基于改进模糊C均值聚类时段划分的配电网动态重构

随着大量光伏和风电等间歇性电源接入配电网,传统的静态重构方案不再适用于动态变化下的网络。在此背景下,提出了一种基于改进模糊均值聚类的动态重构策略。首先依据分布式电源(distributedgenerator,DG)和负荷的时变性建立确定性等值负荷预测曲线,通过改进的模糊C均值聚类算法进行时段划分,并且利用损失函数确定最优时段划分方案。其次采用区间数描述DG和负荷预测的不确定性并建立以网损区间值最低为目标函数的动态重构模型,并引入仿射泰勒扩展的潮流计算法求解区间潮流方程。最后采用基于回路搜索的十进制粒子群算法对重构模型进行求解,实现不确定因素下的配电网动态重构。通过IEEE33节点系统仿真验证了所提方法的有效性和优越性。     

以提高供电电压质量为目标的配网重构

提出了一种利用节点电压进行配网重构的方法，该方法将电压均衡指数作为目标函数，通过连续的支路交换操作来寻求配网的最佳结构，该方法在配电自动化系统中量测不足时也可行，该方法与以负荷均衡为目标函数和以网损最小为目标函数的配电网重构算法进行了比较，得到了相同的结果，计算结果还表明，该方法不仅可以提高供电电压质量，还能够达到降低网损和负荷均衡的目的。文中举了2个应用算例，验证了该方法的可行性。     

基于柔性多状态开关的主动配电网双层负荷均衡方法

分布式电源(DG)的大量接入使得配电网源荷不确定性与随机性增大,而柔性多状态开关(FMS)的应用使得供区间互联不再受制于电压等级和相位,主动配电网(ADN)多供区联合优化运行将成为新常态,也为改善负荷不均衡现象、提高供电水平提供了基础.利用FMS灵活互联的特点,以供区层和馈线层负荷均衡指数加权最小为目标函数,建立了ADN双层嵌套负荷均衡模型,并采用改进粒子群和二阶锥规划的混合优化算法求解网络重构拓扑方案与FMS出力.整体算法外部对合环配电网进行简化和等效,减小网络重构的粒子群算法的粒子规模,加快计算速度;内部采用最佳等距分段线性逼近法(OEPLAA)对目标函数进行线性化,将FMS出力优化问题进行二阶锥转化.最后,通过某实际配电网对所提出的负荷均衡方法进行了分析和验证.     

配电网重构研究的现状与展望

配电网重构可以提高配电网运行的安全性、经济性和供电质量，对于当前国内配电自动化系统建设和应用具有重要意义，介绍了配电网重构的作用和国内外的研究现状，总结了各种理论和研究方法。然后，详细分析了配电网重构的目标函数、实施成本和约束条件，指出研究要向更广和更深的方向发展，以利于实际应用，最后，提出配电网重构不仅要继续研究搜索方法，不应重视负荷预测、潮流计算等相关问题的研究，充分利用人工智能等理论加快配电网重构的理论研究和实际应用。     

计及风速与负荷相关性的配电网重构方法

风速与负荷均受多种气候因素影响,二者具有一定相关性,因此对含风力发电的配电网进行随机潮流计算和配电网重构时应计及二者相关性的影响。基于Copula函数理论,提出一种计及风速与负荷相关性的配电网随机潮流算法,并以有功功率损耗期望值最小为目标函数,建立计及风速-负荷相关性的配电网重构模型。算例结果表明,所提方法能精确描述风速与负荷的相关结构,并且二者相关性的强弱对配电网随机潮流和重构结果均有一定影响。     

模糊不确定性负荷下的配电网网架规划方法

考虑配电网规划中的负荷不确定性因素,基于模糊数学理论建立基于可信性理论的配电网网架规划模型。模型引入可信度指标评价模糊负荷下的配电网规划方案的风险,以规划期内配电网固定投资和模糊期望网损费用最小为目标,引入模糊机会约束处理线路功率约束和节点电压约束。采用遗传算法求解所建模型,求解过程中结合可信度指标等价定理,将给定可信度的配电网网架规划模型转化为区间负荷下规划模型进行求解,使用模糊期望值法求解目标函数中的模糊网损费用,降低了模型求解难度,减少了模型求解时间。最后,25节点算例验证了所提方法的正确性和有效性。     

