计及无功潮流影响的传输介数概念及其电网关键线路辨识研究

在潮流介数的基础上,考虑了线路在传输无功潮流方面的作用,提出线路传输介数并将其用于辨识电网关键线路。由于充足的无功支持是电压稳定性的基础,将无功传输的作用纳入到关键线路辨识方法中后,传输介数能准确地辨识出影响系统电压稳定性的重要线路。关键线路的连续故障会导致有功和无功传输通道的破坏,需要切除部分负荷以维持系统频率和电压稳定,故采用基于最优潮流的失负荷量作为故障线路重要性的评价指标,以验证具有高传输介数的线路在电网运行中承担关键作用。IEEE39和IEEE118节点系统算例表明,传输介数能够辨识出系统中影响节点电压稳定水平的重要线路,其辨识效果优于潮流介数,基于传输介数的电网关键线路辨识方法具有合理性和有效性。     

电动汽车充电站在配电系统中电气接入点的最优选择

针对电动汽车(electric vehicle,EV)充电负荷在空间中的合理布局等问题,现有相关文献主要围绕充电站的选址和定容展开研究,尚未论及如何确定充电站在所属区域配电系统中的电气接入点。在此背景下,该文针对计及对潮流影响的电动汽车充电站电气接入点的选择问题进行探讨。首先,依据电动汽车出行统计数据拟合结果,获得初始荷电状态(state of charge,SOC)及起始充电时刻分布特性,建立电动汽车充电负荷的概率模型,同时利用蒙特卡洛仿真求解,并采用深圳市电动出租车的实际数据对这种方法做了验证。之后,以节点电压偏差百分数和支路有功功率损耗增量百分数为基础,构造了评价充电站对配电系统潮流影响的综合指标,进而提出了确定充电站最优电气接入点的方法。最后,以修改的IEEE 33节点配电系统为例对所提出的方法进行了说明。     

电力系统静态电压稳定性在线监控(一)--一种可在线应用的计及负荷静态特性的电压稳定指标

基于局部量测数据和负荷静态特性．提出了一种可在线应用的节点静态电压稳定指标。首先介绍了ZIP负荷模型,然后用戴维南等值电路简化系统,将线路电流表达式整理成实部和虚部．消去负荷有功后代入ZIP负荷模型中的无功表达式得二次方程式．用根判别式得到以无功表示的电压稳定指标VSIQ;同理得以有功表示的电压稳定指标VSIP;取两者中的较小值作为节点电压稳定指标VSI。比较各节点VSI,最小值对应的节点即为系统最薄弱节点。以IEEE14节点和IEEE30节点系统为例,仿真系统在不同负荷特性下VSI的变化曲线。结果显示：恒定功率分量所占比例越大则节点VSI越小,电压稳定性越差;恒定功率比重相等情况下,恒定电流分量比重越大．节点电压稳定性越差．     

计及灵敏度因子的加权电气介数在电网脆弱性线路识别中的应用

基于复杂网络理论,通过引入“发电机-负荷”节点对之间的灵敏度因子,重新定义了计及灵敏度因子的加权电气介数,用于电网的脆弱性线路识别。通过修正发电机、负荷节点在加权电气介数计算过程中的权重值来强化“发电机-负荷”节点对之间的潮流指向性。以IEEE　9节点系统和IEEE　39节点系统作为测试算例,求解各线路的加权电气介数值并以此对脆弱线路进行排序,对排序靠前的脆弱线路分别进行N-1小干扰稳定性校验和静态攻击稳定性校验,校验结果验证了所提方法的正确性。     

基于配电网概率潮流计算的电动汽车充电站规划策略

大规模电动汽车接入会导致配电网潮流分布发生变化,给配电网的运行带来风险。采用半不变量和Gram-Charlier级数计算考虑电动汽车充电负荷的配电网动态概率潮流。根据节点电压和支路潮流的越限严重程度,定义评价充电站对配电系统潮流影响的综合指标,提出了确定充电站最优电气接入点的方法。IEEE33节点配电系统的仿真计算结果表明,采用上述方法选择充电站的电气接入点可以降低配电网节点电压和支路潮流越限的风险,有助于通过充电设施的优化布局对电动汽车的充电行为进行引导和优化。     

