计及分布式电源的电力系统恢复策略研究

围绕电力系统恢复问题,在PSCAD／EMTDC环境重点研究了计及风力发电的电力系统黑启动策略,对电力系统故障后的快速可靠恢复有重要意义。     

分布式配电网故障停电快速恢复方法研究

传统配电网故障停电快速恢复方法因恢复时间较长而影响人们的日常用电.本文设计了一种新的分布式配电网故障停电快速恢复方法.分析了分布式配电网停电故障的特征,讨论了配电网停电故障的类型.优化了配电网停电故障快速恢复的流程,缩短了故障停电的时间.构建了配电网停电故障恢复的模型,提高了分布式配电网停电故障恢复的灵活性,实现了分布...     

含分布式电源配电网的黑启动运行特性研究

对于电力系统局部失电或大面积失电,利用分布式电源恢复供电的黑启动方案具有重要意义。文中在分布式电源配电网建模的基础上,结合含分布式电源的配电网自身特点,以配有储能装置、具有电压/频率控制能力的分布式电源作为黑启动电源,分析其黑启动运行特性,给出含分布式电源黑启动的优化组合方案。最后,仿真验证了优化配置方案的有效性,为配电网实现黑启动预案提供必要的理论基础。     

大停电后含分布式电源的电网分区及负荷恢复方案

含有分布式电源(Distributed Generation,DG)的电网在发生大停电事故后,为提高系统恢复效率,一般将电网进行合理分区,并采用分区并行恢复的方案。首先运用灰色决策理论选取了各分区的黑启动电源,结合最短路径快速算法(Shortest Path Faster Algorithm,SPFA)搜索各黑启动电源到待恢复节点的最优恢复路径;然后据此建立了兼顾恢复时间性和安全性的最优分区多目标优化模型,并采用多目标粒子群优化算法(Multi-objective Particle Swarm Optimization,MOPSO)对模型进行了求解。基于所得的最优分区方案,以构建初步网架为目标,结合遗传算法对各分区内的负荷恢复问题进行了优化。IEEE 30节点算例验证了所提方案的有效性。     

大停电后初期基于分布式电源的配电网局部自我恢复方案

分布式电源(distributed generation,DG)具有启动速度快、结构简单、反应灵活等特点,在配电网黑启动中发挥着重要作用。分析了在电网大面积停电情况下基于DG的配电网局部自我恢复方案。因DG的发电功率不能满足配电网中所有负荷的供电,首先在主网分区恢复方案下,根据DG的性能和重要负荷的分布对配电网进行划分;然后讨论了分区后DG启动顺序及恢复路径的优化,以保证能够在尽可能短的时间内恢复尽可能多的重要负荷。该方法以最小路径权值和最大重要负荷恢复量为目标,满足负荷的恢复量不超过DG发电量等约束条件,采用改进粒子群算法进行求解。算例结果验证了该方法的有效性。     

含分布式电源的电力系统多代理故障恢复新方法

提出一种与含分布式电源（DG）的孤岛独立运行策略相结合的基于多代理技术的电力系统故障恢复方法。该方法是在每个区域内设置一个就地管理代理（LMA）或远方管理代理（RMA）,并与区域内与设备相连接的负荷代理（LAG）及发电机代理（GAG）组成多代理系统。当电力系统全停时,由水电机组作为黑启动电源提供初始电能,按照黑启动预案,通过多代理系统中各代理之间交互协调,逐步恢复电力系统。文中介绍了基于多代理技术的故障恢复方法的基本原理、多代理恢复系统的结构和每个代理的作用,以及含DG的电力系统故障后恢复的理论过程,最后在仿真中实现并验证了该方法的有效性。     

含分布式电源的配电网故障恢复研究综述

随着分布式电源大量接入配电网中,传统的配电网故障恢复方法不能再应用于含分布式电源(DG)的配电网中。分析了DG的运行方式以及对故障恢复的积极作用,论述了含DG的配电网故障恢复的策略、数学模型与优化的研究现状,总结了不同策略应用于DG条件下配电网故障恢复的利弊,并指出了今后研究的问题和方向。     

