含多端柔性多状态开关的主动配电网动态潮流

多端柔性多状态开关(flexible distribution switch,FDS)的接入从根本上影响了配电网的网架结构和运行方式,使得配电网的潮流分布和动态特性发生改变。对此,首先基于FDS的拓扑结构及其控制策略确定其工作外特性,建立含FDS主动配电网动态潮流运行模型;同时,定义负荷安全裕度、功率增量配比和潮流均衡度,作为描述潮流转移分布特征的指标;再将原模型转化为混合整数二阶锥规划模型,并调用优化求解器获取最优解;最后,依托实际工程运行数据开展仿真测试,结果表明:FDS参与配电网协调运行可改善电压均衡并降低网损,所述潮流指标可有效评估潮流分配特性,算法高效且寻优稳定。     

主动配电网中多端柔性多状态开关的选址定容优化

智能柔性多状态开关作为网间功率调控媒介,在主动配电网中实现有功/无功协调并优化运行状态,发挥巨大的应用价值。本文考虑多端柔性多状态开关的拓展性,定义其接入的约束限制和位置向量,提出含柔性多状态开关主动配电网的经济成本优化配置模型。规划目标追求周期最小经济成本,综合考虑设备运行、连接损耗、网间交互和容量配置等成本因素来配置柔性多状态开关接入位置和端口容量。进而采用改进遗传算法和二阶锥规划的混合算法求解。最后,依托实际智能配电网示范工程,在馈线组算例系统中展开测试,结果表明所提方法能保证综合经济成本合理控制,并发掘了柔性多状态开关与无功补偿的有功/无功协调控制的性能,且算法稳定高效。     

含多端柔性多状态开关的智能配电网供电能力评估

多端FMS(柔性多状态开关)彻底改变了传统配电网的网架结构和运行方式,进而影响配电网的供电能力。根据馈线N-1安全准则,分析了常规馈线组与含FMS的智能配电馈线组的区别与联系。建立含FMS的智能配电网供电能力评估模型,该模型考虑了FMS运行约束和馈线N-1运行场景,并计及多种传统配电网的运行约束。通过等价变换消去原模型约束中的离散变量,将原混合整数非线性模型转化为一个非线性模型,优化求解获取含FMS的智能配电网的供电能力。在含三端FMS接入的智能配电网示范工程上仿真表明:该模型方法适用于多端FMS应用场景的供电能力评估,并能有效保障系统运行安全。     

含柔性多状态开关的主动配电网有功-无功协调动态优化

多端柔性多状态开关(FDS)作为可实现功率实时调控的装置,有利于实现主动配电网的运行优化。文中基于FDS接入配电网的拓扑和运行数学模型,建立含FDS支路的配电网有功-无功协调动态优化运行模型:构建多时间尺度有功-无功调度架构,以最优网损和电压均衡为目标函数,并考虑计及系统安全和断面动作限制的运行约束条件。为提高多断面潮流模型的求解效率和松弛精度,提出针对二阶锥规划和非线性规划的模型求解优化方法,并利用求解工具集SCIP等算法包获取测试结果。最后,依托实际工程数据,在含三端FDS主动配电网系统中展开仿真测试,结果呈现了FDS接入对主动配电网电能质量改善、运行策略优化和潮流智能分配的积极影响,并验证了所述方法的寻优稳定性和计算高效性。     

含柔性多状态开关的配电网分区方法

柔性多状态开关是一种新型智能配电装置。结合柔性多状态开关的功能特点,提出了含柔性多状态开关的配电网分区条件。以多层图分割理论框架为基础,提出了由粗化、分区和还原阶段构成的分区方法。在粗化过程中,提出了基于最短电气距离的粗化方法,使用贪婪图生长算法完成初始分区,并在还原阶段提出了基于路径搜索的还原方法。分区方法不仅能够优化配电网的运行指标,还能够提高配电网的可控性和灵活性。通过IEEE 118节点配电网算例对所述分区方法进行了说明和验证,并结合柔性多状态开关的调控对分区效果进行了进一步分析。结果表明,该方法能够改善配电网的日均馈线负载均衡度,并能够和柔性多状态开关的调控相配合,进一步改善配电网每一时刻的馈线负载均衡度和电压分布。     