基于电压稳定性的储能选址方法研究

目前储能选址主要从优化层面出发,突出储能系统规划运行中的经济性价值。为了发挥储能的系统改善能力,本文提出一种基于电压稳定性的储能选址方法。首先分解电压不稳定指标中的等值负荷,利用分解后的转移负荷,推导各储能备选节点功率变化与电压稳定性关键节点电压不稳定指标之间的耦合关系。从而获得储能地点发出功率对电压稳定性关键节点的增益效果,以此得到可改善电压稳定性的储能配置地点。最后通过IEEE 24节点的仿真,证明该方法的有效性。     

含电动汽车充电站的配电网谐波潮流计算

考虑到实际系统中充电站并网点的运行电压一般不是额定电压水平,且在相同功率下,电压值的变化会引起电流值变化。为使充电站并网谐波潮流计算更精确,本文提出一种适用于充电站的谐波潮流计算模型,该模型为考虑了充电站并网侧电压和自身阻抗影响的充电站等效电流源模型,并根据电动汽车充电站的工作原理,提出了一种含电动汽车充电站模型的谐波潮流计算方法。算例采用IEEE-33节点配电网系统,对两种类型谐波源在多种注入方式下进行谐波潮流计算,对比结果表明,计算中修正谐波电流后,含充电站负荷的节点及相邻节点的电压畸变率增大,充电站并网不仅影响本节点还影响相邻节点的电能质量。     

光伏电源接入对系统关键线路辨识影响研究

为研究光伏电源接入对系统关键线路辨识结果的影响,运用线路电气介数对电网中关键线路进行准确识别,通过三种攻击方式进行有效性校验;运用节点电气介数对系统关键节点的辨识结果选取不同情况的光伏电源接入点。以IEEE 39节点系统为例计算系统线路电气介数和节点电气介数,通过模拟光伏电源接入系统的不同情况研究光伏并网对线路辨识结果的影响。仿真结果表明,高电气介数线路通常处于重要输电位置,发生蓄意攻击时网络效能会急剧下降,这验证了电气介数的有效性;而光伏电源出力变化、接入系统的位置变化和系统光伏渗透率变化均对系统关键线路辨识结果产生不同程度的影响。     

计及分布式电源接入的配电网静态电压稳定性评估方法

为研究分布式电源(DG)接入对配电网静态电压稳定的影响问题,推导了能反映配电网各负荷节点电压稳定程度的电压稳定指标,提出了一种针对配电网的负荷增长策略,对DG接入前后全网最薄弱节点以及整个系统的静态电压稳定性进行了定量分析,结合PV曲线探讨了配电网电压崩溃事故的发生机理,对比分析了DG出力波动性较大时,集中接入和分散接入方式对静态电压稳定性的改善效果。所提的基于系统各节点电压稳定指标计算的静态电压稳定性分析方法可对负荷节点电压稳定裕度进行快速排序,并可实现全网薄弱节点的准确定位。DG接入前后的仿真实验结果表明,合理位置的DG接入可有效改善全网的静态电压稳定性。     

基于改进节点电气介数的电网关键节点辨识

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于改进节点电气介数的电网关键节点辨识方法。以线路功率变量与节点注入功率变量之间的功率灵敏度矩阵为基础,结合节点类型的不同,计算改进节点电气介数识别电网的关键节点。综合考虑节点移除造成的负荷损失和节点受到注入功率扰动时的电网加权潮流分布熵,定义节点重要性指标衡量节点在负荷供电和功率传输中的作用,对关键节点识别结果进行检验。改进节点电气介数计算简单,克服了以往方法中假设节点间功率按最短路径传输的不足,同时考虑了线路中潮流的方向性。在IEEE39节点系统中对该方法进行验证,结果表明利用改进节点电气介数可有效识别电网负荷供电和功率传输中的关键节点。     

