主动配电网的6个主动与技术实现

提出了主动配电网(active distribution networks,ADN)的6个主动,即电网公司侧的主动规划、主动管理、主动控制与主动服务及用户侧的主动响应和分布式可再生能源发电侧的主动参与。在电网公司侧,强调对分布式可再生能源进行主动规划、对分布式发电进行主动管理和控制、对上级电网和用户提供主动服务。电网公司的主动规划、主动管理和主动控制可以在确保电网安全稳定运行的条件下,增强对分布式可再生能源发电的消纳能力;主动服务可以为配电网创新商业模式、扩展业务领域提供新的机遇。在用户侧,强调广大用户在力所能及的范围内,承担节能减排的责任,积极响应各种不同形式的需求侧激励措施。在分布式可再生能源发电侧,应充分考虑分布式发电机组对电网的影响,强调发电机组应积极采用有功功率控制和无功电压调节技术,主动参与电网的调度运行。基于上述分析讨论了主动配电网的技术实现,包括规划运行一体化的规划技术、充分考虑高渗透率光伏发电接入的运行控制技术、鼓励用户积极参与节能减排的需求侧响应技术和分布式可再生能源的功率控制技术。     

考虑需求侧资源的主动配电网故障多阶段恢复方法

需求侧资源(demand side resource,DSR)参与主动配电网(active distribution network,ADN)运行能够提高系统可靠性及设备利用率。考虑主动配电网故障阶段复杂运行特性,文章提出了需求侧资源参与下的多阶段故障恢复方法。首先分析需求侧用户响应特性,建立价格型响应负荷的时变模型及激励型响应负荷的中断补偿模型,建立以停电时间最少、经济损失最小为目标,以用户停电次数、负荷响应时间等为约束条件的优化模型。应用差分进化算法建立动态优化模型,得到多阶段故障恢复最优策略。算例计算结果验证了所提模型和算法的正确性和有效性,并且分析了需求响应资源参与故障恢复的作用。     

新能源接入对主动配电网的影响

基于对国内外关于主动配电网(active distribution network,ADN)相关研究以及分布式发电对传统配电网影响的深入分析,从负荷预测、规划设计和运行控制这3方面对分布式新能源接入主动配电网产生的系列影响开展了讨论,提出含分布式新能源的主动配电网一次网络与能源交换网络布局设计理念以及将大数据技术应用于主动控制系统的设想,同时进行了基于大数据技术的主动控制体系设计、大数据信息采集体系设计和含新能源的主动配电系统(active distribution system,ADS)规划系统设计。     

考虑不确定性的多阶段主动配电网规划模型研究

针对主动配电网(active distribution networks,ADN)规划方法未充分计及实际拓展影响因素多样性的缺点,提出一种考虑需求和分布式发电(distributed generation,DG)不确定性的多阶段规划方法。基于生物地理学优化算法,量化分析实际条件下电网运行的多种不确定因素对主动配电网的受迫影响及其经济代价,构建可综合反映主动配电网在不同约束条件下的系统扩容综合成本模型。提出加权多维寻优理论,设计基于生物地理学优化算法的多维拓展规划流程;利用精益化管理思想,根据伪动态规划法,获得多阶段配电网规划下的系统最佳拓展方案。算例分析结果表明,所提方法能够实现对主动配电网拓展规划的优化设计,有效提高实际运行条件下系统的经济性和可靠性。     

主动配电网优化技术研究现状及展望

分布式电源(distributed generation,DG)和电动汽车的大量接入、智能家居的普及、需求侧响应的全面实施等显著增强了配电系统规划与运行的复杂性,同时,未来的配电网对规划与运行的优化策略提出了更高的要求。作为未来配电网的一种发展模式,主动配电网(active distribution network,ADN)开始受到人们的关注。介绍了ADN的概念和内涵,从规划和运行2个方面总结了ADN优化技术的国内外研究现状和关注重点,并从"源-网-荷"互动的综合优化、多周期优化及其协调配合、分层分布式优化策略等3个角度对其未来的发展趋势进行分析和梳理。     

