基于交直流混联系统静态安全域安全校正控制后的优化调度

大型交直流混联系统安全校正控制往往会使系统处于临界安全状态,故迫切需要研究其安全校正控制后的优化调度策略.对此,基于静态安全域理论,建立了计及重载线路N-1故障约束的静态安全域数学模型,并给出了其优化调度安全子域的刻画方法.综合系统的发电成本、电压偏差及安全裕度表征优化调度模型的经济性与安全性.通过计算安全距离灵敏度,确定对关键断面影响显著的敏感机组和直流线路,并在不同安全裕度约束下刻画各维度的安全子域投影,为优化调度提供更丰富和准确的运行信息与引导策略.算例分析表明优化调度安全子域可有效提升系统运行的经济性与有效性,并合理规避了重载线路N-1故障对系统安全运行的冲击.     

智能化电网中的柔性评价方法与应用

针对新一代智能化电网对电力系统规划、运行和管理过程中经济性、安全性与灵活性等多指标综合趋优的要求,在电网的分析计算过程中,系统地提出并定义智能电网环境下电力系统多尺度柔性评价方法,并根据柔性参数的不同类型,将电力系统柔性划分为属性柔性、约束柔性、负荷柔性和结构柔性。在此基础上,针对系统运行安全约束柔性问题,进一步定义电力系统稳态约束柔性评价指标,为电网调度人员评价电网运行状态安全裕度大小提供直观依据。最后,以IEEE 30节点测试系统为算例,通过评价稳态情况下节点电压约束柔性大小并将评价结果应用于最优潮流的分析计算,说明所提方法的合理性与有效性。     

基于安全域的区域综合能源系统储能优化配置

区域综合能源系统的安全域是由若干基于N-1安全准则的实用化安全边界围成的超几何空间。而储能装置除了能够利用“低储高发”特性降低系统运行成本,还可作为N-1故障后的临时电源,扩展系统安全域,从而提升系统的安全性。首先,构建考虑储能的实用化安全边界,并提出全维安全裕度标准差指标;其次,建立以储能的全寿命周期成本及效益、最大供能能力(total supply capability,TSC)指标、全维安全裕度标准差指标为目标的多目标双层储能优化配置模型,下层优化模型包括运行成本优化和TSC求解优化模型;最后,结合具体算例对所提兼顾经济性与安全性的多目标双层储能优化配置方法进行验证。结果表明,通过合理配置储能装置可有效解决系统N-1不安全问题,并提升系统安全性指标。此外,该储能优化配置方法可提供经济性与安全性不同的配置方案集,为决策者提供更多选择。     

电网经济性与安全性的精益化协调方法

精益化的电网运行日益追求安全与经济并重,而安全与经济运行往往是一对矛盾。文章提出以电网运行均衡度的作为电网安全运行指标,通过求解系统经济、安全的双目标优化问题得到了电网安全–经济运行协调曲线。该曲线不仅能直观地量化描述电网各运行方式的经济指标和安全指标,而且能够量化电网运行的经济性和安全性之间的协调成本,这对推进电网调度精益化管理具有重要的理论与应用价值。电网安全–经济协调运行曲线能用于量化电网对市场交易的开放性、调度效率和调度裕度等方面的评估。对IEEE30节点系统的计算结果表明了所提思想和方法的有效性。     

交直流系统静态安全域刻画与运行裕度计算

静态安全域的应用能解决以往稳态潮流安全校验只能逐点判断、无法给出安全裕度的缺陷。针对高压直流输电工程投运量的增加对原交流系统运行控制的影响,在包含电网换相换流器(LCC)直流输电和电压源型换流器(VSC)直流输电的交直流稳态潮流计算模型基础上,计及交直流系统各项约束限值,完成交直流系统静态安全域的定义与描述,从而拓宽了静态安全域的应用范围。在分析边界面、静态安全域几何体和约束条件之间关系的基础上,给出了基于非线性优化方法的有效边界筛选方法、稳态运行点至有效边界距离的计算方法、运行点安全性判断方法和系统运行裕度表征方法,使静态安全域的求解与已有的方法相比能较为精确地反映系统的全局安全信息。最后的算例分析表明了该方法的可行性。     