考虑电动汽车充电负荷空间分布的系统特性分析

电动汽车充电的便捷、安全是电动汽车产业化的必要保障。电动汽车充电负荷具有一定的随机性和集聚性,充电负荷接入电网的位置和容量不同,势必给电网带来不同的影响。如何适应电动汽车充电负荷的接入成为电网建设规划中面临的重点问题之一。基于现有的电动汽车充电方式的讨论,考虑电动汽车充电负荷随机分布和局部集中分布两种方式,通过仿真计算,详细研究了接入电网的电压和损耗特性,并对关键因素进行了分析。结果显示,接入电网的电压和损耗特性与充电负荷的分布密切相关。最后提出电动汽车充电站点设计和选址依据。     

基于GRASP-PR混合算法的电动汽车有序充电优化

大规模电动汽车(Electric Vehicle,EV)并网充电会对配电网造成过负荷、网损增大、电压越界等影响,为了减小EV充电对电网的冲击,文中构建一种多目标EV充电优化模型,并提出GRASP-PR混合算法进行求解。算例仿真采用IEEE 33节点配电网系统,对比研究所提算法、传统GRASP算法和无序充电的仿真结果,证明基于该混合算法有序充电能达到最小化配电网运营成本、负荷"移峰填谷"和升高节点电压水平的目标,有利于解决EV有序充电问题。     

基于LSTM神经网络的电动汽车充电站需求响应特性封装及配电网优化运行

随着电动汽车的快速增长,大规模电动汽车充电具有随机性、时空耦合性的特点,对配电网运行电压造成越限风险。通过基于价格的需求响应,引导电动汽车在大时空范围有序合理地充电成为重要的技术手段。文章研究基于数据驱动的电动汽车充电站需求响应特性及其参与配电网运行优化调度问题,首先提出单体电动汽车充电模型和计及交通网络拓扑结构的电动汽车行驶特性,建立了区域电动汽车充电站负荷需求响应计算方法;在此基础上,提出了基于LSTM深度神经网络的电动汽车充电站需求响应模型封装方法,得到电动汽车充电站充电成本和充电功率响应之间的映射模型;接着,构建了考虑电动汽车充电站需求响应的区域配电网电压运行优化模型,并采用粒子群算法进行求解;最后,通过对包含3个充电站的33 节点系统的算例对比分析,验证了所述电动汽车充电站需求响应及其参与配电网优化运行方法的有效性,为数据驱动方法解决电动汽车充电和需求响应问题提供借鉴。     

考虑电价影响的电动汽车削峰填谷水平评价

为了避免电动汽车充放电行为的无控性对配电系统负荷曲线造成的不良影响,首先从能量平衡的角度出发,以电动汽车行驶里程所耗电量为依据估算电动汽车的充放电量。然后考虑电价对车主充放电的影响,以电动汽车充放电代数费用最小为目标进行充放电时间段优化。最后研究以平抑负荷曲线为目的的电动汽车充放电优化方案,采用动态规划法进行电动汽车充放电优化。提出的方法和模型在PGE 69节点配电系统中进行仿真,对于不同电价体系下配电系统中的电动汽车削峰填谷水平进行了评价。仿真结果证明了在电价的影响下,所提出的电动汽车充放电控制策略能够有效进行负荷削峰填谷。     

基于多代理系统的电动汽车充放电分布式协同调度策略

大规模电动汽车(Electric Vehicles, EV)无序充电行为将增加电力系统运行的安全隐患,而数量庞大的电动汽车充放电优化控制为电力系统能量管控提出了新的挑战。提出一种改进的基于多代理系统(Multi-AgentSystem,MAS)的电动汽车充放电分布式协同调度方法。该方法以负荷填谷为目标,在虚拟电价协同机制框架下,综合考虑了配电网三相负荷平衡、变压器容量约束和节点电压约束,与MAS信息交互机制相结合,通过采用迭代修正虚拟电价的方法,实现EV有序的智能充放电。以IEEE33节点系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的特点和有效性。     