含多端SOP柔性互联配电网供电恢复方法

智能软开关（soft open point, SOP）的应用使得多供区电网联合运行成为新趋势。针对含多端SOP柔性互联配电网的供电恢复问题,提出一种基于SOP和网络重构联合恢复供电的策略。在目标函数中考虑经济性与供电恢复效果,建立以总恢复负荷加权值最大、非失电供区负荷均衡指数最小和网络损耗最小为目标函数的供电恢复优化模型,并采用改进粒子群和二阶锥规划的混合优化算法求解网络重构方案与三端口智能软开关的功率转供供电恢复方案。以三端口智能软开关互联 3 个 IEEE33 节点网络为算例进行分析验证,结果表明,所提模型不仅能实现失电供区的最大恢复供电,还能保证非故障供区间的负荷均衡。     

计及高压配电网负荷转供的城市220 kV片区电网供电能力分析

传统220 kV片区电网供电能力分析方法往往将电网分离出来单独计算,忽略了片区间110 k V高压配电网重构对潜在供电能力的挖掘作用,因此提出计及高压配电网转供能力的220 k V片区电网供电能力计算模型,在传统供电能力分析模型的基础上加入片区间高压配电网重构模型,利用网络重构来疏导220 k V片区电网间的潮流分布,挖掘潜在供电空间。其次构建适用于110 kV高压配电网负荷转供的重构模型,根据其拓扑特点抽象出变电单元及变电单元组的简化模型,筛选变电单元组拓扑状态,保留可行解,进而构建基于变电单元组可行状态选择的转供模型。以单元组可行拓扑状态选择变量代替传统开关0-1状态建模,有效降低问题求解维度,节约计算时间,适用于在线分析。以某城市220 k V片区电网算例进行仿真,结果表明计及高压配电网重构的多片区整体供电能力要高于单独计算每个区的供电能力总和,片区间通过高压配电网重构使得网络供电能力得到更充分的挖掘和利用,进一步提升资产利用率。     

基于时间区间的配电网重构

提出了基于时间区间的静态重构算法和动态重构算法.算法以最优流法为基础,以一段时间内的能量损耗最小为目标函数.首先利用配电网负荷模式的特点对基于时间区间的最优流计算方法进行了改进,然后利用该计算方法求解配电网的静态重构问题.动态重构中需要考虑开关操作次数的约束,为此,动态重构算法中先利用降损估算公式对开关操作在整个时间区间内的降损效果进行评估和比较,然后提出了合理的启发式规则来确定开关的操作顺序,形成优化方案.69节点配电网的算例结果表明,提出的静态重构和动态重构算法是可行和有效的.     

考虑需求响应的配电网重构经济性和可靠性研究*

为充分利用配电网资源来延缓投资、降低成本,提出考虑需求响应的配电网重构,通过协调可调度负荷资源和调整配电网中的开关状态,不需增加额外投资,达到优化运行结构、平衡电力负荷、降低网络损耗、提高电压质量的目的。首先对考虑需求响应的配电网重构建立优化模型,以配电网网络损耗最小和需求响应调度成本最小为目标函数,利用改进的支路交换法对配电网的开关状态进行调整,通过改进的牛顿法对重构前后的配电网潮流进行计算,优化配电网的拓扑结构。通过仿真结果可看出,以网络损耗最小化的配电网重构的网络损耗和电压质量优于以需求响应调度成本最小化的情况,而调度成本方面以需求响应调度成本最小化的场景更有优势。     

含电动汽车和分布式电源的主动配电网动态重构

分布式电源和大量电动汽车充电功率的间歇性和随机性使配电网重构面临新的挑战。在此背景下,提出了一种基于区间数方法的含电动汽车和分布式电源的动态重构策略。文中引入区间数以描述分布式电源出力和电动汽车充电负荷的不确定性,以区间数描述最小化网损为目标函数,提出依据动态降损参数的动态时段划分,建立配电网动态重构的数学模型,在利用KrawczykMoore区间迭代法对潮流方程进行求解的同时引入仿射乘除运算代替区间乘除运算,改善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主动配电网动态重构。算例分析证明所提方法相较于传统人工智能算法具有优越性。     

基于模糊多目标协调优化的配电网络重构研究

配电网络重构通过改变开关的开合状态以提高供电的可靠性和经济性。建立以网损最小、馈线负载均衡指标最小、开关操作次数最少多个目标协调优化的配电网络重构的数学模型。引入模糊隶属度函数对各目标进行模糊化处理,根据模糊集理论的最大最小法则,将多目标优化问题转化为单目标非线性规划问题。应用禁忌算法对该配电网络重构模型进行优化求解。对某个69节点配电网络系统,比较分析了四种不同的优化方案,仿真结果验证了所提出模型和求解方法的正确有效。     

