计及信息失效的柔性配电系统集中-分散协调控制策略优化

柔性多状态开关(FMSS)接入配电网,能够通过主动控制实现配电网正常与故障情况下的优化运行,同时也加深了对控制的依赖.为降低通信设备随机故障带来的运行风险,该文提出一种计及信息失效的柔性配电系统集中-分散协调控制策略优化方法.首先,建立柔性配电信息物理系统模型,分析了系统在不同状态下的控制方式;然后,采用自适应模糊C均值聚类方法与故障树法处理运行和故障场景的不确定性,在此基础上,以电压偏差与失负荷量最小为目标,建立了分布式资源集中-分散控制策略的双层优化模型,上层优化通信故障的分布式资源分散控制策略,下层仿真多场景下的柔性配电系统分布式资源的集中-分散协调优化运行;最后,以三端FMSS连接的三个IEEE 33节点系统作为测试算例,算例结果表明:通信设备随机故障下,分布式电源采用注入上限控制、FMSS延续故障前策略,可有效降低系统运行风险.     

计及时空相关性的分布式风电接入配电网风险评估

随着分布式电源的大量接入,为研究分布式风电的相关性对配电网风险的影响,提出了一种计及时空相关性的分布式风电接入配电网风险评估方法。首先,考虑风电出力在不同季节的时空相关性,基于Copula函数和马尔科夫模型建立风电出力两阶段四季场景生成模型;其次,为提高风险评估的效率,基于红黑树结构建立动态故障集,通过查找、存储已抽样状态序列及其评估结果,避免同一状态反复调用程序计算潮流;最后,在IEEE 33节点配电网系统中计算配电网过电压、低电压、线路过载和失负荷运行风险指标,并基于层次分析法建立综合运行风险指标,合理全面地评估了强相关性风电接入配电网带来的风险,验证了所提模型和方法的有效性和准确性。     

考虑通信故障的配电网失联分布式电源群优化控制策略

高比例新能源并网使得配电网对通信系统的依赖性不断提高。为降低通信设备故障对分布式控制系统运行的影响，提出一种考虑多重通信故障的配电网失联分布式电源（DG）群优化控制方法。首先，建立了分布式通信网络的通信链路矩阵，并基于通信链路搜索得到了典型的故障场景。然后，考虑通信故障场景及源荷的不确定性，以综合风险最小为目标，建立了失联DG群双层优化模型，模型外层优化失联DG多场景控制策略，模型内层优化未失联DG控制策略。最后，采用改进粒子群优化算法求取失联DG群控制节点的最优控制策略。以IEEE 33节点算例系统为例，验证了该控制方法的有效性。结果表明所提方法能够有效降低系统运行风险，提高供电可靠性。     

计及电压调节和分布式电源的配电网潮流分析

在分布式电源和电压及无功调节装置的基础上,提出了放射形配电网的新型潮流计算方法。建立分布式电源在潮流计算中所采取的适当节点模型和调压设备模型;分析了分布式电源对馈线自动调压器(SVR)的调压性能的影响,建立了SVR的潮流计算模型。对传统前推/回代算法进行有效的改进,使之快速有效地适应于多节点类型、多设备的配电网系统潮流算法。最后以28节点配电系统为例进行计算分析,仿真计算结果检验了本文提出的算法的有效性,并通过仿真结果分析了分布式电源、无功调节电源对配电网电压分布、电能损耗的影响以及分布式电源对电压调节装置的影响。     

新型电力系统下考虑分布式光伏并网的配电网可靠性评估

新型电力系统下，大量分布式光伏接入配电网，考虑其出力及负荷的随机特性，须对配电网安全性进行多角度综合评价。针对分布式光伏灵活接入配电网对其可靠性产生影响的问题，首先根据分布式光伏典型的出力特性，建立分布式光伏出力概率的模型。随后，确定光伏并网评估的指标以便对配电网风险进行量化，其中包括电压越限、功率越限及失负荷风险指标。最后在MATLAB仿真平台建立含分布式光伏并网的配电网模型，并考虑不同光伏出力场景、并网方式、并网容量对配电网的影响，对含分布式光伏并网的配电网进行可靠性评估。     