综合能源配电系统运行域模型

综合能源配电系统(IEDS)是未来配电系统的一种可行发展形态,多能耦合在改善经济性、综合能效等方面的同时,也给系统的安全稳定运行带来诸多挑战。为研究系统的最大运行边界,基于电、气、热典型能源耦合的IEDS形态分析,提出IEDS运行域的概念与模型。考虑到能量枢纽(EH)的地理分隔与能源调控作用,将安装有自动化控制装置的EH输入侧联络线功率集合定义为工作点。进而以EH为调控手段,重点关注电压约束,提出运行域工作点电压边界遍历仿真求解算法。最后,以典型电-气耦合IEDS为例,求解不同观测变量构成的多种运行域,并进一步分析多能流约束、多能负荷变化以及热电比可调模式对运行域的影响。计算结果表明,所提方法可以准确描述系统的运行状态与可行边界,其结果可为调度人员提供一定的理论指导。     

考虑源荷不确定性的交直流配电台区日前优化调度

用户侧分布式光伏和电动汽车数量不断增加,其功率不确定性会引起台区负荷尖峰、电压越限等问题,给台区运行调度带来较大困难。将部分交流线路改造为直流线路、通过换流器将具有不同源荷特性的台区柔性互联,可实现分布式电源和负荷的互补消纳。提出考虑源荷不确定性的低压交直流配电台区日前优化调度方法,通过Beta分布和高斯分布刻画分布式光伏和电动汽车的不确定性,在此基础上,基于机会约束优化建立交直流台区优化调度模型,以提高台区运行经济效益、降低系统电压波动为目标,优化交直流配电台区的功率分布状态。模型通过量子粒子群算法进行求解。算例结果表明,所提方法能够有效降低交直流配电台区运行损耗,提高经济效益,平抑系统电压波动。     

多端柔性直流输电系统有功优化分配

多端柔性直流输电系统有功优化分配对交直流系统运行的经济性有很大的影响。建立了一种多端柔性直流输电系统日前优化调度模型,以一天交直流系统总网损最小为优化目标,考虑电压源换流站功率调节范围、调节次数、功率状态的最小持续时间限制和静态安全约束,最后应用遗传算法求解模型。通过IEEE 39节点系统进行验证,优化所得多端柔性直流输电系统有功功率计划曲线,可以有效降低交直流系统总网损,提升系统运行的经济性,同时保证系统运行的安全性。     

柔性直流配电网的静态运行域初探

为刻画柔性直流配电网正常运行时的最大允许范围,本文提出了柔性直流配电网的静态运行域模型与求解方法.首先,讨论柔性直流配电网的典型接线模式与稳态运行特性.然后,分析交流配电网运行域模型不适用于柔性直流配电网的原因,建立柔性直流配电网的静态运行域模型,给出求解方法.最后,通过算例验证模型与求解方法的有效性,计算柔性直流配电网在主从控制、电压裕度控制、下垂控制策略下的静态运行域,并分析计算误差.经可视化比较,初步得到不同控制策略下的静态运行域大小的规律,为柔性直流配电网的调度和运行提供参考.     

