含储能系统的配电网电压调节深度强化学习算法

通过在配电网末端接入用于系统调压等辅助服务的储能系统,能有效应对可再生能源的高度间歇性以及负荷需求波动导致的系统电压运行水平问题。文章将电池储能的运行建模为马尔可夫决策过程,考虑其后续调控能力,提出了一种含储能系统的配电网电压调节深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)算法,通过内嵌一个Q深度神经网络来逼近储能最佳动作价值,以解决状态空间过大的问题。储能荷电状态(state of charge,SOC)、可再生能源预测出力以及负荷水平组成状态特征向量作为Q网络的输入,输出提高电压运行水平的最优离散化充放电动作,并通过回放策略来训练。相比传统方法,所提方案基于学习而无需显式的不确定性模型,且计算效率较高。最后在TensorFlow架构下利用MATPOWER对IEEE 33节点配网系统进行了分析,证明了所提出方法的有效性。     

基于分布式模型预测控制的含分布式储能有源配电网动态电压控制

针对大规模分布式电源(distributed generator,DG)接入配电网造成的电压越限问题,提出一种基于分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)的含分布式储能有源配电网动态电压控制方法,协调配电网中大量分布式光伏(Photovoltaic,PV)...     

分布式电源接入下配电网电压无功控制效果分析

分布式电源的接入对配电网的运行状况会有很大的影响,尤其是配电网的电压分布以及网络损耗方面。首先给出了分布式电源和负荷的详细模型,通过准确建模真实模拟电网潮流变化情况。然后引入一种基于规则的电压无功控制方法,以加入分布式电源和具体负荷的IEEE13节点典型馈线系统作为仿真算例,通过电压变化曲线和系统消耗功率等指标验证该算法在分布式电源接入情况下的有效性,并分析接入分布式电源的配电网的电压无功连续控制效果。     

基于智能软开关与储能系统联合的有源配电网运行优化

为消纳配电网中接入的高渗透率分布式电源(Distributed Generation,DG),文中提出一种将智能软开关(Soft Open Point,SOP)和储能系统(Energy Storage System,ESS)联合的方法对有源配电网进行优化。分析了ESS和SOP的原理并对其进行建模;将ESS加入到SOP中的直流环节,建立SOP和ESS联合的有源配电网时序优化模型,由于该模型属于混合整数非线性优化问题,文中采用二阶锥规划算法对其进行求解;在改进的IEEE-33节点配电系统上,对文中提出的优化方法进行分析与验证,并进一步对联合的SOP与ESS在不同接入位置下的优化结果进行了对比。算例分析表明:采用文中所提出的方法有利于配电网高渗透率DG的消纳,并能够起到改善系统电压水平和降低系统损耗的作用,很好地提高了配电网运行的可靠性和经济性。     

基于PQMS电压信息的有源配电网故障定位方法

通过建立逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,IIDG)在低电压穿越控制下的(Low Voltage Ride Through,LVRT)故障输出模型,利用电能质量检测装置(PQMS)的电压信息,建立故障定位评估函数,提出了一种含逆变型DG配电网的故障定位新方法。论文首先研究了逆变型DG的低压穿越控制策略,建立逆变型DG的故障特征模型,分析对称及非对称故障条件下输出特性。然后利用含逆变型DG的配电网模型,分析不同故障条件下的故障特征。通过分析故障分量网络,建立节点电压关于故障距离与过渡电阻的方程,通过改进的粒子群算法求解精确故障距离。该方法考虑了故障条件下DG输出特性对于配电网故障定位的影响,利用故障网络的节点电压分布函数,解决了低电压穿越运行下的逆变型DG有源配电网故障定位问题。最后,在DigSilent软件中构建了带有逆变型DG的IEEE 33配电网仿真系统,验证所提方法的有效性与准确性。     

基于综合电压灵敏度的有源配电网过电压控制

随着配电网中以分布式光伏为代表的新能源渗透率不断上升,有源配电网中由于光伏倒送功率引发的过电压问题日趋严峻。从节点电压灵敏度计算分析入手,推导出光伏注入对目标节点及其他节点的电压灵敏度影响计算公式,并得出光伏有功无功输出-电压灵敏度变化的一般规律。为了解决单纯依靠电压灵敏度控制效率低的问题,提出综合电压灵敏度的概念,并针对复杂配电网结构提出过电压优化控制策略。算例验证了该优化控制策略的有效性,即在不影响光伏有功输出前提下,以光伏逆变器无功输出更小的调整就可以实现相同的过电压调节效果,最终实现过电压快速调节。     