分布式电源对配电网电压的影响分析及其优化控制策略

针对配电网中分布式电源(DG)接入渗透率不断提高带来的电压波动、电压越限等电能质量问题,首先从理论上较全面地推导分析分布式电源接入对配电网电压的影响,包括对接入点电压和对电压分布的影响,并通过仿真对比分析了不同DG渗透率和不同DG功率因数下的电压变化情况,指出了全局电压控制的必要性。在此基础上,综合考虑配电网中分布式电源和储能的有功、无功电压调节能力,提出一种基于模型预测控制(MPC)的电压优化控制方案,通过计算各节点电压灵敏度,建立各节点电压预测模型,提前感知各节点电压变化趋势,以各节点预测电压与额定电压之间偏差最小为控制目标,实现了控制成本最低的协调电压控制策略。通过IEEE33节点配电网系统仿真算例分析,结果表明:本文提出的方法能更大限度地消除配电网中分布式可再生能源随机波动带来的影响,具有较好的电压控制灵活性和鲁棒性。     

基于无模型自适应控制的配电网电压控制方案

新型电力系统下分布式新能源、分布式发电、电动汽车等新型元素大规模发展,配电网电压控制将面临控制对象特性异构、模型复杂、场景多变等挑战。在此背景下,文中提出一种基于无模型自适应控制的配电网电压控制方案。该方案在配电网电压控制分区及主导节点选取的基础上,利用主导节点电压、分布式电源以及储能装置出力等数据建立实时动态线性化数据滚动池,基于特征模型理论和数据驱动,将复杂系统电压控制特性通过控制器特征参数进行时变修正,在不损失系统模型信息的基础上降低了控制模型复杂程度。最后,通过改进的IEEE 33节点配电网系统算例进行仿真分析和对比,结果证明了所提控制方案的有效性。相较于传统的基于模型的控制方法,所提控制方案能够更快速地响应扰动带来的电压波动问题,应用前景良好。     

分布式电源接入对配电网电压质量的影响研究

分布式电源在配电网的接入规模越来越大,但分布式电源出力的不确定性对配电网电压质量带来了严重影响。在对分布式光伏和分布式风电出力特性分析的基础上,建立了分布式电源接入配电网的仿真模型,仿真了分布式电源不同接入位置和不同接入容量下的配电网,并从电压谐波含量、电压波动两方面分析了不同接入情况下的配电网电压质量,获得了分布式电源接入对配电网电压质量的影响规律。     

面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型

线路改造是在电网侧进行电压暂降治理的主要方式之一。为了经济、合理地确定线路的改造位置和治理方式,建立了面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型。针对断路器重合闸和熔断器配合保护的配电网,考虑故障位置、故障类型等因素,讨论分析了10种典型的保护动作配合方式,评估了配电网电压暂降持续时间。结合传统电压暂降幅值的计算方法,计算线路改造治理方案的成本及效果。考虑用户电压暂降耐受能力,建立了用户生产中断次数评估模型。定义了电压暂降总支出,以总支出最小为目标,计及技术约束、经济约束、治理范围约束和风险域约束,建立了面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型,并基于人工蜂群算法进行模型求解。以IEEE 33节点系统为算例,考虑治理投资成本充足和不足2种场景,通过仿真验证了所提方法的正确性和实用性。     

含分布式光伏的主动配电网电压分布式优化控制

针对高比例分布式光伏接入配电网所带来的电压越限问题,提出一种含分布式光伏的主动配电网电压分布式优化控制策略.根据配电网支路潮流模型和光伏逆变器控制模型,构建以节点电压偏差、光伏削减量和网损最小为目标的主动配电网电压优化控制模型;利用二阶锥松弛技术对所构建的模型进行凸化处理;针对集中式优化控制存在计算复杂度高和信息私密性差的不足,基于分解协调原则将配电网分区,构建基于交替方向乘子法(ADMM)的多区域电压分布式协同优化控制框架;为改善算法收敛性能,基于残差平衡原理和松弛技术,提出一种加速ADMM.最后,基于IEEE 33节点测试系统进行算例分析,结果表明利用所提方法可有效解决配电网电压越限问题,并减少网络损耗.     