考虑风电接入的电-热耦合能源系统安全性分析研究

随着多能源耦合程度的加深,电-热耦合能源系统发生级联事故的概率日益增大,其安全性面临新的挑战。针对现有区域综合能源系统安全域研究中未深入考虑风电不确定性影响的问题,建立了考虑风电接入的电-热耦合能源系统实用化安全域模型,提出了考虑风电接入的电-热耦合能源系统实用化安全上边界仿真求解流程。结合算例验证了所提模型的有效性,并对系统安全域的二维/三维安全上边界进行求解观测。结果表明,在二维/三维空间中,风电的不确定性会导致系统实用化安全上边界在一定区域内分布,不再是唯一确定的一条直线或一个平面,分布区域范围的大小与可视化观测管线容量和风机额定容量有关。     

考虑充电站需求特性的电动汽车充电站与配电网联合规划方法

提出一种考虑充电站需求特性的电动汽车充电站和配电网联合规划方法。考虑环境温度、用户行为、交通网拓扑结构等因素,建立电动汽车充电站需求模型。进一步提出考虑充电站需求特性的电动汽车充电站与配电网联合规划模型,该模型综合考虑交通网和配电网耦合关系,以充电站与配电网的投资成本、运行成本、用户充电时间损耗成本最小为优化目标,满足交通网与配电网运行安全约束,求解该模型得到电动汽车充电站位置和容量的最优配置及配电网线路改建方案。选取重庆某主城区交通网与配电网为算例,验证了所提方法的有效性。仿真结果表明联合规划策略在满足电动汽车用户充电需求的同时降低了综合成本。     

多类型分布式电源接入下的低压交流与直流配电网运行经济性对比

配电网运行经济性是配电网经济评估的重要组成部分,直接影响着用户用电效益。随着直流配电网的快速发展以及多类型分布式电源接入低压配电网,如何定量评估低压交流与直流配电网运行损耗,进而对比二者运行经济性,对于未来低压配电系统的规划和运行具有重要指导意义。根据含有多类型分布式电源接入的低压交流与直流配电系统典型拓扑结构,建立了基于系统全环节功率损耗的交直流运行经济性对比评估模型,并以运行经济性为优化目标建立考虑储能充放电状态的配网运行策略优化模型。最后基于深圳中美中心低压直流配网示范工程实际数据对系统典型运行日的功率损耗进行分类统计,对比了交流与直流配网运行经济性的差异以及储能接入的影响。结果表明,在多类型分布式电源接入下,系统功率损耗呈现明显的时空分布差异性,且长期运行下低压直流配电网运行经济性具有一定优势。     

考虑规模化快充负荷的低压互联配电台区风险评估

提出一种基于规模化电动汽车快充负荷的配电台区风险评估方法。首先,以“停车—充电”模式为基础,考虑居民区、商业区不同的充电需求,进行电动汽车快充负荷的模拟;其次,给出配电台区中快充负荷分散接入的传统方式,以及台区低压侧互联的新型接入方式,并基于此提出AC/DC变流器、储能设备的控制策略,建立台区互联的功率模型;最后,以台区变压器为中心,提出包括配变重载、超载和切负荷成本的风险指标,建立配电台区风险评估体系。以南京市某地区示范工程作为算例,讨论分析不同拓扑结构及快充负荷规模下配电台区的安全运行风险,及储能系统的对台区支撑作用。     

基于多参数规划的电动汽车充电站有效容量评估方法

为准确评估配电网承载电动汽车的能力,保证配网安全经济运行,基于多参数规划理论,提出电动汽车充电站有效容量定义及其评估方法,充分考虑了不同充电站之间隐含的耦合关系,能够准确快速刻画多个充电站有效容量边界,辅助配网调度决策。首先,依据配网经济调度模型和卡罗需-库恩-塔克（Karush-Kuhn-Tucker,KKT）条件,构建充电站有效容量等效约束集,表征有效容量可行空间,提供精确的调度边界信息。进而,推导不同有效容量子空间下配网分段运行成本函数,反映充电功率对配网经济运行的影响。最后,通过IEEE-33节点系统进行算例仿真分析,验证了该方法的准确性和有效性。     

