含柔性软开关的有源配电网故障恢复策略

随着智能配电网的发展,新型的电力电子装置柔性软开关(SOP)替代配电网中传统的联络开关(TC),可增加配电网运行控制的灵活性。分析了含SOP的有源配电网正常运行和故障情况下的SOP控制模式。对于配电网中部分失电区域由于严重故障致使无法通过联络开关连接到端电源的情况,文中将该失电区域称为失联侧子网,将其余可以通过联络开关与上级网络相连的区域称为联网侧子网,并据此提出了由SOP和分布式电源协同供电的故障恢复策略。该策略考虑了联网侧子网的转供能力,可为失联侧子网恢复运行提供相应的约束。通过设定SOP为Vf控制模式,以总失电负荷加权值最小、脱离主网分布式电源最少,以及网络损耗最小为目标函数,建立了含SOP的配电网故障恢复模型,优化变量为联络开关状态及SOP的出口电压,采用混沌蚁群联合优化算法进行求解。采用含SOP的单回IEEE 33节点系统、手拉手双回IEEE 33节点系统作为测试算例,从恢复策略和负荷波动适应性两个层面验证了所提故障恢复策略的有效性,仿真结果表明该恢复策略不仅能实现配电网失联侧最大恢复供电,还能保证配电网联网侧的正常运行。     

基于智能软开关与联络开关并联的柔性配电网互联结构与控制技术研究

用智能软开关(soft open point,SOP)替代配电网传统联络开关,可提高配电网可控性、灵活性与可再生能源接纳能力,实现区域经济运行。与传统联络开关相比,SOP成本高昂、占地面积大,不考虑转供电工况时可通过规划算法优化SOP选点与容量,降低其综合成本。然而联络开关主要功能是转供电,若作为替代装置的SOP不满足该需求,其推广应用必然受限。为此,该文提出基于SOP与联络开关并联的配电网柔性互联方案,兼顾了SOP经济规划与转供电需求,降低了SOP转供电的附加成本,支撑了SOP在配电网的规模化应用。同时,基于该方案提出一种平滑切换控制策略,以实现SOP控制模式的无缝切换和联络开关无相差合闸,降低转供电过程对SOP的电压电流冲击。     

含智能软开关的配电网重要负荷恢复方法

针对含多个智能软开关(SOP)的有源配电网大面积停电场景下的重要负荷恢复问题,文中提出了两步式负荷恢复方法.首先,求解混合整数二阶锥规划(MISOCP)确定各时段最优恢复策略.然后,根据第2步所提出的恢复操作规则确定相邻时段间运行状态转化的开关操作次序和SOP的控制模式.其中,MISOCP以最大化加权负荷供电时间为目标,考虑了配电网、SOP与电源的运行约束等.恢复操作规则以尽可能快速优先恢复重要负荷供电为目标,根据第1步最优恢复策略与SOP在系统中的作用进行开关操作和SOP控制模式切换.算例测试采用改进的手拉手配电网进行对比验证,结果验证了所提两步式负荷恢复方法的有效性和优越性.     

SOP在实际配电网规划中的应用研究

实际配电网在网络参数、联络开关数量、负荷转供能力等方面与标准算例有着明显区别,为解决实际配电网中联络开关和柔性软开关(Soft Ppen Point,SOP)配合供电问题,采用有源配电网柔性软开关规划方法对西部某地区实际算例进行分析,以安装柔性软开关容量、网损以及经济性为目标函数,优化配电网中柔性软开关安装位置和容量,...     

基于智能软开关的有源配电网供电恢复方法

智能软开关(soft open point,SOP)是安装于传统联络开关处的电力电子装置,能够快速、准确地控制自身功率流动,改变系统功率分布,进而改善整个配电系统的运行状态。在配电网发生故障并隔离后,SOP可以为失电区域提供有效的电压支撑,提高配电系统的供电恢复能力。首先,对SOP的主要功能和数学模型进行阐述,给出考虑SOP的配电网故障恢复流程;其次,提出基于SOP的有源配电网供电恢复模型,这一模型本质上属于大规模非线性规划模型,采用二阶锥规划方法进行模型转化和求解;最后,在IEEE 33节点测试算例上进行分析验证,得到影响SOP供电恢复能力的因素,并在不同的分布式电源条件下进行对比分析,验证所提模型的正确性和有效性。     

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。     

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.     

