基于PSO的配电网运行效率优化策略研究

通过闭合操作控制配电网中的分段开关和联络开关,改变配电网的拓扑结构,可提高配电网的运行效率。分布式电源出力的调节可改变线路上的潮流,从而影响配电网的运行效率。从运行优化的角度提出配电网运行效率优化的方法,主要有网络重构和分布式电源出力调节。将DG有功出力和配电网开关的状态作为控制变量,以系统网损和负荷均衡为目标函数,研究了配电网运行效率综合提升手段。     

基于机会约束规划的主动配电网分布式风光双层优化配置

提出了一种基于机会约束规划的主动配电网(ADN)分布式风光双层随机最优潮流优化配置模型。上层模型以兼顾传统配电网的投资收益与配电自动化成本的年利润最大为目标函数,通过蒙特卡罗(MC)随机模拟和前推回代法获取系统静态安全机会约束;下层模型以分布武电源(DG)有功削减最小为目标函数,考虑包括DG有功功率削减限制、有载调压变压器电压调节、DG功率因数调节等主动管理(AM)措施及系统静态安全机会约束。给出了结合遗传算法、MC随机模拟和前推回代法的模型求解方法,通过判断上层模型是否满足静态安全机会约束起动下层模型。算例仿真结果表明,该方法在满足置信水平的机会约束下可有效避免小概率事件的负面影响,且在适应多容量渗透率边界下获得兼顾安全经济环境优化的ADN规划方案。     

含多类型分布式电源的主动配电网三相动态潮流算法

随着高比例、多类型的分布式电源(Distributed Generations,DG)大量接入,对配电网的运行方式和潮流计算方法提出了新的要求。传统配电网潮流计算方法已不适用于主动配电网运行特点,为解决此问题,提出一种基于序分量的主动配电网三相动态潮流算法。建立电力电子逆变器的三相序分量的稳态潮流模型,并在潮流计算中引入功率缺额分担系数,使不同控制策略的DG参与分担系统的功率缺额,同时给出DG出力越限后的处理方法。通过对蒙西某地区配电网和IEEE33节点配电系统进行仿真,结果表明DG参与分担系统功率缺额后,可以降低网络损耗、提升系统电压水平。从而表明动态潮流算法能够有效处理主动配电网中各类DG共同分担功率缺额的运行方式,更好地模拟主动配电网实际运行情况。     

基于改进灵敏度分析的有源配电网智能软开关优化配置

随着大量间歇性分布式电源(DG)不断渗透到配电网中,电压越限和双向潮流等问题变得越发严重.智能软开关(SOP)是一种柔性电力电子装置,安装在配电网中用来替代传统联络开关,可以实现快速电压调节和准确潮流控制,从而有效解决DG所带来的相应问题.然而,SOP的投资成本较高,使得SOP选址定容问题显得尤为关键.文中提出一种基于改进灵敏度分析的有源配电网SOP优化配置方法.首先,结合DG出力的时序变化特性,从改善电压分布的角度采用改进灵敏度分析方法优化SOP选址;其次,采用二阶锥规划算法求解在改进灵敏度计算下的SOP选址定容优化模型;最后,在改进的IEEE 33节点配电系统上,对文中提出的优化方法进行分析与验证.算例结果表明,采用文中提出的方法对SOP进行优化配置可有效节省配电网年度综合运行成本和改善系统电压,有利于提高有源配电网运行的经济性和可靠性.     

主动配电网的全寿命周期分布式电源规划问题研究

主动配电网(Active Distribution Network,ADN)的源荷强不确定性加剧了其电源规划的难度。文章基于ADN的灵活管控特性提出了考虑主动管理模式的分布式电源多目标双层规划模型。上层模型以最小化系统电源侧的全寿命周期成本为目标,从而确定DG的安装配置方案;而下层则以最小化DG有功出力切除量为目标,通过采用主动管理中的DG出力控制、有载变压器分接头调节以及无功补偿装置调节等方式实现DG运行优化。利用带自适应变异的改进粒子群(IPSO)算法对上下层模型进行求解,提高了算法的求解速度并有效得到全局最优解。同时,通过对IEEE 33节点系统进行仿真分析,验证了所构建模型的合理性。     