含深度学习代理模型的有源配电网电压无功控制进化算法

分布式可再生能源的大规模接入,加剧了有源配电网(Active Distribution Network, ADN)的三相不平衡,容易导致系统电压越限与线损增加。然而,由于当前配电网量测设备安装不全,部分节点负荷数据难以准确获取,因此传统基于全局观测的ADN电压控制方法难以满足实际控制需求。为解决上述问题,提出一种含深度学习代理模型的电压无功控制(Volt/Varcontrol,VVC)进化算法。设计以高速公路神经网络为代理模型,精确拟合局部量测负荷信息、调压控制策略与系统性能指标之间的映射关系。将训练后的代理模型嵌入非支配排序遗传算法的迭代寻优过程中,对电压偏移率、三相不平衡度及线路损耗指标进行直接计算,实现数据驱动的配电网VVC策略快速求取。在改进的IEEE 123节点三相配电网算例上进行测试,验证了所提算法的性能优势及求解效率。     

考虑有源配电网运行灵活性的智能储能软开关优化规划

当前大规模风光出力和负荷的波动性使得配电网对运行灵活性的要求不断增加。智能储能软开关(soft open point integrated with energy storage system, ESOP)具有智能软开关的功率灵活调节能力及储能系统的功率储存能力,可以提升配电网运行的灵活性和经济性。文中首先对ESOP的原理和数学模型进行阐述;然后,从节点和网架灵活性资源的调整能力出发提出净负荷调节量和支路负荷裕度,将其作为配电网灵活性的评价指标,将配电网运行成本及ESOP规划建设成本作为经济性指标,从而建立以含ESOP的配电网灵活经济运行为目标函数的优化规划模型;最后,采用二阶锥规划算法对模型进行求解。通过改进的IEEE 33节点系统进行算例验证,结果表明所提出的灵活性指标可准确量化配电网运行灵活性,优化规划模型可实现配电网经济灵活运行。     

分布式电源对配电网电压的影响

针对分布式电源并网后对系统电压所造成的影响,引进分布式电源渗透率的概念,在分布式电源渗透率和安装位置变化两种情况下,对配电网的运行规律进行了分析,同时考虑了系统负荷变化时,引起的DG渗透率及系统电压的影响,并通过对IEEE 14节点系统进行了仿真研究,从DG渗透率与节点电压的关系曲线中,得出了分布式电源渗透率对系统电压分布有着直接的影响,只要合理规划分布式电源,就能发挥电压支撑作用,确保配电网可靠运行.     

考虑规模化储能的配电网电压分布式控制

为了实现储能资源的规模化利用,构建了面向大规模储能设备的协同控制框架,提出了一种基于分布式优化方法的配电网电压控制方法.该方法利用改进型交替方向乘子算法,在优化模型的对偶问题中引入一致性人工约束,仅依靠相邻设备间的通信,即可实现完全分布式的储能设备充放电管理与配电网电压支撑.基于IEEE 33节点系统的仿真算例验证了所...     

含储能的主动配电网优化运行研究

围绕含储能系统的主动配电网运行优化这一研究内容,对储能系统、分布式电源的运行特性进行了深入分析,构建了含储能的主动配电网优化运行模型,并通过算例论证了模型的有效性。     

考虑负荷类型的含分布式电源系统对配电网电压的影响

针对配电系统自身的特点,考虑负荷类型,将恒功率、恒电流和恒阻抗结合起来组成ZIP负荷模型,在传统牛顿法的基础上,提出了一种计及负荷类型的改进的牛顿潮流算法。研究了不同类型分布式电源接入辐射型配电网络前后对系统各节点电压的影响。利用Matlab软件对33节点系统进行仿真,表明了该方法的可行性,比较分析了不同负荷类型,不同DG类型接入对配电网电压的影响,并根据测试结果总结出相关规律,所得结论可为DG接入配电网提供依据。     