含高比例光伏配电网电压安全性数字孪生预警方法

光伏的随机不确定性易引起配电网电压越限,而同时光伏又具有电压主动支撑能力,对电压影响产生一定的自消作用。因而,含高比例光伏的新型配电系统电压安全问题日益复杂。因此提出一种新型配电网数字孪生电压安全分析和预警方法。首先论述了孪生配电网电压安全预警的实现机理和功能方案,并基于运行数据建立配电网源荷随机行为的马尔科夫模型,提出不确定场景下电压越限风险评判指标。然后采用吉布斯算法对源荷马尔科夫模型进行蒙特卡洛随机抽样,根据配电网当前的运行状态,利用孪生配电网超实时计算能力快速仿真配电网未来随机场景,并计算电压风险指标,评判电压安全性。最后应用算例分析验证了所提分析方法的有效性及合理性。     

基于约束型深度强化学习的主动配电网 电压控制策略

随着分布式电源与随机性负荷的大量接入,配电网的电压波动问题变得愈发严重。主动配电网能通过各种电压无功控制器平抑电压波动,但通常需要求解一个复杂的混合整数二阶锥规划问题,难以做到实时控制。文中利用深度强化学习建立了一个主动配电网实时电压控制模型,能快速得到满足潮流约束的控制策略。采集节点有功、节点无功、设备档位、时间步作为环境状态变量;以和网损及设备操作相关的费用作为回报函数来协调三个控制设备;通过基于长短时记忆网络的约束型强化学习来求解,从而建立主动配电网实时电压控制模型。基于4节点测试系统和IEEE-33节点测试系统进行了仿真,仿真结果表明,所提的深度强化学习方法能确保潮流约束,电压控制模型能实时控制电压无功控制器,以保证配电网的电压质量。     

主动配电网低压分布式光伏连锁故障分析

分布式光伏发电系统大规模离散式接入配电网的趋势日益明显,电网节点光伏渗透率升高,功率传输流向发生改变,影响配电网电压分布。含分布式光伏发电系统的主动配电网模型通常是在单一节点处并联等效光伏电源模型,难以体现分布式电源离散性分布的特点。为此,建立含低压分布式光伏发电系统的主动配电网仿真模型,模拟低压分布式光伏系统脱网所引发的配电网电压波动以及各节点分布式电源连锁故障。基于牛顿-拉夫逊法潮流计算原理,提出关于节点功率变化对配电网电压分布影响的分析方法;仿真结果表明,低压分布式光伏发电系统连锁故障的分析方法能够较为准确地描述相应主动配电网在电压跌落情况下的连锁故障情况。     

主动配电系统中失联分布式电源差异化就地控制策略优化

随着主动配电系统中分布式电源渗透率不断提高,配电网运行对信息系统的依赖程度也不断加深。为降低通信故障场景下的电网运行风险,提出一种失联分布式电源差异化就地控制策略的优化方法。首先,基于故障模式后果分析法,建立通信故障场景与链路有效性状态的对应性模型,形成通信故障场景与链路失效对应性关联关系表。然后,考虑通信故障场景和源荷的不确定性,以包含电压越限、潮流过载(失负荷)的综合风险最小为目标,建立了分布式电源差异化就地控制策略的双层多目标优化模型,并采用区间潮流和智能优化算法进行求解。以IEEE 33节点系统作为算例,验证了策略的有效性,并分析了通信系统配置对策略的影响,研究成果可为主动配电系统中失联分布式电源运行策略的制定提供理论支撑。     

含分布式光伏的配电网双层协调电压优化方法

当分布式光伏进入极高比例渗透阶段，配电网电压越限的问题会更加突出。常用方法是调用配网内多种可调资源来改善电压分布，但较少地考虑实际工程中馈线层与变电站之间的信息交互。为此，本文提出一种考虑馈线层与变电站双层协调的配电网电压优化方法。在馈线层建立以线路损耗最小为目标的最优潮流模型，经二阶锥松弛求得馈线层首端电压和注入功率并反馈给上层变电站；在变电站建立以低压侧母线电压调整量最小为目标的调压模型，将调整后的首端电压返回馈线层，更新潮流分布并获得可调资源的调度计划。最后依据扩展的IEEE33节点配电系统算例，利用Cplex求解，验证该方法在解决配网电压越限问题的基础上，可以更好地控制电压偏差、减少设备切换次数、提高系统运行的经济性。     

