有源配电网分布式电源与智能软开关三层协调规划模型

当前配电系统调节能力的欠缺严重限制了高比例可再生分布式电源(DG)的广泛并网。在以智能软开关(SOP)为代表的电力电子装置接入系统的趋势下,考虑系统规划与运行优化相结合,协调DG运营商与配电公司的利益需求,提出一种有源配电网DG与SOP三层协调规划模型。上层以DG运营商单位容量收益最大化为目标进行DG规划,中层以配电公司年综合成本最小化为目标进行SOP规划,下层以场景内运行成本最小化为目标优化系统运行状态,决策DG消纳量返回上层与中层模型。采用场景分析法解决DG与负荷的随机性问题,基于并行遗传算法和锥规划的混合算法求解模型。最后以IEEE 33节点系统为例,与仅规划DG,DG和SOP先后规划的情况对比,结果表明兼顾系统运行优化的DG与SOP协调规划有利于满足不同主体的利益需求,提高规划方案可行性。     

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。     

考虑含储能的三端智能软开关与需求侧响应的主动配电网有功无功协调优化

针对分布式电源(distributed generation, DG)大规模并网导致的配电网电压越限、网络损耗增加和弃风弃光等问题,提出一种考虑含储能(energystoragesystem, ESS)的三端智能软开关(softopenpoint, SOP)与需求侧响应(demand response, DR)的主动配电网(active distribution network, ADN)有功无功协调优化策略。首先,计及可再生能源出力的不确定性,基于条件生成对抗网络(conditional generative adversarial networks, CGAN)生成日前场景。然后,对含ESS的三端SOP与DR进行建模,并将其与DG和传统无功补偿设备进行协调优化。构建以网络损耗最小、电压偏差最小、弃风弃光量最小、用户舒适度与用户经济度最大为优化目标的数学模型。进而转化为混合整数二阶锥规划模型,并利用GUROBI进行求解。最后,在改进的IEEE 33和IEEE 69节点配电系统中进行仿真验证。结果表明,计及风光出力的不确定,所提优化策略在兼顾用户舒适度和用户经济度的同时提高了配电网运行...     

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.     

面向有源配电网运行经济性的智能储能软开关规划

在可再生分布式电源大量接入的背景下,结合智能软开关(soft open point, SOP)的功率调节能力和储能系统(energy storage system, ESS)的电能储存特性,智能储能软开关(SOP integrated with ESS, ESOP)可以从时间与空间2个维度优化有源配电网潮流分布,提升运行经济性。考虑到智能储能软开关物理结构复杂、投资成本较高,因此,在规划阶段应选择合理的换流器与储能电池容量配置方案以提升有源配电网综合效益。首先介绍了智能储能软开关的物理结构与数学模型;其次,以有源配电网年综合费用最小为规划目标,考虑智能储能软开关运行约束以及有源配电网运行约束,建立了提升有源配电网运行经济性的智能储能软开关规划模型;最后采用二阶锥规划算法对上述规划模型进行求解,并以改进的IEEE 33节点测试算例验证了所提规划模型的有效性。结果表明,提出的智能储能软开关规划方法能够有效降低有源配电网综合成本,提升有源配电网的运行经济性。     

考虑需求响应影响的含分布式电源的配电网多目标协调规划

分析了考虑需求响应影响的含分布式电源(DG)的配电网多目标协调规划问题,建立了以DG综合投资成本(包括DG安装及运行维护成本、购电综合成本、需求响应运行成本、网络损耗成本和环境效益)最小为目标的模型,综合考虑网络系统安全约束和需求响应运行约束条件,实现DG位置和容量的协调规划。利用自适应粒子群算法对IEEE33节点系统进行求解,算例结果表明,该模型能有效提高可再生能源的利用率,提升含DG的配电网规划的经济性。     

面向“源-网-荷-储”的主动配电网优化重构及协调调度研究

针对面向"源-网-荷-储"的主动配电网(active distribution network,ADN)的协调优化运行问题,首先提出了考虑分布式电源(distributed generation,DG)、电池储能系统(battery energy storage system,BESS)接入下的主动配电网日前协调优化运行模型。模型以1天24 h内的网络损耗为优化目标,考虑DG、BESS等的时序特性,基于多时段配电网络重构及BESS运行优化达到"源-网-荷-储"的协调优化。之后采用二阶锥规划(second order cone programming,SOCP)方法对模型进行求解。最后采用IEEE 33节点算例进行验证,分析了不同DG、BESS接入容量下,ADN协调优化运行结果。结果表明所提的协调优化运行模型能大幅降低系统网络损耗、提高系统的运行特性。     