主动配电网中联络变压器和无功补偿装置的多代理控制方法

为了协调控制主动配电网中联络变压器与无功补偿装置,建立了基于多代理技术的全局协调控制模型。多代理技术凭借其灵活的结构和代理自治性,能够较好地将集中式控制与分布式控制结合在一起,建立的区域主导节点决策模型,能够实现电压越限区域电压薄弱节点的动态跟踪。将合同网通信协议和调压优先原则相结合,通过对无功-电压灵敏度指标的竞争,能够实现联络变压器和区域无功补偿元件补偿量计算的时序优化。最后在IEEE33配电系统中进行了仿真,仿真结果表明多代理技术能够协调联络变压器与无功补偿装置进行电压调节。     

分布式光伏发电与主动配电网的协调发展

首先介绍分布式光伏发电的基本概念和特点,并分析了分布式光伏发电接入可能对配电网产生的不利影响,以及传统配电网对分布式光伏发电推广应用的制约;在探讨如何利用主动配电网(active distribution network,ADN)技术解决分布式光伏发电接入问题后,对主动配电网的一些关键技术进行了分析和总结;最后介绍了分布式光伏发电与主动配电网几个典型的应用领域,并强调了二者在政策规划、技术规范和实验示范等方面协调发展的重要性。     

基于主动配电网运行特性的电压质量评估

主动配电网(active distribution network,ADN)在元件故障时可以主动组网隔离故障,实现部分持续供电。基于这一主动运行特性,计及主动配电网的多运行状态,提出了主动配电网的电压质量评估方法。首先对元件的状态持续时间抽样得到系统的状态与持续时间序列,并对系统各运行状态进行拓扑辨识和导纳参数辨识;然后对分布式电源的出力和负荷采用拉丁超立方抽样,孤岛模式下计及功率平衡原则执行储能和负荷的协调控制,得到分布式电源、储能和负荷的功率;最后对各运行状态进行概率潮流计算,对电压幅值结果进行统计分析,并用提出的节点电压偏差风险和孤岛节点失电率指标进行电压质量评估。将所提方法应用到基于RBTS-Bus2的主动配电网测试系统中,验证了所提方法的有效性。     

基于SNOP的主动配电网多时间尺度优化策略

针对主动配电网（active distribution network, AND)中分布式电源和负荷随机波动的特点,提出了基于软常开开关（soft normally open point, SNOP）的主动配电系统多时间尺度控制策略。考虑SNOP的运行工作特性,提出了在长时间尺度上通过配电网全局优化策略实现对SNOP输出进行控制,在短时间尺度上通过引入电压波动迟滞控制实现对SNOP输出参考值的动态调整,以维持线路电压平稳,提升分布式电源的消纳能力。在改进的IEEE 33节点系统中,进行了长时间尺度全局优化、短时间尺度动态调整分析,并对SNOP的安装位置、容量和数量进行了讨论。结果表明,基于SNOP的主动配电系统多时间尺度优化策略是有效可行的,且UPFC型SNOP较B2B型有更小的容量需求。     

基于动态孤岛混合整数线性规划模型的主动配电网可靠性分析

为了得到配电网最优孤岛划分的准确方案,准确评估分布式电源（distributed generation,DG）接入对提升配电网可靠性的有益效果,文章提出了基于混合整数线性规划（mixed integer linear programming,MILP）的多时段动态孤岛划分模型,并基于序贯蒙特卡洛模拟提出了考虑故障状态下动态孤岛的可靠性评估流程。动态孤岛划分模型考虑了分布式电源和负荷的波动性,并建立了分布式电源和和负荷的功率时序模型。通过建立支路功率与节点状态的线性逻辑约束保证故障期间孤岛的辐射状拓扑结构,以改进的RBTS-BUS6系统为例,对含分布式光储的主动配电网（active distribution network,ADN）进行可靠性分析,结果表明文章所提出的电力孤岛模型能最大范围地恢复供电,并有效提高配电网的可靠性水平。     