考虑越限风险的主动配电网日前优化调度及运行

可再生能源发电的高效利用和网络优化运行是发展主动配电网(active distribution network,ADN)的核心价值,然而ADN内风光荷的多重时序波动与不确定性给优化调度工作带来了挑战。该文提出了一种考虑越限风险的主动配电网日前优化调度运行方法。在日前调度阶段考虑风光荷的不确定性所导致的运行越限风险,兼顾调度经济性与安全性,建立了运行成本与越限风险最小的多目标日前优化调度模型,计及储能、分布式电源、无功电压设备、网络灵活拓扑等ADN调度手段。用理想点法来处理多目标模型,以和声搜索算法为优化问题的求解工具,并基于半不变量法随机潮流实现越限风险指标的计算。最后通过算例分析,验证了所提调度方法的正确性和优越性。     

考虑可再生能源跨区域消纳的主动配电网多目标优化调度

提高对可再生能源的综合利用能力是主动配电网(ADN)运行控制面临的新增重要任务。为此,提出了一种面向促进可再生能源跨区域消纳的ADN多目标运行优化方法。首先,基于并网接口模型,推导了集中控制模式下分布式发电(DG)的有功、无功功率解耦可调范围,并提出考虑可再生能源跨区域消纳的ADN能量管理策略。在此基础上,分别以系统运行成本、可再生能源发电功率削减量以及系统网损三方面最小化作为目标,构建ADN多目标优化调度模型。该模型综合考虑了DG有功、无功出力控制、储能设备充放电以及可中断负荷的调用,并详细分析了网络潮流和分布式资源特性两方面的约束及其多时段耦合特征。鉴于所建模型具有高维、非线性特点,采用基于启发式策略的多目标和声搜索算法实现高效求解。以扩展的33节点配网系统为例,验证了所提模型的有效性以及ADN运行中计及可再生能源DG无功控制潜力的必要性。     

考虑DG不确定性的主动配电网两阶段无功机会约束优化方法

随着高比例的分布式电源(Distributed generation,DG)并网,传统的确定性无功优化方法难以应对DG和负荷的双侧不确定性,提出了主动配电网的两阶段无功机会约束优化方法。首先将配电网潮流方程线性化和松弛,建立基于混合整数二阶锥的配电网两阶段无功优化模型,分别在第一阶段优化有载调压变压器、并联电容器等离散控制装置,在第二阶段考虑DG的不确定性优化DG的无功出力。然后,通过场景缩减法来减少机会约束优化方法的场景数。在95节点系统的仿真结果表明,与确定性性无功优化方法相比,所提出的两阶段无功机会约束优化方法能有效地消除安全约束越限问题,在略微增加网损的情况下获得了较高的鲁棒性。     

含DG的主动配电网供电路径优化的研究

含分布式电源(distributed generation,DG)的主动配电网供电路径优化可以提高配电网运行的经济性和可靠性,并达到平衡负荷的目的。不确定性的DG出力、负荷的描述及求解是研究的难点。文中引入区间数以描述DG出力和随机负荷的不确定性,建立了以区间数表示的网络损耗为目标的主动配网供电路径优化模型;在Ybus高斯迭代潮流方程的基础上结合区间分析建立了区间潮流计算模型,对区间的加减法引入仿射运算有效地克服了区间运算过于保守的问题;最后,结合邻域搜索以及克隆选择算法提出了求解上述模型的优化方法,以实现考虑多种不确定因素下配电网供电路径的优化。算例分析验证文中所提方法快速性和有效性。     

计及多类型需求响应资源的配电网分布式电源优化配置

近年来主动配电网运行中分布式电源与需求响应资源所占比重越来越大。为了充分利用配电网资源,主要研究间歇性分布式电源（DG）与配电网中多类型需求响应资源（DR）的协同规划。通过建立基于机会约束规划方法的双层优化模型,根据2种资源的出力特性,求解间歇性DG和DR的最优综合配置方案。最后通过在IEEE 34节点配电系统仿真得到灵活DR互动效果对DG配置的影响。仿真得出,DR资源调度可以在配网运行中可以改善弃风、切负荷、电压越限,从而提高了配网中DG接入能力;在峰谷差较大、电压越限、线路阻塞等不同应用场景下DR布局也会不同。所提模型为大规模需求响应资源参与配电网规划奠定了基础。     

