基于网络等值的直流配用电系统可靠性评估方法研究

随着直流负荷容量的快速增加,配电系统亟待调整网络结构,可靠地为直流负荷供电。当前普遍采用的直流负荷供电方式有两种:交流配电系统的直流化和新建直流配用电系统。针对上述两种供电方案,本文提出基于网络等值的直流配用电系统可靠性评估方法,与传统故障模式后果分析法(FMEA)相比,该方法避免了配电系统故障状态重复、繁琐的枚举过程,在提升可靠性评估效率的同时,最大限度地确保了可靠性评估结果的准确性。算例分析基于IEEE-RBTS测试系统,通过对测试系统的分解、负荷点可靠性评估以及配用电系统可靠性评估等步骤,从评估效率和准确度两个层面验证了所提方法的实用性,并在此基础上评估上述两种直流负荷供电方式的可靠性。研究结果表明：直流配用电系统的可靠性远高于交流系统的直流化改造。因此,面对快速增长的直流负荷,建议以新建直流配用电系统的方式为直流负荷供电。     

智能电网中低压一体化配用电监控管理系统

针对配电网供电可靠性、电能质量、分布式电源的接入和需求侧响应等问题,提出了"智能电网中低压一体化配用电监控管理系统",为智能电网的配电和用户侧的智能化提供切实可行的解决方案.系统面向智能配电和智能用电2个环节,覆盖20/10/0.4 kV中低压配用电,实现基于GIS的配网自动化、配电管理、设备管理、负荷管理、远程抄表、分布式电源和微型电网接入等功能,以提高电力系统的运行可靠性和自动化程度.     

人工智能方法在配用电领域的应用

近年来人工智能方法在图像分类、物体检测、自然语言处理等领域取得了突破性进展。在电力行业,特别是配用电领域也涌现了诸多应用人工智能方法的研究成果,这些成果的应用有助于促进配用电的智能化发展,提高配用电系统运行的经济性和可靠性。文章回顾了近期人工智能方法在配用电领域应用的热点问题,从配电设备故障诊断、配电负荷和分布式发电预测、配电系统运行优化、负荷特性分析4个热门方向进行归纳总结,希望能为相关研究提供借鉴与参考。     

考虑可靠性与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估

针对传统供电能力评估中难以同时解决既避免单纯以负荷高峰时刻全网N-1准则为基础又细致计及分布式电源、储能和负荷需求响应影响等问题,提出了考虑可靠性柔性需求与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估方法。首先,结合出力不确定性与用户差异化的响应能力,对主动配电网中的分布式电源、储能与可响应负荷等基本元素进行建模;其次,构建了以最大供电能力为目标、以可靠性需求和故障后负荷响应经济性为主要约束的主动配电网供电能力评估模型;继而,发展了考虑分布式光伏、蓄电池以及需求响应的主动配电网可靠性评估准序贯蒙特卡洛模拟法,并提出了基于遗传算法的供电能力评估模型优化求解方法;最后,通过算例验证了所提方法可有效挖掘主动配电网供电能力,提升资产利用效率。     

含微网的新型配电系统可靠性评估综述

简要介绍了分布式发电及微网的特点,总结了国内外微网技术的研究现状.指出微网的接入改变了配电网辐射状的结构,使得配网潮流双向流动,微网的孤岛运行以及微网内分布式电源输出功率的不确定性都将给配电系统的可靠性评估带来新的问题.对分布式电源建模较多地考虑自身特性而未能从微网角度考虑计及与配电系统的相互影响、孤岛划分策略以及负荷...     

低压配电台区柔性互联关键技术与发展模式

低压配电台区通过柔性直流互联,近期可实现台区动态增容、故障快速转供,提升供电可靠性及分布式电源接纳能力,远期通过低压交直流灵活组网,适应规模化多模式源、荷接入,实现源网荷储柔性高效互动目标。文中提出应对大规模分布式电源接入、终端电气化率提升、新基建建设需求以及季节性负荷波动等适用于配电台区柔性互联的典型场景,从规划建设、互联拓扑及网架结构设计、关键设备、运行控制与快速保护等五方面对台区柔性互联系统关键技术进行了综述,提出台区柔性互联系统的一次建设方案和二次物联架构,对台区柔性互联系统的高级应用和未来发展模式进行了展望。     

柔性直流配电网在深圳电网的应用研究

为解决深圳市配电网所面临的线路扩容、电能质量治理、分布式电源并网发电以及直流负荷用电需求增大等问题,分析了柔性直流配电技术的优势特点和解决深圳配网上述问题的可行性与有效性,并针对深圳宝龙工业城交流配网现状,分布式电源、负荷和储能的实际情况,设计了柔性直流配网示范工程的拓扑网架和运行方式。最后对柔性直流配网技术领域有待进一步解决的问题和未来发展方向进行了简要说明。     