基于多端柔性多状态开关的智能配电网调控技术

为响应配电网用户的差异化需求,实现配电网柔性运行,该文将柔性多状态开关(flexible distribution switch,FDS)引入到配电网,并在阐述FDS技术理念和内涵的基础上,对基于多端FDS的配电网分布式电源消纳、电能质量改善、配电网运行优化、自愈控制等调控技术进行详细地分析和说明。最后以广东某地区电网为案例,对基于多端FDS的配电网调控技术效果进行仿真分析和验证。     

基于柔性多状态开关的主动配电网双层负荷均衡方法

分布式电源(DG)的大量接入使得配电网源荷不确定性与随机性增大,而柔性多状态开关(FMS)的应用使得供区间互联不再受制于电压等级和相位,主动配电网(ADN)多供区联合优化运行将成为新常态,也为改善负荷不均衡现象、提高供电水平提供了基础.利用FMS灵活互联的特点,以供区层和馈线层负荷均衡指数加权最小为目标函数,建立了ADN双层嵌套负荷均衡模型,并采用改进粒子群和二阶锥规划的混合优化算法求解网络重构拓扑方案与FMS出力.整体算法外部对合环配电网进行简化和等效,减小网络重构的粒子群算法的粒子规模,加快计算速度;内部采用最佳等距分段线性逼近法(OEPLAA)对目标函数进行线性化,将FMS出力优化问题进行二阶锥转化.最后,通过某实际配电网对所提出的负荷均衡方法进行了分析和验证.     

含压缩空气储能电力系统日前–日内协调调度策略

压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)技术是实现风电规模化接入的关键技术之一,具有广阔的发展应用前景。该文将CAES电站作为消纳风电的重要手段,并与发电机组、需求响应资源共同参与电力系统优化调度。基于风电、负荷和价格型需求响应在不同时间尺度下的预测误差特性,本着"瞻前顾后"的原则,建立了含CAES电力系统日前–日内协调调度模型。该模型既考虑了CAES系统中流量、功率、气压、温度间的交互影响机理,又考虑了反映CAES电站分钟级运行特性的旋转备用容量约束和日内调度约束,能够在制定CAES电站最优运行计划的同时,得到CAES电站的最优旋转备用容量承担方案。采用德国Huntorf CAES电站的运行参数,在PJM-5bus系统上进行算例仿真,仿真结果验证了调度策略的有效性。     

含柔性多状态开关的配电网分布式自适应控制

柔性多状态开关是一种具有潮流互济和电压支撑功能的新型电力电子装置。考虑到未来配电系统的较强随机性、快速变化性以及对主动优化和响应时间的需求,针对含柔性多状态开关的配电网,需要对分布式自适应控制技术进行研究。该文提出基于多智能体系统的分布式自适应控制基本思路,构建含柔性多状态开关的配电网控制总体架构;提出基于考虑约束条件的改进离散一致性算法和无模型自适应控制理论的控制策略,实现馈线负载率和电压的分布式自适应控制;通过改进的33节点配电网,验证了该方法的有效性,并进一步比较分析了控制效果以及控制策略的适用性。     

基于柔性多状态开关的混合配电网能量管理策略与控制方法

基于柔性多状态开关(SOP)的交直流混合配电网能量管理控制方法是保证其高效、可靠、灵活和可控性的关键技术挑战.为了减少SOP非必要交换功率,并最大限度地利用可再生能源,提出了一种新的能量管理策略.该策略优先考虑可再生能源输出功率的使用,并辅以交直流子网储能的相互支持.交直流混合配电网并网运行划分为20种运行模式.基于能...     