考虑可靠性收益的配电网智能软开关规划方法

智能软开关(SOP)具有较强的潮流控制能力,在配电网正常运行场景下和故障环境中均能有效发挥作用,在规划层面应兼顾其对于配电网供电可靠性与运行经济性提升所带来的综合收益。文中综合考虑了SOP接入对配电网供电可靠性和运行经济性的影响,建立了智能软开关规划模型;采用快速搜索和发现密度峰聚类方法对年负荷数据进行聚类,生成配电网典型运行场景以计算其对运行经济性的提升收益;采用基于关联约束的支路故障率计算方法,考虑线路电流负载率、节点电压以及线路长度对支路故障率的影响,生成动态预想故障集以计算供电可靠性收益;采用模拟退火与二阶锥规划相结合的混合算法对上述规划模型进行求解,最后,在PGE 69节点算例上验证了所提规划模型的有效性。结果表明,面向配电网可靠性与经济性的SOP规划方法能够有效降低配电网综合成本,实现投资效益的最大化。     

考虑环间接入模式及可靠性影响的有源配电网软开关规划

针对当前软开关(SOP)规划方法未涉及馈线环间的接入模式以及配电网可靠性影响等问题,提出了一种考虑故障损失成本的SOP在馈线环内与环间的位置选择及容量配置方法.首先,分析SOP两种接入模式对配电网运行的效益,并针对环内接入提出了混合式SOP及将SOP与联络开关联动控制的方案.其次,构建了计及配电网正常、故障运行效益的双层规划框架与模型,规划层以系统年综合成本最小为目标,正常运行层考虑SOP的三相潮流调节作用优化网络状态,故障运行层基于序贯蒙特卡洛模拟可靠性评估方法计算故障成本.再次,面对该模型的离散、连续变量混合整数规划的非线性特性,提出了基于改进粒子群优化和锥规划的求解方法.最后,通过算例验证了所提方法的有效性.     

基于动态GA编码的柔性多状态开关选址策略

采用新型电力电子技术的柔性多状态开关(soft open point, SOP)具有多种运行模式和调控功能,能够有效缓解当前我国配网下游线路电压低、重要负荷供电保障力度不足等问题。针对SOP选址问题,建立了互联配电网电压偏差最小化目标优化模型,继而考虑SOP运行模式的多样性和可切换性提出了适用于互联配电网二端口SOP的动态编码策略,并应用改进后的定制化遗传算法对该复杂的混合整数非线性规划问题进行求解。仿真结果表明,所提算法在求解速度和优化效果上均优于传统遗传算法,优化所得的SOP选址方案具有更小的系统电压偏差量和更少的失电负荷功率,验证了SOP在电能质量改善、负荷柔性转供等方面的优越性和有效性。     

含电动汽车和智能软开关的配电网动态重构

提出含分布式能源、智能软开关(SOP)和电动汽车(EV)有序接入的配电网重构策略。基于上班族的出行习惯模拟EV的无序充电模型,并构建配电网重构下的SOP模型;对于接入的EV无序充电负荷,采用拉格朗日松弛分散式优化算法和虚拟电价进行EV的有序调度;以最小化网损费用,SOP运行费用,弃风、弃光费用与开关动作费用之和为目标函数,通过大M法和二阶锥松弛将配电网重构模型转化为混合整数二阶锥规划模型,采用CPLEX求解器进行求解。IEEE 33节点标准系统的仿真结果表明,在配电网动态重构中采用SOP代替传统开关能够提升配电网运行的经济性,同时采用所提有序调度方法优化EV充电可以改善配电网电压质量。     

