国外需求响应技术在主动配电网中的应用

主动配电网是提高可再生能源渗透率、智能电网用电的有效手段,而需求侧响应机制能够显著提高配电网的灵活性。着重介绍国外最新需求侧管理技术在主动配电网管理中的应用以及未来发展,包括需求侧管理技术对配电网规划、网络一体化的影响以及欧洲的需求侧管理项目实践。     

计及分布式电源和电动汽车特性的主动配电网规划

随着清洁能源的发展,高渗透率的分布式电源(DG)和电动汽车(EV)给配电网的规划和运行带来诸多影响,例如大量弃电、加剧负荷峰谷差等问题。文中建立了计及DG出力相关性和EV需求响应的规划运行双层模型以减小负荷波动。首先,在DG概率模型的基础上,使用相关矩阵法生成具有相关性的DG节点样本;其次,建立多目标规划运行双层模型,上层考虑DG和充电桩的协同规划,下层考虑负荷波动、DG弃电等运行成本,并将所提随负荷波动EV充放电价、DG相关样本等以约束方式表示;接着,在应用Voronoi图法对充电站服务范围划分的基础上确定EV响应量上限并将双层模型转化;最后,应用CPLEX工具包对所建二阶锥模型进行求解,并通过某"交通网-配电网"关联系统验证所提模型和方法的有效性。     

主动配电网背景下无功电压控制方法综述

为适应高渗透率、大规模分布式电源的接入,主动配电网成为当前及未来智能电网研究的趋势。文中综述了主动配电网背景下分布式电源接入、需求侧管理和拓扑结构等因素对配电网电压分布和电压稳定性的影响;从集中控制和分散控制两个方面总结了主动配电网的无功电压控制方法。结合当前研究现状的分析,总结了各种因素影响下主动配电网的无功电压控制研究中存在的一些问题和不足,指出了主动配电网无功电压控制研究中亟待解决的几个问题。     

泛在电力物联网形势下的主动配电网规划技术综述

泛在电力物联网鼓励各种分布式电源、储能以及电动汽车等大量的新型电力设备接入配电网侧。传统的配电网结构在未来将会出现巨大变化,导致原有的规划技术将难以适用于配电网对于供电安全性与稳定性等指标的要求。基于以上现状,对适用于泛在电力物联网形势下的主动配电网规划技术进行综述。分别从主动配电网中负荷预测与发电预测、选址定容、规划方案多维度评估等方面,阐述了新形势下配电网规划技术可能遇见的难点与挑战,归纳评价了多种复杂理论与优化算法。最后给出了对于新形势下主动配电网规划技术的总结与未来展望。     

宁东地区主动配电网建设的规划思路

近年来,配电网中分布式能源、电动汽车等负荷的接入率越来越高,配电网的网络架构和功能趋于复杂,在电网运行中带来不少问题。基于泛在电力物联网的新形势下,对宁夏宁东地区分布式电源、电动汽车等负荷的接入以及宁东基地用户侧的用电特点进行分析,提出主动配电网建设的思路及初步治理措施,对宁东地区“十四五”电网规划建设具有一定的现实意义和参考价值。     

主动管理在含有分布式电源的配电网中的应用

介绍配电网主动管理(AM)的概念和原理,建立AM问题的最优潮流(OPF)模型;提出定量评估系统,采用多种技术经济指标评估AM对含有分布式电源(DG)的配电网的影响;并应用FCM聚类算法简化初始数据集.对改进的33节点系统的评估结果表明:应用AM能够有效地减少配电网的线损,改善电压分布,并可以提高DG投资者的净收益.     