主动配电网技术及其进展

主动配电网是实现大规模间歇式新能源并网运行控制、电网与充放电设施互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的有效解决方案。文中重点研究了主动配电网的定义及其特征,分析了主动配电网的研究现状及其关键技术,包括:含间歇式可再生能源及储能装置的主动配电网综合规划技术、基于配电网主动机制的分布自治与全局优化相结合的协调控制技术、功率及能量灵活可调的主动配电网全局优化能量管理技术以及主动配电网多目标经济性评估等。     

主动配电网协调控制系统设计及应用

分布式电源的不断增多以及电动汽车等多样性负荷的发展,给配电网的运行控制带来了极大挑战。为充分发挥主动配电网的作用,适应智能电网的发展需求,提出一种主动配电网协调控制系统。文中详细阐述了系统总体架构设计、软件架构设计,以及包含特性分析、态势感知、协调控制在内的应用功能设计,通过实现电源、电网、负荷的互动协调控制,充分挖掘配电网中可调可控资源的潜力,在主动配电网安全可靠运行基础上,提升分布式电源的有效消纳以及多样化负荷参与电网调峰的能力。文中设计开发出的主动配电网协调控制系统已应用于常州配电网。     

模型预测控制方法在主动配电网协调控制中的应用

基于主动配电网分层协调控制的特点与储能系统的控制特性,提出应用于主动配电网自治区域的协调控制的模型预测控制方法,并利用动态矩阵控制算法在Matlab 中对主动配电网储能的协调控制进行了场景仿真。仿真结果表明,应用预测控制方法的区域控制器比传统的 PI 控制器有更好的性能。     

主动配电网电压协调控制

分布式发电的协调控制与管理为主动配电网的主动电压调节提供了更多的技术手段,使得主动配电网的电压协调控制成为可能。分析了分布式发电对于现有配电网电压水平及其控制策略的影响,在此基础上研究并提出了主动配电网的电压分层协调控制体系及其策略。一方面利用馈线电压的精准估算,通过闭环控制逻辑实现单条馈线的电压水平实时控制,并设计了相应的主动配电网电压协调控制器;另一方面借助变电站变压器的分接头调节和电容器投切协调多馈线的电压水平,确保配网的电压质量。针对一个双馈线主动配电网的仿真试验验证了所提控制策略的有效性及实用性。     

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。     

含柔性直流装置的主动配电网优化调度研究

随着分布式电源、储能和柔性负荷等新型元素的接入,含柔性直流装置的主动配电网(active distribution netw ork,ADN)成为未来配电网发展的重要方向。含柔性直流装置的主动配电网可实现潮流的灵活控制、区域间功率的相互支援以及更大范围内资源的优化配置等。该文针对含柔性直流装置的主动配电网,建立了考虑分布式电源就地充分消纳的"区域自治-全局协调优化"的分层优化调度架构。区域自治以区域调度费用最低为目标,采用分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)对区域内可控分布式电源、储能和柔性负荷等可控资源进行优化控制。全局协调优化在区域自治的基础上,以全网运行成本最低为优化目标,利用柔性直流装置灵活调节区域间功率,使分布式电源在更大范围内得到充分消纳。最后通过仿真验证了DMPC对区域内可控资源有功出力控制的高效性;多场景仿真结果表明,全局协调优化可通过柔性直流装置在更大范围实现区域间功率的相互支援,促进分布式电源的最大消纳,提高主动配电网运行的经济性与安全性。     

主动配电网保护控制的设计与研究

主动配电网是智能配电网发展的高级技术阶段,是具备组合控制各种分布式电源、储能、可控负荷以及具备需求侧响应能力的配电网络。该文对主动配电网的构成进行了简要介绍,探讨了主动配电网自身的特点及其对保护控制系统的要求,在此基础上提出了面向主动配电网的控制保护系统的整体架构,并对主动配电网保护控制中的关键技术即运行控制技术、并网点与配电网相结合的保护技术以及直流配电网保护技术进行了阐述。