基于自适应ε-支配多目标粒子群算法的含SOP的主动配电网源–网–荷–储双层协同规划模型

提出了一种含智能软开关(soft open point,SOP)的主动配电网源–网–荷–储双层协同规划模型,以模拟实际工况并实现更加精细的规划。上层规划层,考虑了线路升级改造、储能(energystoragesystem,ESS)及分布式电源(distributed generation,DG)的选址定容;下层运行层,不仅考虑了典型日下变压器分接头调整、补偿电容(capacitor banks,CB)投切、需求侧响应(demandresponse,DR)、DG与ESS的调度,还基于三端SOP接入配电网的拓扑结构及数学模型,建立了运行层精细化的有功–无功协调优化模型,可对SOP所连支路间有功和无功功率进行连续调控,同时提供一定的无功支撑。上层采用改进二阶振荡粒子群算法求解,下层采用保留端点的自适应ε-支配多目标粒子群算法求解。最后用改进的IEEE33节点系统,对此双层优化模型进行了仿真和分析。结果表明,所提方法相较传统的规划调度方法,明显改善了潮流分布,降低了网损,减小了节点电压偏移量。     

基于二阶锥规划和NNC法的交直流混合配电网双层规划模型及其求解方法EI北大核心CSCD

随着直流配电技术的快速发展,未来交直流混合的拓扑结构将成为智能电网的重要形态,如何实现交直流混合配电网的规划及求解成为一个亟需解决的问题。为此,该文提出一种交直流混合配电网双层规划模型,同时综合考虑源-网-荷-储的协同优化运行。上层规划层,以投资成本和运行成本的综合成本最小为目标,考虑线路、分布式电源(distributed generation, DG)和储能系统(energy storage system,ESS)的投资规划;下层运行层,以运行成本和电压偏移量最小为目标,考虑有载调压变压器(on-load tap changer,OLTC)、分组投切电容器(capacitor banks,CB)、开关、可削减负荷、电压源型换流器(voltage source converter,VSC)、DG及ESS这些主动调控对象的控制。同时,为了有效地求解此双层模型,对模型上、下层进行关联建模,将其转换为单层模型,并采用二阶锥松弛、Big-M法和McCormick线性化方法等将此单层模型转化为混合整数二阶锥规划(mixed integer second-order cone programming,MISOCP)模型。由于最终的MISOCP单层模型为多目标优化问题,采用归一化法向约束法(normalized normal constraint,NNC)进行求解,以获取均匀的帕累托前沿。最后,对改进的交直流混合配电系统进行仿真分析,验证模型的有效性。     

考虑分布式电源及储能配合的主动配电网规划–运行联合优化

提出了一种主动配电网规划–运行联合优化模型,用于主动配电网规划。在规划决策方面,考虑了线路改造和新建、储能(energy storage system,ESS)及分布式电源(distributed generation,DG)的选址定容;在运行策略方面,考虑典型日下DG和ESS的经济调度。同时,考虑了承担DG、ESS建设投资的区域能源供应商的营收状况。其中DG为出力可控的小型燃气轮机,通过分段线性化对发电成本进行了细化分析。算例分析结果证明了联合优化模型的有效性,具有减少电网建设和运行费用、提高DG的利用小时数等优点。     

分布式储能运行规划一体的多目标选址定容方法

针对含高比例新能源配网中分布式储能的选址定容问题,首先以系统模块度、有功平衡度和群间交互功率波动指标对配网进行集群划分;进而考虑配网的经济性和安全性指标,以配网购电成本、储能日均成本、电压波动和网损为优化目标,以储能的位置及优化出力为决策变量,构建了分布式储能运行规划一体的选址定容模型;采用改进的NSAG-III多目标优化算法对模型进行求解,且针对位置变量提出了偏移交叉操作方法,对目标和多时间尺度规划变量分别采用嵌入式潮流和混合编码的方式进行处理;最后在IEEE33节点配网模型上验证了所提方法和模型的合理性和高效性,为未来新型电力系统的新能源消纳和储能合理规划奠定基础。     

基于改进多目标粒子群算法的有源配电网储能优化配置

储能系统可解决分布式电源加入配电网所产生的不良影响,而储能系统的合理配置是其有效应用的前提。以电网脆弱性衡量指标、有功网损、储能额定容量三个方面,考虑规划与运行之间的耦合性建立储能系统在有源配电网中的多目标选址定容模型。提出改进的多目标粒子群算法用于求解。该算法在种群更新过程中引入准对立学习策略以增强解的覆盖范围和收敛速度,并根据迭代次数采用自适应分裂策略分离过早聚集的粒子,从而增强粒子多样性,保证了算法跳出局部最优的能力。通过在IEEE33节点配电系统上进行分析,验证了所提模型及算法在优化分布式储能选址定容及运行策略中的合理性,并能有效改善电网的运行经济性与脆弱性,具有更强的全局寻优能力。     