基于智能软开关的柔性互联交直流配电系统分布式优化

围绕柔性互联交直流配电系统的优化调度问题展开研究.通过在配电网分区边界引入智能软开关(SOP)与直流充电装置相结合的柔性互联装置,建立了计及多种分布式资源的改进柔性互联配电系统多区域、多目标分布式优化模型.通过边界及SOP解耦模型的建立,将系统优化划分为微网子区域优化、配电网子区域优化、微网与配电网分区边界处以及柔性互联装置处优化等若干子问题.考虑对各区域隐私的保护,提出了各区域内、分区边界及SOP参与分布式优化的调度方案,设计了交替方向乘子法自适应步长调整机制,提高了计算效率.最后,通过仿真验证了算法的有效性、扩展性以及柔性互联模型的经济性.     

基于可信性理论的主动配电网运行风险动态评估

主动配电网中的分布式电源、储能系统、灵活负荷等新技术有着不确定性和间歇性等特点,对主动配电网的安全运行构成了一定的威胁。提出一种基于风险理论的动态方法来评估主动配电网的安全水平。提出了失负荷风险、过电压风险、低电压风险、失风力发电风险几项风险指标多角度的评估主动配电网的安全状态。将方法应用于由IEEE33节点配电网系统修改的主动配电网系统,算例结果反映了不同场景下主动配电网的运行风险状况,证实了提出的各项风险指标的有效性。     

电动车充放储一体化电站双向交直流变换电路设计

相对于传统的充电设施和储能设施,电动车充放储一体化电站具有很大的优势,是未来电动车配套设施建设的良好发展模式.为了满足其运营要求,设计了一种多功能交、直流变换电路.其可实现双向DC/DC、单相DC/AC和三相DC/AC等多种功能.该电路灵活性强,使用的元器件较少,提高了电站建设的经济性.     

基于有序充电启动机制和补贴机制的充电负荷接纳能力优化

为了解决配电网和充电站的建设进程与电动汽车的普及速度失配的问题,进行了配电网和充电站充电负荷接纳能力评估及其有序充电优化。分别以配电网运行风险和用户排队时间为指标量化配电网和充电站的接纳能力;提出基于电网公司和充电站运营商主导权的有序充电启动机制;以电价调节增益、盈利额和潜在收益损失分析运营商参与有序充电的经济性问题,并综合各方需求建立有序充电综合目标;综合有序充电的削峰量和配电网的运行风险改善效果评估电网的安全性补贴,从而建立计及电价调节增益和电网安全性改善情况的补贴机制;基于算例仿真评估了不同充电负荷接入方式下配电网的接纳能力和不同容量下充电站的接纳能力,并分析了所提有序充电模型的有效性。     

含电动汽车充放电站的直流配电网规划研究

分布式电源、直流负荷的大量增加以及电动汽车产业的快速发展,使得交流配电网未来发展面临巨大阻力,直流配电网优势日益凸显。文中介绍了考虑交通流量的电动汽车充放电站的模型,以线路扩展费用、分布式电源发电费用、电动汽车充放电站成本费用最小值为目标,建立了含电动汽车充放电站的直流配电网规划模型,采用混合编码方法,利用自适应遗传算法求解。通过不同情形下的算例计算分析,验证了文中规划模型的优越性及合理性。     

基于容量边界与电压边界的潮流模型选择方法

在对配电网安全域(DSSR)、供电能力以及安全分析进行建模时,针对直流潮流模型选择缺乏量化依据问题,提出了基于容量边界与电压边界的潮流模型选择方法.首先,在DSSR交流潮流模型基础上,提出了容量边界和电压边界的概念.其次,基于馈线长度变化时二者的位置关系寻找临界长度,即容量约束或电压约束主导的分界点.若馈线长度小于主导分界点确定的临界长度,则容量约束更严格,可采用直流潮流模型;反之,电压约束更严格,应采用交流潮流模型.最后,针对中国城市、城镇和乡村配电网,计算得到不同导线型号、功率因数和调压措施的临界长度参考值.同时给出了导则中5类供电区域的潮流模型选择建议.