未来主动配电网中的新型数据驱动应用:技术,展望与挑战

基于目前智能电网的发展现状,探讨未来主动配电网中(active distribution networks,ADN)的新型数据分析技术与应用。首先概括介绍了当前主动配电网的现状与发展趋势,接着介绍了在未来智能主动配电网中可能起到重要作用的若干数据分析关键技术。基于此,对未来主动配电网中的一些新型数据驱动应用进行了展望,并对其在实际实施中的挑战进行了讨论。     

主动配电网的运行控制技术

正高渗透率分布式发电,特别是光伏发电在配电网中的大量涌现会使配电网的规划运行模型发生根本性的改变,因此有必要研究与之相适应的运行控制关键技术。主动配电网(Active Distribution Networks,ADN)的核心理念是建立在全面量测基础上的主动规划、主动管理、主动控制与主动服务,强调对分布式可再生能源的主动规划,强调规划运行的有机协调,强调对分布式发电的主动管理和控制,强调对上级电网和用户提供主动服务。     

交直流混合主动配电网关键技术研究

配电网担负着电能的配送任务,传统配电网的电能传送是单向的,随着分布式电源大量接入,配电网的电能可能出现双向流动。由于分布式电源具有随机性和间歇性的特点,增加了配电网运行控制的难度。为了满足大规模分布式电源接入的要求,在北京延庆建设交直流混合主动配电网,提高配电网的能源配送和优化能力,支持高渗透率分布式能源的充分消纳,降低系统损耗,提高设备利用率,实现高可靠高质量供电,延缓增容建设投资。     

主动配电网的分层能量管理与协调控制

大规模的可再生间歇式能源并网,给配电网的管理带来巨大挑战。主动配电网通过对其进行主动管理和协调控制,实现间歇式能源的有效消纳。该文提出主动配电网的分层能量管理与协调控制体系,基于主动配电网的控制区域划分和信息模型融合,研究全局优化技术和局部控制模式,分析各控制模式的适用场景,给出全局优化启动的条件,实现局部控制模式的主动切换。最后通过对佛山主动配电网示范工程实例的仿真分析,验证分层能量管理体系的有效性。     

基于机会约束规划的含电动汽车主动配电网能量管理方法

针对含电动汽车(EV)和分布式光伏的主动配电网(ADN),提出了一种基于机会约束规划的能量管理方法。首先,基于EV用户的出行特性和需求,构建了基于分段线性化的EV智能充放电决策模型;其次,通过支路潮流模型与二阶锥松弛,构建了含EV与分布式光伏的ADN一体化数学模型,EV集群作为灵活可控单元主动参与ADN的能量管理;然后,为了充分考虑分布式光伏的不确定性,采用机会约束规划方法描述了含不确定性参数的数学模型,并对模型中的机会约束条件进行确定性转换;最后,考虑不同城市功能区内含EV与分布式光伏的ADN场景,进一步对比分析了不同的机会约束条件置信水平下EV对ADN经济安全运行的影响。仿真结果表明,适度降低机会约束条件的置信水平能在保证EV用户出行需求的同时充分地挖掘EV充放电行为的灵活性,进一步实现ADN的灵活运行。     

计及电动汽车充电模式的主动配电网多目标优化重构

电动汽车的入网会影响到电网的经济性和安全性,而配电网重构是电网优化运行的有效措施。根据主动配电网(ADN)的特点,提出了含分布式电源(DG)和电动汽车充电的优化重构模型。通过有功网损灵敏度确定DG的安装位置和容量,构造出DG出力和EV充电的多时段概率模型。建立有功网损、电压偏移指标(VSI)和开关操作次数的多目标优化数学模型以确定系统的最佳重构方案,并在IEEE33节点标准配电系统中,采用引入小生境技术的改进多目标粒子群算法(IMPSO)进行计算,提高了算法的全局寻优能力。考虑了电动汽车无序充电和智能充电两种模式,对比不同场景下得出的结果,验证了该方法的实用性和有效性。     

需求响应视角下有源配电网分层分区切负荷方法

线路发生故障或出现功率缺额时,配电网需快速切除部分负荷以保障系统整体运行的可靠性。提出了一种考虑需求响应的有源配电网分层分区精准切负荷方法：首先定义电气距离,结合社区发现方法将配电网划分为若干子区域;其次,建立以用户满意度最大和全网需求响应成本最小为目标函数,同时考虑子区域内安全运行、用户响应意愿等约束的有源配电网本地切负荷模型,并采用混合整数二阶锥规划算法对该线性模型进行高效求解;最后,基于事件触发机制思想构建有源配电网多区域协调控制架构,利用有限通信资源实现区域内/区域间切负荷信息的有效交互与精准执行。算例分析结果表明,与传统切负荷方案相比,所提切负荷方法不仅能够改善分布式电源接入后的系统电压水平、减少切负荷成本、提高用户参与需求响应的满意度,还可以缓解配电网多层级通信传输压力,提升复杂配电网切负荷方案的效率。     