高比例新能源下考虑需求侧响应和智能软开关的配电网重构

提出了高比例新能源接入下考虑需求侧响应(DR)和智能软开关(SOP)的配电网重构策略.首先,构建了配电网重构下的DR和SOP模型;然后,综合考虑网损费用、弃风费用、弃光费用和开关费用,以社会利益最大化为优化目标,构建高比例新能源接入下多时段配电网重构模型;接着,通过大M法和二阶锥松弛将配电网重构模型转化为混合整数二阶锥规划问题,并采用YALMIP和CPLEX对转化后的模型进行求解;最后,采用改进的IEEE 33节点配电系统进行了算例仿真,并进行了灵敏度分析和不同配电网重构策略的对比分析,验证了模型的有效性.算例分析结果表明,采用所提考虑DR和SOP的配电网重构策略,可以有效提高配电系统的新能源消纳能力,平抑负荷峰谷差,提升配电网运行的经济性.     

基于动态规划法的配电网联络线优化规划研究

为了有效提高配电网的供电可靠性,以单电源树状配电网为对象研究自成环网的联络线规划。基于节点与节点联通矩阵分析联络线连接位置对故障下游负荷转移的影响,提出了故障区间相对于联络环从属关系的分区停电损失计算方法。以停电损失和建设费用加权和最小为目标函数,以适应不同运行方式的保护整定值为约束,建立联络线规划数学模型。将联络线的优化规划看成一个多阶段决策问题,以联络线的条数作为阶段数,联络线的联结位置为状态,应用动态规划法求解树状配电网联络线优化规划问题。以IEEE33节点算例和现场工程实例进行仿真分析,对联络线的建设费用和停电损失费等经济指标进行了分析比较,验证了算法的有效性。     

混合型背靠背智能软开关技术

基于背靠背电力变换器的智能软开关(SOP)能柔性、快速、精确调控配网潮流,实现配网电压、网损等多控制目标统一优化管理,同时具备故障隔离和故障恢复功能。但该型SOP的供电恢复范围受限于其自身容量,难以满足全部停电用户供电需求。文中提出了一种由小功率背靠背电力变换器与负荷开关并联组成的低成本混合型SOP。正常工作模式下,仅由背靠背电力变换器调控系统潮流及电压分布;线路故障模式下,由负荷开关承担供电恢复功能,且故障清除后通过灵活调控背靠背电力变换器实现闭环运行工况下负荷开关的零电流开断,增加负荷开关使用寿命,降低成本。最后,通过仿真验证了混合型SOP的供电恢复能力以及零电流开断技术的有效性和可行性。     

基于智能软开关的三相不平衡配电网动态重构策略

针对单相分布式电源（DG）的接入会加剧配电网不平衡程度、增大网络损耗,且在严重不平衡时影响系统安全运行的问题,提出计及智能软开关（SOP）的三相不平衡配电网动态重构策略。首先,构建考虑SOP和DG电流不平衡度约束的三相不平衡配电网动态重构模型;然后,针对模型的非凸性将原模型转化为混合整数线性规划模型;最后,对改进的IEEE34节点配电网和某地78节点实际配电网进行算例分析,结果表明所提模型和策略可在保证配电网的安全运行的同时提升配电网的经济效益。     

基于智能软开关与储能系统联合的有源配电网运行优化

为消纳配电网中接入的高渗透率分布式电源(Distributed Generation,DG),文中提出一种将智能软开关(Soft Open Point,SOP)和储能系统(Energy Storage System,ESS)联合的方法对有源配电网进行优化。分析了ESS和SOP的原理并对其进行建模;将ESS加入到SOP中的直流环节,建立SOP和ESS联合的有源配电网时序优化模型,由于该模型属于混合整数非线性优化问题,文中采用二阶锥规划算法对其进行求解;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,并进一步对联合的SOP与ESS在不同接入位置下的优化结果进行了对比。算例分析表明:采用文中所提出的方法有利于配电网高渗透率DG的消纳,并能够起到改善系统电压水平和降低系统损耗的作用,很好地提高了配电网运行的可靠性和经济性。