基于不同利益主体协调优化的主动配电网日前-实时能量管理方法

多市场利益主体之间的复杂博弈,以及高渗透率可再生能源出力的不确定性对配电网规划运行带来巨大的挑战.首先,针对分属于不同利益主体的配电网和微电网,构建双层分布式优化模型,上层模型和下层模型分别解决配电网和微电网的运行优化问题.此外,为适应可再生能源出力的不确定性,基于双层模型的调度框架采用日前–实时两阶段随机优化方法,并...     

柔性多状态开关多端口协调优化调控方法

针对配电网中高渗透率新能源消纳能力提升和馈线均衡与系统运行降损需求,提出了柔性多状态开关多端口协调优化调控方法。算法分为2层,分别是参考点优化层和斜率优化层。在参考点优化层,基于源、荷长时间尺度预测数据,考虑交流馈线负载率均衡约束、开关端口功率交互方向及损耗约束以及系统潮流、运行安全等约束,以最小化系统运行成本为目标,对各端口运行参考点进行优化。在斜率优化层,基于参考点优化层所得的端口功率交互方向和运行参考点,根据指令更新间隔期间短时间尺度源、荷预测数据,考虑各端口有功、无功下垂控制约束和有功、无功容量耦合约束,以降低运行损耗为目标,对下垂斜率进行优化。算例仿真结果表明,所提出的柔性多状态开关调控方法可以有效降低系统运行损耗,实现不同馈线的功率资源优化共享;此外,基于蒙特卡洛模拟,说明所提出的方法对于间歇性新能源与负荷的发用电功率波动有较好的适应能力,可以有效降低系统状态的越限风险。     

含多端SOP柔性互联配电网供电恢复方法

智能软开关（soft open point, SOP）的应用使得多供区电网联合运行成为新趋势。针对含多端SOP柔性互联配电网的供电恢复问题,提出一种基于SOP和网络重构联合恢复供电的策略。在目标函数中考虑经济性与供电恢复效果,建立以总恢复负荷加权值最大、非失电供区负荷均衡指数最小和网络损耗最小为目标函数的供电恢复优化模型,并采用改进粒子群和二阶锥规划的混合优化算法求解网络重构方案与三端口智能软开关的功率转供供电恢复方案。以三端口智能软开关互联 3 个 IEEE33 节点网络为算例进行分析验证,结果表明,所提模型不仅能实现失电供区的最大恢复供电,还能保证非故障供区间的负荷均衡。     

含柔性多状态开关的多端互联配电系统可靠性评估与量化分析

为满足多端互联配电系统中柔性多状态开关接入策略规划的需求,提出了含柔性多状态开关的多端柔性互联配电系统可靠性评估方法。首先,基于柔性多状态开关的物理结构及其控制运行策略,建立了柔性多状态开关的可靠性评估模型;其次,依据柔性多状态开关接入系统后带来的系统运行方式及网络结构的改变,设计了失联侧负荷恢复方法并提炼了影响系统可靠性的因素;最后,为兼顾可靠性评估的速度和精度,提出了基于序贯抽样与故障分析解耦的可靠性评估方法,同时量化分析了柔性多状态开关不同的接入策略对系统可靠性的影响。仿真结果表明,柔性多状态开关接入后,可靠性指标系统平均停电频率(system average interruption frequency index,SAIFI)提升了约38.2%,系统平均停电时间(system average interruption duration index, SAIDI)提升约49.6%,系统供电可靠率(average service availability index, ASAI)提升了约1.1%,配网系统可靠性提升显著;同时,对比分析不同柔性多状态开关接入策略下系统可靠性水平,结...     