基于改进引力搜索算法的配电网多目标优化重构

在含分布式电源(distributed generation,DG)的配电网重构中,综合考虑网络经济性、电能质量以及供电可靠性等因素,通过基于模糊满意度的多目标处理方法将多目标函数进行归一化处理,将精英策略思想引入到万有引力搜索算法中,并采用此改进引力搜索算法对问题进行求解。以IEEE 33标准节点系统为例进行网络重构,仿真结果表明,多目标重构后系统的网损有较大的降低,同时节点电压质量和供电可靠性也得到提高,从而验证了所提算法的有效性和可行性。对比其他算法,所提算法有效避免了结果陷入局部最优解,提高了算法的稳定性且具有较强的寻优性能。     

接入光伏、风电的上海中原地区配电网重构研究

分布式电源的接入,对配电网的安全运行产生影响。文中基于配电网简化模型和分布式电源出力模型,建立了接入光伏、风电的配电网多目标实时重构模型。该模型在系统重构间隔内,选取系统网损、电压质量和均衡负荷为综合目标,考虑光伏、风电接入的运行安全为约束,采用整数型分区编码和无效解判断策略,大幅降低了变量维数。对上海中原地区的配电网进行分析,得到了各时段的重构方案,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于序贯蒙特卡罗仿真的配电网可靠性评估模型

提出了考虑线路容量约束和潮流分布的基于序贯蒙特卡罗仿真和时变负荷模型的评估配电网可靠性的模型.模型中切负荷策略综合考虑了停电损失费用、停电电量、网损和停电时间,因而该模型在模拟配电网的故障和负荷点停电情况方面更加符合实际运行情况,并可以评估不同调度策略下的可靠性风险指标和可靠性效益指标的影响.经采用IEEE RBTS配电系统测试,结果表明该模型是合理的、有效的.     

三相不平衡有源配电网鲁棒动态重构

考虑配电网的三相不平衡运行和注入功率不确定性可以提高网络重构方案的优化效果和应用价值。首先,对考虑不确定性的分布式电源和负荷注入功率进行仿射数建模,划分重构时段,以有功网损最优为目标函数,基于三相Distflow潮流方程建立含不确定性预算的配电网两阶段鲁棒动态重构数学模型。为高效求解该模型,引入最佳等距分段线性逼近法对模型进行精度可控的线性松弛,并使用列约束生产算法迭代求解。采用标准化配电测试系统验证所提鲁棒动态重构模型的可行性和有效性,通过控制不确定性预算可进一步调节重构方案的保守性和鲁棒性。     

分布式电源接入配电网的效益及重构优化策略

分布式发电技术是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式。配电网重构是提高电网运行的经济性、供电质量和安全性的重要手段,也是充分发挥分布式发电效益的重要方法,因此,找到一种适应分布式发电特点的配电网重构模型是很有必要的。文章分析了分布式发电的优势与效益,论述了常见的配电网重构模型的构建方式,结合随机潮流与多目标优化理论提出了改进的配电网重构模型,并通过算例进行验证,获得了满足多目标需求的若干优化方案。     

Multi-Objective Approach for Reconfiguration of Distribution Systems with Distributed Generations

This paper presents a fuzzy multi-objective based heuristic algorithm for network reconfiguration of distribution systems considering distributed generations (DGs). The objectives of reduction of real power loss, branch current carrying capacity limit, maximum and minimum voltage constraints, and feeder load balancing are considered for performance enhancement of the distribution system. Since these objectives are non-commensurable and difficult to solve simultaneously using conventional approaches, they are converted into fuzzy domain and a fuzzy multi-objective function is formulated. A sensitivity analysis based on voltage profile improvement and real power loss reduction is used for obtaining optimal locations of DGs and genetic algorithm is used for optimal sizing of DGs. The proposed reconfiguration algorithm is implemented in two stages, initially in the first stage without incorporating DGs and in the second stage incorporating DGs for obtaining an optimal distribution system network reconfiguration. The advantage of the proposed method is demonstrated through a seventy node four feeders and a sixteen node three feeders distribution systems.     

含微电网的配电网可靠性最优化

提出了一种含微电网的配电网可靠性最优化模型和算法。目的是在引入微电网后,在不增加投资的条件下,通过改变网络结构来达到可靠性提高的最大化,为规划运行人员提供决策参考。模型以系统平均停电频率指标、系统平均停电持续时间指标、系统平均供电不可用率指标以及系统平均供电量不足指标的加权组合的最小化为目标函数,以系统安全稳定极限以及微电网运行特点为约束条件。设计了基于可靠性的启发式的开关交换算法对模型进行求解。改进了传统的牛顿法,使之适用于含微电网的配电网的重构特点。算例分析表明所建模型在优化网络结构,改善负荷分布以及提高网络整体可靠性等方面具有积极作用。