考虑分布式储能参与的直流配电网电压柔性控制策略

针对多节点直流配电网电压稳定性差且控制困难的问题,提出一种考虑分布式储能参与的直流配电网电压柔性控制策略。首先,分析直流配电网的拓扑结构,指出了现有控制策略在多节点电压调节方面的不足以及分布式储能参与调压的可行性。其次,推导配电网中交直流接口的电压-频率耦合关系以及双向直流接口的级联下垂特性。针对配电网端口交直流断面,将交流电网的频率波动经虚拟惯性作用与直流电压波动建立联系,生成虚拟电压差以控制储能响应频率波动,减小直流配电网的接入对交流电网的影响。针对配电网-微网变流器断面,依据接口类型的不同设计分布式储能单元的控制策略,使其响应配电网节点电压的变化,增强功率波动时直流电压动态稳定性,减小配电网运行模式切换的可能性。该策略仅需本地节点信息,无需通信,可扩展性好。最后,建立典型的两端直流配电网的仿真模型,通过系统仿真证明了所提柔性电压控制策略的有效性。     

空调负荷参与配电网电压管理的分布式控制方法

配电网中空调负荷的规模随着生活水平的提高在快速增长,而带有空调的建筑具有热缓冲能力,使其具备了参与需求侧响应的价值.与此同时,分布式光伏发电在配电网中的渗透率也在逐步提高.光伏发电的波动对配电网电压稳定性造成了消极的影响.文中提出一种基于分布式趋同控制的方法,通过聚合商之间建立的有限通信链路对聚合空调负荷进行调度,以参...     

计及电压越限投资的有源配电网节点电价计算方法

有源配电网的多电源特性有利于释放线路容量、改善电压水平、延缓电网投资。针对含分布式电源的配电网,建立了一种计及电压越限投资成本的有源配电网节点电价计算方法。该方法通过量化分布式电源接入引起的潮流变化对未来容量与电压越限投资的影响,对双向潮流情况下元件投资年限进行求解与修正。在此基础上,利用长期增量成本法计算节点电价,评估了现有网络的容量利用水平与电压越限程度。IEEE 33节点系统算例分析表明,所提定价方法能够反映各节点对有源网络容量与电压越限程度的贡献水平,可以指导合理的电力消费与电网规划。     

分布式电源接入对配电网故障定位及电压质量的影响分析

为了解决分布式电源(distributed generation,DG)接入情况下对配电网故障定位及电压质量的影响,分析了各种类型分布式电源对短路电流的影响,得出了依靠故障电流分布进行故障定位的传统配电自动化系统的适应范围,提出了一种利用重合闸与分布式电源脱网特性协调配合的改进故障处理策略,以应对更大规模分布式电源接入的挑战。分析了分布式电源接入配电网后对电压偏差和电压波动的影响,提出了一种获得不必进行控制就能满足电压质量要求的判断条件,对于不符合该判断条件的分布式电源可以通过配电自动化系统进行监控以满足电压质量的要求。实例表明所建议的方法是可行的。     

面向分布式光伏虚拟集群的有源配电网多级调控

受外界环境影响,分布式光伏出力具有间歇性、波动性和不确定性,其分散、高渗透接入给配电网调控带来了高维数、高复杂度等问题,故提出面向分布式光伏虚拟集群的有源配电网多级调控。首先,提出虚拟集群概念,并基于社团理论提出适应调控目标变化的虚拟集群动态划分方法。然后,针对含高渗透分布式光伏配电网的运行特点和调控需求,具体研究包含全局优化调度级、集群趋优控制级、本地消纳控制级的多级调控模型与实现方法。最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型并进行算例分析,验证了所提调控方法可适应有源配电网运行状态变化,提高调度控制的快速性和有效性。     

基于储能型STATCOM的中低压配电网电压调节技术研究

针对常规STATCOM只能进行无功补偿,对中低压配电网中电阻性压降导致的低电压调节效果不理想的问题,提出基于常规STATCOM加装储能,构成储能型STATCOM的技术方案,使其具备有功功率补偿能力,探讨其在中低压配电网中的电压调节效果.首先,对比分析了中低压配电网中无功补偿和有功补偿的电压调节机理和调节效果,说明有功补...     

配电网分布式储能集群调压控制策略

考虑到分布式电源与电动汽车大规模接入配电网后造成节点电压越限与储能系统运行经济性有待提高等问题,文中提出一种分布式储能集群调压控制策略.首先,通过构建基于电气距离的模块度指标形成配电网电压控制集群;然后,依据越限严重集群优先原则,确定各集群储能调节功率,并根据节点电压灵敏度对群内各储能进行功率分配;在计及配电系统安全、...