基于需求侧响应的主动配电网双层优化方法

分布式电源在配电网中渗透率越来越高,导致配电网电压越限问题凸显,对此构建协同考虑主动配电网设备规划和运行的双层优化模型。上层模型考虑配电网中分布式电源、静止无功补偿器及电容器组的容量配置优化以减少配电网投资运行成本。下层模型考虑需求侧响应,有载调压变压器、储能及分布式电源等设备的协调控制,着重提高电压稳定性。针对模型特征,采用基于改进麻雀算法和二阶锥规划的混合优化算法进行求解。外部采用改进麻雀算法求解多维变量以提高求解速度,内部基于二阶锥规划求得配电网主动管理控制策略。最后采用改进的IEEE33节点系统进行仿真验证。结果表明,所提出双层优化方法可以有效提高配电网运行经济性,改善配电网电压分布,平抑负荷峰谷差。     

面向主动配电网的统一电能质量控制器补偿策略研究

主动配电网在充分发挥多种清洁能源优势的同时,不得不面对电能质量问题日益突出的困境。统一电能质量控制器(UPQC)可综合治理主动配电网中的电压质量和电流质量问题,是解决该问题的重要突破口。首先对UPQC系统进行解耦控制,将dq坐标下的数学模型转换到αβ坐标系下实现全解耦,得到串联侧和并联侧变流器的传递函数,然后分别设计了串联侧和并联侧的控制器,最后建立了UPQC系统整体的仿真模型。通过仿真验证了在电压跌落/暂升、负载电流畸变和无功电流、及综合电能质量存在的情况下,文中所设计的控制器具有较好的补偿效果。     

基于主从博弈和贪心策略的含电动汽车主动配电网优化调度

随着入网的电动汽车规模增加,为了实现电网与车主的双赢不仅要考虑其无序充放电对电网负荷的影响,还要计及双方的成本。基于此,建立了主动配电网与电动汽车主从博弈模型。上层以配电网运行成本最低为目标,通过合理的电价及激励策略引导电动汽车充放电,并协调优化分布式电源及储能;下层基于贪心策略进行两阶段优化,先以分时电价下充放电成本最低为目标优化充放电策略,在不减少收益的约束下,再最大化电网对减小负荷波动给予的激励调整策略。通过改进的IEEE 33节点系统算例分析表明,该模型在最大化双方利益的同时极大地缩小了负荷峰谷差,避免了大量电动汽车充电引起新的高峰。     

电力需求侧管理在芬兰的发展简

在介绍芬兰电力系统基本情况和能源需求的基础上,详细阐述了芬兰近几年电力需求侧管理项目的最新进展和发展趋势,包括正在实施的需求侧管理计划、基于负荷控制的动态智能计量、直接负荷控制试验、区域供热网络中的需求侧管理、需求侧能效管理、需求侧管理研发框架等。     

适用主动配电网的差动保护方案研究

为了解决主动配电网双向潮流对电缆型配电网保护影响,分析了DER接入电缆型配电网对保护带来的问题,提出了适用于主动配电网的差动保护方案。差动保护方案配置集中式线路差动与就地式母线差动保护,适用于电缆线路的配电自动化。DTU采用内置以太网通信技术,采用专用光纤通道"手拉手"连接。基于光纤通道实现DTU数据同步,DTU进出电流传输至集中式差动保护装置,由集中式差动保护装置实现配电网线路保护,DTU就地实现环网柜母线保护,能很好地满足电缆线路ADN接入DG对保护的要求。设计开发了相应的DTU及集中式差动保护装置,应用在实际的电缆线路ADN系统,具有很好的应用前景。