基于光伏并网点电压优化的配电网多时间尺度趋优控制

为应对高比例分布式光伏并网引起的电压越限和电压波动问题,充分发挥光伏逆变器的实时无功调节能力,提高光伏消纳率,提出基于光伏并网点电压优化的配电网多时间尺度趋优控制方法。长时间尺度下,建立以配电网运行成本期望值最小为目标,考虑状态变量机会约束的两阶段动态随机优化调度模型,制定传统无功电压设备和光伏并网点电压的经济趋优调度计划。短时间尺度下,以并网点电压调度值为追踪目标,提出基于并网点PV-PQ-QV节点类型转换的自适应趋优控制策略,实时调整光伏无功出力和有功削减量。为提高算法效率,提出二阶锥规划与基于拉丁超立方采样概率潮流交互迭代的随机最优潮流解耦法求解两阶段动态随机优化调度模型。算例结果表明,所提方法能够有效解决配电网实时运行过程的电压安全问题,并提高系统运行的经济性。     

考虑耐受渗透比的低压配电网储能优化配置

分布式电源出力具有随机性、波动性的特点。高渗透率DG接入低压配电网可能存在功率倒送和电压越限的问题。通过在DG侧配置储能装置,可以改善DG出力特性,提高低压配电网对DG的消纳能力。文章首先提出了DG接入低压配电网耐受渗透比的概念。为平抑DG出力波动幅度,提出了基于DG出力峰值削减的储能充放电控制策略。随后,分析了储能配置比与耐受渗透比提高幅度之间的灵敏度关系,进而提出了考虑耐受渗透比的分布式储能优化配置方法。通过仿真分析,证明了通过合理配置储能容量可以有效提高低压配电网对DG的消纳水平。     

含分布式电源的配电网日前两阶段优化调度模型

在电力市场环境下,供电公司通过对接入配电网的分布式电源(distributed generation,DG)的优化调度,能够有效地降低其运行成本,规避市场竞争环境下的风险。提出了一种电力市场环境下供电公司日前优化调度的2阶段模型:第1阶段为DG优化调度阶段,根据市场电价、DG运行成本、签订可中断负荷(interruptable load,IL)合同的价格来确定DG的机组组合、从大电网的购电量及IL削减量;第2阶段为无功优化阶段,在第1阶段的基础上,考虑DG的无功出力特性,通过优化DG和无功补偿装置的出力调节电压使其在规定的范围内且配电网的网损最小。通过基于修改的IEEE 33节点系统的仿真计算,表明所提出的日前2阶段优化调度模型能够有效降低供电公司的运行成本。     

基于概率潮流的主动配电网静态安全校核方法

随着DG(分布式电源)大量接入配电网,基于确定性潮流的配电网静态安全分析已经不适用于含DG的主动配电网静态安全校核中。为此,提出将基于半不变量法的概率潮流应用于主动配电网的静态安全校核中。在建立反映支路有功功率越限和无功功率越限的静态安全综合指标的基础上,应用基于半不变量法的概率潮流对预想故障集进行分析。通过改进的IEEE 34节点配电网算例对所提出的方法进行仿真验证,结果表明该方法可以有效地辨识出主动配电网潜在的有功功率、电流越限状态,为调度、运行人员提供参考。     

考虑不同类型DG和负荷建模的主动配电网协同规划

随着主动配电网中不可控分布式电源(distributed generation,DG)渗透率的不断提高,其给配电网规划运行提出了更大的挑战,可能导致配电网电压越限、清洁能源弃电等问题。基于此,该文在规划阶段充分应用不同类型DG和负荷的时序性和潮流计算特性,以及引入不同恢复率的激励型需求响应(demand response,DR)模型,从而构建考虑不同DG和负荷类型建模的主动配电网协同规划决策模型。该模型以年度为时间尺度,并考虑年内DG和负荷的时序运行模拟,形成了投资层面和运行模拟层面的多时间尺度双层优化模式,且在决策目标中添加了DR成本和清洁能源弃电成本等为优化目标,同时,在模型约束中也涉及可控DG和主网出力的爬坡率限制。最后,通过算例对时序性、潮流计算特性和DR容量等方面进行有效性验证分析。     