含分布式电源的配电网可靠性评估

考虑未来配电网的发电和用电特征,提出计及网架拓扑结构、设备因素、电源出力和负荷需求的不确定性的配电网可靠性综合分析方法。基于网络等值法计算配电网各负荷点的系统侧电网故障率和修复率;针对配网的孤岛运行方式,计算反映电源出力和负荷需求的冗余不确定性的状态转换率参数,分布式电源的机械故障参数和孤岛系统的起动切换参数。最终应用马尔可夫模型,采用IEEE-RBTS BUS6配电网算例,对文中所提方法进行了验证。评估结果表明了该方法的精确性和快速性。     

含分布式电源配电网可靠性评估的点估计法

针对分布式电源输出功率的随机性问题,提出基于点估计法的含分布式电源的配电网可靠性评估模型。点估计法可将概率问题转换为确定性数学问题,依据分布式电源输出功率和配网负荷的概率分布构造其估计点,进一步通过分布式电源出力和负荷水平的估计点与配网可靠性之间的映射关系实现配电网可靠性指标的点估计。对IEEE-RBTS Bus6的主馈线F4进行可靠性评估,分析结果表明点估计法可有效实现分布式电源输出功率和配电网负荷水平不确定性的模拟。     

考虑源-网-荷-储协同的配电台区分布式光伏消纳能力评估

分布式光伏接入规模日益增长导致配电台区面临安全运行风险，挖掘配电台区多种柔性资源调控潜力并实现协同优化是消纳分布式光伏的重要手段。针对高比例光伏并网对配电台区安全运行的影响，分析了光伏逆变器、静止无功发生器、电动汽车和储能设备的调控潜力；提出了包含电压偏差指标、变压器负载率、线路负载率、弃光率和光伏消纳率的配电台区光伏消纳能力评估指标；建立了计及多种柔性资源调控潜力的源-网-荷-储协同优化模型，并基于粒子群算法进行求解，根据优化运行数据计算配电台区分布式光伏消纳能力。算例仿真结果表明，通过源-网-荷-储协同优化能够有效提升配电台区分布式光伏消纳能力，所提模型和方法可为配电台区光伏消纳能力评估提供理论依据。     

多能互补、集成优化能源系统关键技术及挑战

有效能源的获取、转换、控制和利用是现代人类文明的核心,能源互联网作为能源系统的新一步革新,将分布式能量转化、存储装置和各类型负荷构成的冷、热、电、气等能源节点连接起来,以实现多种能量双向互补与集成优化。文中选取能源互联网在多能互补集成优化方面的关键技术为研究对象。首先,总结了近年来能源互补集成的研究现状。然后,以多能流混合建模为基础,对多能系统规划、智能调控、协同控制与互动、综合评估、系统信息安全与通信及能源交易和商业服务运行模式等关键技术和挑战进行归纳。最后,对未来能源系统在多能互补优化方面的研究进行展望,以期为多能互补、集成优化提供部分研究思路。     

直流配电系统示范工程现状与展望

直流配电系统可以更高效、可靠地接纳分布式发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷,是实现碳达峰、碳中和目标的有效途径之一.总结国内外直流配电系统示范工程的现状,分析国内外示范工程的实践经验.工程案例表明,政策支持是直流配电系统快速发展的重要基础,关键技术和设备的研发是实现直流配电系统大范围推广的关键因素,直流配电系统的发展和推广有利于能源的高效利用与可再生能源的大规模消纳.结合我国目前直流配电系统的发展现状,给出我国未来直流配电系统发展的建议.     

智能用电技术背景下的配电网运行规划研究综述

为适应大规模分布式电源、储能、电动汽车接入配电网后发电方式和用电行为的改变,智能用电技术成为当前及未来智能电网研究的趋势。基于智能用电技术的内涵及核心特征,从需求侧响应、电能质量调控、可再生能源消纳、最优潮流控制、设备利用率提升方面,综述了配电网灵活优化运行的应用需求;考虑配电网运行与规划的相互影响,从分布式电源规划、配电网规划以及储能和电动汽车规划3个方向对当前规划思路和研究现状进行总结分析。结合源网荷供需灵活互动对配电网运行规划提出的挑战和未来配电网发展趋势,提出智能用电技术背景下配电网运行规划中需要进一步深入研究的问题。     