计及需求响应的电动汽车充电站多时间尺度随机优化调度

电动汽车充电站源-荷资源优化互补与多时间尺度协调配合,能够降低充电站运营成本,减小源-荷随机性对系统调度策略的影响。提出一种计及需求响应的电动汽车充电站多时间尺度随机优化调度模型。在日前阶段,以日运行成本最小为优化目标,采用条件风险价值(CVaR)度量不确定性风险。同时引入价格型和激励型需求响应优化充电站净负荷曲线,构建了计及运行风险约束的充电站多场景优化调度模型。在此基础上,以日前期望值调度策略为参考,提出基于模型预测控制(MPC)的电动汽车充电站日内滚动优化和反馈校正控制方法,从而降低净负荷预测精度不足对优化决策的影响。最后,以某实际电动汽车充电站为算例进行仿真分析,验证了所提模型的可行性,并分析了需求响应以及不确定性风险偏好对充电站运行的影响。     

大数据背景下的充电站负荷预测方法

电动汽车负荷预测是充电站规划及调度的研究基础。相比传统的负荷预测,大数据背景下的负荷预测具有待预测数据可快速观测的特点,此时负荷预测方法需要相应调整。首先分析了充电站负荷预测所需数据及主要数据来源。其次,针对单辆电动汽车,基于大量、快速更新、多种类的数据分析电动汽车的充电习惯,预测每一辆电动汽车的充电开始时间、持续时间和充电地点,获取单辆电动汽车的负荷模型。该模型综合考虑电池状态、出行时间、行驶路径与速度、充电偏好等信息。然后,面向任意充电站,对与其相关的路网节点与交通线路上的所有电动汽车负荷求和,估算该充电站的总充电功率。最后,进行实例仿真,并与传统方法下的充电负荷预测结果进行了对比。     

电动汽车充换电站换电池的有序充电优化

大规模的电动汽车充电负荷具有大功率、波动性和不确定性的特点,将给电网带来峰值增高、电压波动等不利影响。为了降低电动汽车充电负荷对电网的不利影响,建立了电动汽车充换电站换电池的充电优化模型。通过对换电池在充电过程中充电时间、充电功率和电池电量的实测数据进行拟合,得到了电动汽车换电池的充电特性。以此为基础,建立了电动汽车充换电站的换电池有序充电模型,该模型在满足充电机数量、电动汽车对换电池的需求、充换电站容量和变电站容量约束的前提下,最小化所属变电站负荷曲线的离差平方和,并应用遗传算法实现了有序充电模型的快速求解。以山东省某电动汽车充换电站为算例,证明了该模型的快速性、正确性和有效性。     

融合多源信息的电动汽车充电负荷预测及其对配电网的影响

电动汽车充电负荷具有时间和空间不确定性、随机性,提出一种融合路网、交通、电网、天气、车辆、充电设施等多源信息的考虑用户出行行为和充电需求的电动汽车充电负荷时空分布预测模型。由图论方法构建城市路网和电网信息模型及两者的耦合关系;引入出行链,以概率函数拟合车辆首次出行时间和行程目的地的驻留时间,采用Dijkstra算法规划车辆的出行路径以获得各段行程距离,由道路等级和各时段交通信息获得车辆的行驶速度,以计算行程行驶时间和荷电状态,再根据各行程目的地的充电需求判断条件,计算充电时长和充电负荷;采用蒙特卡洛方法对各功能区电动汽车出行的时间和空间充电负荷分布进行整体仿真;并根据耦合关系将充电负荷归算至对应电网节点,再通过时间序列潮流计算评估电动汽车接入电网后无序充电对电网负荷、电压和网损的影响。算例通过设置不同的场景预测了不同功能区和电网节点的充电负荷曲线,分析了不同因素对充电负荷分布及电网的影响,验证了所提模型的有效性。