考虑储能站投资收益的配电网规划模型

随着储能技术的发展,储能站在电力系统中的建设与应用具备了基本条件。随着我国电力市场迅速发展,越来越多的供应商参与到配电网侧寻求利益分配。为了均衡配电网运营商和储能站投资商的利益需求,该文以配电网拓展规划和储能站接入为规划场景,提出了考虑储能站投资收益的配电网双层规划模型。上层规划模型以配电网线路建设成本最低为优化目标,实现配电网运营商利益最优;下层规划模型以储能站通过"低储高发"获利最高为优化目标,实现储能站投资商利益最优。以一个小型配电网系统为算例,通过遗传算法求解上层规划模型完成配电网线路规划,并通过下层规划模型进行储能站的选址定容。仿真计算结果表明,在提出的运行策略下,储能站投资回报率与储能站所接入节点的负荷特性密切相关:负荷峰值越高,峰值持续时间越长,接入储能站获得的收益越高。     

计及智能储能软开关的配电网扩展规划

智能储能软开关（ESOP）作为智能软开关（SOP）和储能系统（ESS）深度耦合的电力电子装置,其接入配电系统能有效降低网络损耗,提升系统运行经济性。提出一种计及ESOP接入的配电网协同规划模型。首先,以背靠背电压源型换流器为例,构建ESOP的数学模型;其次,利用线性化手段,建立了配电网的混合整数线性规划模型;最后,通过扩展的IEEE 33节点系统及Portugal 54节点系统对所提的规划模型和求解方法进行了分析和验证,结果表明考虑ESOP接入的配电网协同规划策略能够有效改善电压质量、提升配电系统的经济效益。     

基于博弈论的主动配电网扩展规划与光储选址定容交替优化

针对当前主动配电网规划方法无法反映投资者先后决策的问题,提出了基于博弈理论的主动配电网扩展规划与光储选址定容的双层交替优化方法。首先,基于当前欧洲国家广泛采用的自消费模式,提出了考虑峰谷电价的光伏和储能系统运行策略;其次,在此基础上建立了主动配电网扩展规划和光储选址定容的双层优化模型;然后,提出了双层优化模型求解方法,上层优化模型应用二进制粒子群算法进行优化,下层优化模型中引入博弈理论,决定光储的容量配置;最后,采用某规划区的配电系统进行仿真,优化结果表明,光储系统的合理配置与接入方案可有效降低用户的用电成本,也可有效降低配电系统的网络损耗。     

计及供电可靠性评估的地区电网风储电站选址定容方法

针对地区电网风储电站并网问题,计及对地区电网供电可靠性的影响提出其选址定容模型。模型以风储电站并网位置和配置容量为控制变量,以地区电网供电可靠性的提升最大化为子目标一,以系统综合规划运行成本最小化为子目标二,采用加权系数法将多目标转化成单目标函数,模型考虑了系统运行功率平衡约束、配置容量约束、弃风功率约束等约束条件。基于两阶段优化采用二进制粒子群和混沌粒子群算法设计模型求解流程。最后对河北省某地区电网采用所建立的模型进行风储电站选址定容规划,仿真算例表明所提出的方法能够显著提升系统的供电可靠性和经济性。     

考虑不同负荷水平下DG定容选址的配电网协调规划研究

针对多种负荷水平下,分布式电源(DG)接入配电网带来的随机性问题以及无法兼顾DG容量与选址的协调规划问题,本文构建了一种考虑不同负荷水平与DG定容选址的配电网协调规划模型,可对配电网网架进行重新构建的同时,综合考虑DG容量与配置位置的规划,以获得最小的有功网损与最大的电压支撑效果。该规划模型首先对风电接入配电网的随机特性构建数学概率模型,然后将配电网开关组合与各个DG的容量、配置位置同时作为变量引入烟花优化算法求解,最后在不同风电场景与负荷水平下得到最优规划结果。美国PEG69节点系统的算例仿真结果表明该模型不仅可以满足配电网辐射状与稳定运行的约束,在与仅引入DG容量和仅引入DG位置规划的对比中,验证了容量位置协调规划在配电网经济运行方面的优越性。