考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法

为了有效地分析电力系统设备故障和新能源发电不确定性对系统静态电压稳定的影响,提出了一种考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法。假设各新能源发电出力为均值,建立N-1故障场景下确定性的电压稳定临界点模型,根据所得的故障后负荷裕度筛选得到严重故障集。考虑风电和光伏发电的随机分布,建立故障场景下的电压稳定概率评估模型,采用随机响应面法求解获得故障场景的负荷裕度累积概率分布。根据负荷裕度累积概率分布,设计了2种故障后系统电压稳定性的排序指标,确定严重故障集的排序。IEEE 118节点标准系统的计算结果表明,所提故障筛选与排序方法是有效的,可以甄别和排序各故障场景下系统的概率静态电压稳定性;根据故障排序结果构建的电力系统概率电压稳定域有助于对概率稳定边界的分析和研究。     

基于自适应模型预测控制的柔性互联配电网优化调度

针对柔性互联配电网中源荷不确定性问题,提出了一种基于改进模型预测控制的优化调度方法。建立基于模型预测控制的柔性互联配电网日内优化调度模型,采用自适应动态权重方法处理包含综合供电成本和电压偏差的多目标优化问题,在预测模型部分采用动态场景生成及K-means聚类场景削减方法对源荷预测误差进行处理,针对经典模型预测控制滚动优化部分域参数恒定问题,提出一种域参数自适应调整的滚动优化方法。通过四馈线互联的33节点系统仿真算例验证了所提优化调度方法的有效性。     

计及灵活性的配电网储能优化配置

针对目前配电网大量接入分布式电源所带来的净负荷剧烈波动问题,提出一种基于局部约束与整体灵活性定量评价相结合的配电网储能优化配置方法。首先利用X-means方法对配电网的年运行场景进行分析,经过聚类选择出关键场景;其次,建立配电网中运行灵活性的定量计算模型和局部灵活性约束;最后,基于所建立的灵活性评价模型,建立求解配电网中储能优化配置的双层迭代求解模型。利用标准IEEE33节点配电网系统模拟真实配电网进行算例设计和仿真,验证了提出的储能配置的灵活性规划方法的有效性和经济性。     

基于区间鲁棒控制的配电信息物理双层设备协调配置方法

为提高配电网消纳高比例分布式电源的经济性,充分利用一次侧储能和二次侧主动调控的灵活性,该文提出一种基于区间鲁棒控制的配电信息物理双层设备协调配置方法。首先,建立分布式电源控制选点与储能配置的协调优化综合经济性模型,而后,考虑源荷不确定性,以电压越限风险水平为约束,建立配电网区间鲁棒优化运行模型,形成双层优化模型;最后,给出基于差分进化算法的求解流程,并以IEEE-33节点配电系统为例验证模型的有效性,同时仿真分析不同可接受风险水平和设备价格对配置的影响,为高渗透配电网的经济消纳方案提供有益的参考。     

基于柔性互联技术的含高渗透率新能源配电网多目标优化运行

智能软开关（SOP）可控制潮流、提供无功补偿,进而改善配电网电压、降低网损。因此,针对可再生能源大规模接入配电网后电能质量下降问题,采用K-means算法构建风-光典型场景,同时建立了基于SOP、可投切电容器的含高渗透率分布式电源的主动配电网优化运行模型。该模型以电压偏差、系统网损最小以及系统运行成本最低为目标,综合考虑了能源利用率及系统运行稳定性。最后利用基于参考点的非支配排序方法的多目标优化算法（NSGA-III）进行求解,输出Pareto最优解集,并采用改进的IEEE 33节点系统对所建立模型的有效性进行了验证。