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。     

公共楼宇可调负荷资源调控技术研究综述

公共楼宇的大量负荷属于需求侧可调负荷资源,且参与电网互动时的精细化调控潜力尚未得到充分挖掘。文中对公共楼宇的负荷进行分类,对公共楼宇典型可调负荷资源的用能行为特征、用能模型、调控模型与调控策略的关键技术及其研究现状进行归纳总结,给出了公共楼宇可调负荷资源用能行为特征的分析框架与特征指标体系。考虑到公共楼宇可调负荷资源是参与区域综合能源服务(Integrated Energy Services, IES)与虚拟电厂(Virtual Power Plants, VPP)的重要组成部分,因此对多能异构的负荷资源协调管控技术开展了深入研究并进行综述。文中的研究工作将为公共楼宇可调负荷资源参与需求侧响应(Demand Response, DR)与电网互动奠定良好的理论基础,为相关研究提供一些有价值的参考。     

能源转型视角下城市能源系统的形态演化及运行调控

随着能源转型进程的加速,城市能源系统(UES)的源-网-荷-储角色定位将发生重大转变,系统形态将向着信息物理高度融合、多能源分区互联的方向逐步演化.这一方面为UES的运行提供了更为丰富的灵活性资源,但同时也给运行调控引入了大量复杂的不确定性因素,极大制约了UES安全、经济与可持续发展.从UES能源转型过程中的形态演化分析入手,重点阐述了UES未来分区互联化的形态特征,剖析了新形态下UES运行调控面临的挑战,进而从互补潜力分析、运行态势感知、柔性互联控制、可靠性评估与韧性提升4个方面对UES运行调控关键技术展开讨论,并对相关技术问题的研究方向进行了展望.     

微网研究中的关键技术

微网技术的研究成为分布式能源系统研究领域的热点之一。文章介绍了微网的组成部分、体系架构和运行状态,从技术内涵角度综述了微网研究中关键技术的研究现状,包括新型电力电子技术,故障检测与保护、通信技术,系统规划设计、运行控制与能量管理所涉及的系统监控体系、控制策略及方法、辅助服务、运行标准,单元级、系统级的建模仿真研究,微网经济性评估等。文章还指出,微网系统网络拓扑的优化设计及分布式能源单元的优化配置对实现整个系统效益最大化具有重要作用,对微网进行有效的经济性评估是有待深入研究的课题。     

高比例新能源交直流混合配电网优化运行与安全分析研究综述

高比例间歇式清洁能源的接入实现了能源利用率的提高和碳排放的减少,但其出力的不确定性为交直流混合配电网的安全运行带来了挑战.同时,高效调度泛在灵活性资源可以促进风光资源的消纳,实现交直流混合配电网的安全经济运行.鉴于此,对高比例新能源交直流混合配电网优化运行与安全分析研究进行了综述.首先介绍了交直流混合配电网潮流模型及运行约束,包括非线性模型、线性化模型和凸松弛模型;其次阐述了交直流混合配电网优化调度研究,包括随机优化方法、两阶段/多阶段随机优化模型和灵活性运行;接着对交直流混合配电网进行了N-1安全分析和可靠性评估,构建了安全域模型;最后展望了未来交直流混合配电网安全分析与优化调度可研究的方向.     

计及可替代负荷的电-气综合能源系统可靠性评估

随着电力系统与天然气系统耦合关系逐渐加深,通过引导用户改变用能行为,可以增强电-气综合能源系统互联互济的能力,同时也必将对耦合系统的可靠性产生影响。文章重点研究了可替代负荷对电-气综合能源系统可靠性的影响,基于用户可控性和负荷替代前后能源消耗量变化的特点,建立了计及可替代负荷的综合能源系统最优切负荷模型,为系统提供最优切负荷策略。基于非序贯蒙特卡洛法,提出了计及可替代负荷的电-气综合能源系统可靠性评估指标和算法。算例分析表明,可替代负荷用户通过对电力系统和天然气系统用能的双向选择,减少了2个子系统之间能量转化产生的损耗,及时满足了用户的用能需求,更好地提高了系统的经济性和可靠性,为电-气耦合系统规划和运行提供了参考。     

Optimal Distributed Generation Allocation and Load Shedding for Improving Distribution System Reliability

Recent deployment of distributed generation has led to a revolution in distribution systems and the emergence of “smart grid” concepts. The smart grid mainly intends to facilitate integration of renewable energy sources and to achieve higher system reliability and efficiency. Different distributed generation types found in modern distribution systems can be classified into two main categories: intermittent- and dispatchable-based distributed generation; the latter has a unique capability of enabling successful islanding operation, thus improving system reliability. This article proposes a methodology for allocating dispatchable distributed generation units in distribution systems to economically improve system reliability. Distributed generation installation and operation costs are to be optimized against the reliability value, expressed as customers’ “willingness to pay” (WTP) to avoid power interruptions. Therefore, the main goal of this research work is to determine the optimal combination between distributed generation units to be installed and loads to be shed during all possible contingencies. A probabilistic load model is adopted to determine the optimal size of allocated distributed generation units.