主动配电网的日前-日内两阶段优化调度

针对主动配电网的日前-日内两阶段优化调度问题,首先构建了配电管理系统总揽全局、区域调控终端负责分区的调控框架。采用经济性与安全性协调统一的两阶段调度策略:日前执行经济调度,降低主动配电网(active distribution network,ADN)运行成本;日内阶段正常时各子区域跟踪日前计划进行分区局部修正,存在电压越限时DMS执行系统全局调整以消除越限。建立了日前经济调度、日内分区局部功率修正与系统全局电压调整的数学优化模型,并采用和声搜索算法来求解调度模型。最后通过算例分析,验证了所提调度方法能够适用于日前-日内两个阶段,保障ADN经济安全运行。     

基于柔性多状态开关的主动配电网负荷在线紧急转供策略

配电网故障后,传统基于联络线的负荷转供方法存在停电转供、容易引起非故障线路过负荷等诸多问题。近年来出现的一种配电灵活交流输电(DFACTS)设备——智能软开关为上述问题的解决提供了契机。依托其对多条相连线路功率的柔性调节能力,提出了一种兼顾故障馈线残余负荷以及非故障馈线安全运行约束的负荷快速在线转供策略。首先建立了线路末端功率和各节点电压的关系,设置满足配电网正常运行状态的约束条件;在此基础上,以最大负荷转供量为上层目标函数,以电压偏差最小为下层目标函数,在约束范围内进行求解,获取最优潮流分配方法。最后针对上述最优潮流可能影响非故障馈线的安全运行的特殊场景,提出了在保证正常线路安全运行前提下最大程度保全待转供负荷的紧急切负荷策略和实现方案。依托大江东工程实际拓扑结构,搭建了基于PSCAD-MATLAB的联合仿真平台。结果表明,所提出的方案能够实现负荷的不断电在线转供。     

基于最优经济运行区域的主动配电网日前-日内协同调度方法

传统的日前-日内协同调度通常以与日前时序计划曲线偏差最小作为日内目标函数,当日内新能源出力预测值与日前相差较大时,储能装置(energy storage systems,ESS)等由于其时间耦合约束日内调整范围有限,导致经济性和灵活性较差。对此,提出了基于最优经济运行区域(optimal economic operation region, OEOR)的主动配电网(active distribution networks,ADN)日前-日内协同调度方法。在日前阶段,构建线性化ADN调度模型,基于拉丁超立方采样法生成的大量随机场景下调控设备优化曲线,以全时间段内设备出力上下界内所包含的随机场景优化结果数量最大为目标,考虑储能装置荷电状态的相邻时段约束和微型燃气轮机的爬/滑坡率,构建OEOR生成模型。最后,在日内阶段,调控设备在OEOR内滚动优化调整,当该时段优化值贴近OEOR边界时,考虑相邻时段出力约束,将OEOR扩展为最优经济极限运行区域(E-OEOR)。算例结果表明,所提方法相比于传统方法能够更有效地提升配电网经济性。     

基于柔性多状态开关的有源配电网双层优化方法

大量间歇性分布式电源的接入,给配电网带来了新的挑战。柔性多状态开关(Soft Open Point, SOP)是一种新型的电力电子装置,具有强大的功率调控和潮流优化能力。文中提出了一种基于SOP的有源配电网双层优化方法。考虑SOP运行控制的约束条件,建立了多端口SOP等效模型。以年综合费用最小为目标建立SOP上层规划模型,以多时段配电网电压偏差最小、网损最低为目标建立基于最优潮流的下层优化模型,并采用改进的遗传粒子群混合优化算法对双层优化模型进行求解。在IEEE 33节点算例上,对比分析了规划前后三端口SOP的优化能力。结果表明,SOP能有效解决配电网电压越限问题,同时降低系统损耗,并且合理的SOP规划对配电网运行优化效果更为显著。     

含多微电网的主动配电网多层多时间尺度能量管理综述

目前针对含多微电网的主动配电网,尤其是考虑了微电网不同调度模式、参与配电网协调调度的"意愿"等因素的主动配电网能量管理研究较少。结合国内外对微电网和主动配电网能量管理相关方面的研究做了以下工作。首先,简述了微电网结构及内部各单元的模型,微电网优化目标。然后,介绍了微电网能量管理的算法和多时间尺度管理策略。随后,分析了含多微电网的主动配电网能量管理系统的特点。最后,在介绍主动配电网控制构架的基础上,阐述了主动配电网能量管理策略及可能需要进一步关注的问题。