低碳背景下考虑雷击概率和综合需求响应的主动配电网预防控制协调优化

低碳背景下,考虑主动配电网预防控制能力对主动配电网的稳定运行具有重要意义。基于风险理论,构建了考虑雷击概率和负荷综合需求响应的低碳型主动配电网预防控制优化模型。首先,基于主动配电网线路雷击故障概率模型,提出一种计及主动配电网支路过载和节点电压越限的综合风险指标,建立主动配电网综合风险约束预防控制模型。其次,构建负荷侧综合需求响应特性模型,引导负荷侧可调度资源参与主动配电网预防控制协调优化,改善传统方式仅依靠可控机制调节的情况。最后,引入阶梯型碳交易机制,构建具有低碳特性的主动配电网预防控制优化模型,深入探索主动配电网预防控制在经济性和低碳性之间的协调能力。采用CPLEX对主动配电网预防控制优化模型求解,验证了所提模型及方法的有效性和可行性。     

ADS并网点电压越限逆变器控制策略研究

随着分布式电源(DG)逐渐接入配电网,对主动配电网电压质量和稳定性的影响也在逐渐增加。首先分析了DG并网造成主动配电网并网点电压越限现象的机理,以配置储能装置的DG并网系统为基础,提出了一种逆变器有功/无功综合控制策略。在无功控制部分设计死区控制环节,在并网点电压越限值较低时,首先减小有功出力,将多余的电能存入储能设备;电压越限值较大时,在调整有功出力的同时,利用逆变器吸收感性无功,有功/无功综合控制,降低并网点电压。最后通过实验验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于随机最优潮流的主动配电网DG渗透率规划

主动配电网(ADN)是智能电网框架下智能配电网的重要内容.在研究多种集成模式的基础上,从配电公司角度建立了以经济性最优为目标函数的DG渗透率规划数学模型,并定义了集成度和削减率两个DG集成指标.采用时序模型模拟配电网中负荷和DG出力的双重不确定性,提出了基于随机最优潮流(S-OPF)的DG渗透率规划方法.随机潮流采用蒙特卡罗模拟法.结合上海地区实际配电网常用接线模式,建立了上海48节点ADN测试算例,分析了两种情景下DG集成指标对于经济性的影响.     

考虑节点运行风险差异的多端柔性配电网络自适应潮流优化

为更好地平衡配电网运行优化中的安全性和经济性,提出考虑节点电压越限风险差异的多端柔性配电网潮流自适应优化方法。基于柔性开关设备(SOP)结构,建立SOP传输损耗模型;以网损与加权的节点电压偏差之和为目标函数,计及系统初始电压偏差状态和分布式电源(DG)实时渗透率,建立目标函数中网损和电压偏差的自适应权重模型,考虑电气距离、DG位置和源荷出力相关性,提出各节点电压偏差的赋权策略,从而构建配电网运行优化模型。以改进的3个IEEE 33节点馈线组为例,将模型转化为凸优化模型后采用内点法求解,结果表明所提模型是有效的,权重自适应策略可改善电压,降低网损,并提高优化模型对不同渗透率下配电网的适用性。     

长时间尺度下计及光伏不确定性的配电网无功优化调度

针对高渗透率分布式光伏接入配电网所引起的电压控制问题,分析了无功补偿型和电压控制型两种光伏发电系统的无功电压调控特点,在考虑负荷和光伏出力不确定性的基础上,以系统总运行成本最小为目标,提出了长时间尺度下考虑电压越限风险的配电网无功优化调度模型。针对电压控制型光伏无功电压调控特点,提出了含PV类型节点的配电网概率潮流计算方法。最后,通过时间解耦并采用灾变遗传算法求解得到含高渗透率光伏的配电网长时间尺度下的无功优化调度方案。仿真算例表明:与现有光伏无功控制方法相比,所提方法能够有效降低光伏并网引起的电压越限风险,其中基于电压控制型光伏的配电网无功调度方案在降损和抑制电压波动方面的控制效果更明显。