网与主动配电网间发、用电计划制定协调性不足,难以充分消纳集中式与分布式的可再生能源。为解决上述问题,提出一种针对高比例可再生能源电力系统的输配电网分层分布式多源协调优化调度体系,充分尊重并利用各利益主体的自主运行特性,实现分散自治、协同优化。输电网层面,利用改进区间法处理可再生能源不确定性,构造能量和备用协调优化模型。配电网层面,设置局部调度层,利用场景法对含储能系统的分布式可再生能源进行联合出力优化,将配电网层子问题构建为动态经济调度模型。在此基础上,利用目标级联法进行输配调度迭代求解,各层间仅需交换部分边界功率信息进行协调,最终获得输配协调的最优调度策略。算例结果表明调度计划的制定兼顾了输、配电网发电资源,有助于提高电网运行经济性和可再生能源消纳能力。     

主动配电网中计及网络重构的分布式电源鲁棒规划

网络重构作为主动配电网(ADN)中优化潮流、减小网损的重要手段,有必要在规划阶段进行考虑。为此,在电源规划中计及网络重构,以年综合费用最小为目标函数,除传统分布式电源(DG)规划约束,还考虑了风电和光伏发电的运行约束、重构次数限制约束,以及DG的渗透率约束,并针对风速、光照和负荷的不确定性,给出了"风—光—负荷"的不确定场景集,建立了主动配电网中计及网络重构的DG鲁棒优化模型。同时,针对模型特点,利用双层优化方法对其进行分解,并采用粒子群优化(PSO)算法和二进制粒子群优化(BPSO)算法分别对上、下两层规划模型进行求解。最后,采用IEEE 33节点系统对模型进行算例仿真,分析了网络重构和鲁棒性对DG规划方案、系统经济性及可靠性的影响,验证了该模型的有效性。     

一种考虑低压侧直供潜力的输配电网规划方法研究

针对电网规划中输配电网协调性不足和资源利用率不高的问题,将直供负荷纳入电网规划中,以合理利用高电压等级变电站的容量,并充分利用变压器低压侧直供潜力来提高电网的供电能力。通过引入反馈变量,建立输电网与配电网连接处功率耦合关系,实现输电网规划模型和配电网规划模型的分布式求解,在优化配置模型求解过程中,由于目标函数比较复杂且为非线性函数,采用群体最优值交叉操作的量子粒子群算法（CR-QPSO）对其进行求解,并建立粒子记忆集以加快模型收敛速度案例分析验证了所提方法的有效性。     

考虑网络动态重构的分布式电源选址定容优化方法

以投资周期经济收益最高为目标,基于二阶锥规划提出了一种考虑网络动态重构的分布式电源选址定容优化方法。首先,针对闭环设计的配电网结构,提出计及联络线和分段开关状态的拓展DistFlow潮流模型,并基于此建立了考虑网络动态重构的分布式电源配置优化模型。引入"虚拟支路电压"的概念对模型进行线性化处理,提出了基于"有功流"的辐射形拓扑线性约束方法,同时配合电流、电压变量替换和二阶锥松弛,建立了统一优化模型的二阶锥形式。采用添加辅助电压约束的方法,解决了对含电压上限约束时二阶锥模型松弛不紧致的问题。在IEEE标准算例中测试了算法的有效性,结果表明,考虑网络动态重构可以提高电网对分布式电源的消纳能力,同时提升分布式电源投资周期内的总体经济效益。     

考虑多能互补的主动配电网规划与高效Benders求解方法

提出了一种考虑风、光多能互补的主动配电网规划模型及求解策略。考虑了多种可再生能源自身的不确定性和相互间的互补特性,采用局部密度峰值的聚类法生成典型场景,以配电网的全寿命周期成本效益最优为目标函数,构建了基于二阶锥规划的主动配电网规划模型。由于多能互补环境下的配电网规划是一个包含大量场景的混合整数非线性规划问题,在Branch-and-Cut求解框架下,基于现代Benders分解算法给出了规划模型的高效求解策略。最后采用IEEE-24节点测试系统进行了算例分析,测试结果验证了规划模型的合理性以及求解策略的高效性。     

考虑新能源波动区间的交直流配电网下垂斜率鲁棒优化方法

为应对交直流配电网中新能源出力的不确定性,以交直流混合配电网电压源型变流器(VSC)为研究对象,提出了考虑新能源波动区间的交直流配电网VSC下垂斜率鲁棒优化方法。该方法在保证系统鲁棒安全的前提下最小化期望场景的网损,并采用列和约束生成算法进行求解。在下垂控制中,提出V 2ac-P和V 2ac-Q双下垂控制,在保证线性反馈下垂特性的前提下,将模型的子问题转化为混合整数二阶锥规划问题。此外,为提高子问题二阶锥松弛的精确性,提出了支路损耗限值策略,通过求解支路损耗最优潮流模型,确定每次迭代过程中各支路可能的最大损耗,并在子问题中以此为约束对支路电流进行限值。数值仿真结果表明,提出的优化方法可以以微小的经济代价显著提高系统的鲁棒安全性。支路损耗限值策略能有效提高二阶锥松弛的精确性,从而增强子问题对于极端场景的优化能力。     

考虑网络抗毁性的配电网网架多目标规划

复杂网络理论中的网络结构抗毁性从自身连接性角度描述了网络抵御破坏的能力。文中将其引入配电网网架规划中,建立了以投资、维护、运行费用之和最小,以及网络抗毁度最大为目标的配电网网架多目标规划模型,并采用向量序优化方法优化该多目标模型。向量序优化理论包括排序比较和目标软化等核心思想,能确保以很高的概率求得足够好的解,计算量大大减少,可以满足配电网规划寻求最优或次优方案的工程需要。算例优化结果表明,采用向量序优化求解配电网网架规划可以找到较优的规划方案,且与现代启发式算法相比,计算时间更少,搜索效率更高。     

Active Distribution Network Expansion Planning Integrating Practical Operation Constraints

This paper proposes a mathematics model of active distribution network expansion planning (DNEP) integrating the practical operation constraints, which are the OLTC (On-Load Tap Changer) tap adjusting frequency and substation voltage variation. Distributed Generation (DG) curtailment, load curtailment, OLTC tap adjustment, and reactive power compensation are considered as the active management schemes. The expansion model allows alternatives to be considered for new wiring, DG installation, new substation, and substation expansion. The DNEP problem is a mixed integer non-linear programming problem, active management, and uncertainties, especially with the DG integration make the DNEP problem much complex. In order to find the suitable algorithm, this paper converts the DNEP problem to a Second-Order Cone Programming (SOCP) model through distflow equations and constraints relaxation. A modified 33-bus application example is used to verify the proposed model with different active management scenarios.