含分布式电源的配电网故障恢复策略

鉴于分布式发电（DG）的特殊性,含有DG的配电网故障恢复不能用传统方法解决。提出了一种新的考虑DG的故障恢复策略。首先根据DG的发展状况介绍了2个孤岛处理标准：IEEE 929-2000和IEEE 547-2003,前者禁止孤岛存在,后者允许有意识的孤岛运行。考虑到用户对供电可靠性的要求越来越高,同时DG的注入容量越来越大,文中的研究是建立在后一标准基础上的;然后介绍了3种孤岛运行模式,并分析了其优缺点;对含有DG的配电网潮流计算,采用改进的前推回代法进行处理;最后给出了考虑DG的配电网故障恢复步骤并进行了实例仿真。仿真结果证明了文中所提出的方法的有效性。     

计及分布式电源的配电网供电可靠性研究

首先分析了分布式电源接人配电网的方式、作为等效电源的模式、配电网孤岛运行方式以及它们对配电网供电可靠性的影响,然后根据供需平衡原则,提出配电网孤岛划分策略,在此基础上,建立了计及分布式电源影响的配电网供电可靠性分析计算模型,最后通过对一典型配电网的仿真计算,说明该模型的合理性与有效性.以计算结果表明,分布式电源接入配电网后,可以大大提高配电网供电的可靠性.     

含分布式电源的配电网停电风险快速评估

大量分布式电源(distributed generation,DG)接入配电网导致系统元件数量的增加和系统状态数目的增大,为停电风险评估在含DG配电网中的实施带来困难。为此,提出一种基于设备随机故障的含DG配电网停电风险快速评估方法。为加快评估速度,在系统状态抽样环节引入拉丁超立方抽样技术(Latin hypercube sampling,LHS),通过对配电网各系统变量实施分区、抽样、排序的方式得到用于停电风险评估的系统状态;通过定义负荷点的贡献度与消耗度2个孤岛划分参量,削弱了孤岛划分算法中负荷点接线结构对算法快速性的影响,进而提出了能同时满足快速性和精确性要求的孤岛划分方法。从充裕性角度建立了配电网停电风险的指标体系,并制定了相应的风险评价标准。算例结果表明,提出的快速评估方法能反映含DG配电网的停电风险程度,可为电网规划及运行人员提供参考。     

计及故障供电恢复策略的主动配电网电源规划

主动配电网的核心在于主动管理,在规划阶段综合考虑运行管理策略的影响,有利于提高主动配电网规划结果的适用性。为此,考虑到主动配电网具有分层分布管理的特性,采用故障下游静态分区划分孤岛运行以实现故障供电恢复。同时提出了基于蒙特卡洛模拟计算停电损失费用的方法,以衡量主动配电网是否具有故障供电恢复能力对其可靠性的影响。考虑正常与故障状态下的两种控制策略,提出一种主动配电网电源规划双层优化模型。上层以综合成本净现值最小为目标,其中包含了停电损失计算,下层模拟正常运行状态下全局优化控制获得最优潮流。经仿真实例验证,引入停电损失费用并且考虑供电故障恢复策略的规划模型能保证规划后主动配电网的可靠性,进而整体地提升了主动配电网规划方案的经济性,具有较强的实用性及可推广性。     

输电网架恢复方案线路投运风险评估

大停电后根据输电网架恢复预案来进行重构操作的过程中,如果预案中某些线路投运失败,将严重影响系统恢复进程.文中考虑线路投运失败的相对可能性,结合大停电后输电网架恢复过程中线路投运失败后形成新的最优恢复方案的情况,建立了评估输电网架恢复方案线路投运风险的指标.以IEEE 30节点系统的3套网架恢复方案为例进行分析,利用所提...     

多源协同的智能配电网故障恢复次序优化决策方法

当因极端事件导致电力系统发生大规模停电时,可以协同配电网中的分布式电源、储能系统等本地资源恢复网内重要负荷,以提升配电网韧性。为了快速平稳地使系统从停电后状态过渡至恢复状态,需要优化开关投切次序。文章提出了多源协同的智能配电网故障恢复操作次序优化决策方法,将问题建模为混合整数线性规划模型,并利用成熟的商业优化求解器快速求解,确定最优的开关投切操作次序以及每次恢复操作后的系统运行状态。优化模型计及负荷重要度权重,以快速恢复重要负荷为目标,考虑了三相不对称潮流约束、系统运行约束以及恢复过程中的恢复操作约束等。通过改进的IEEE 13节点系统和IEEE 123节点系统验证了所提出的配电网故障恢复次序优化决策方法的有效性。     

计及负荷侧关键基础设施耦合性的配电网恢复优化决策方法

由极端事件引发的大停电事故发生后,可利用配电网本地电源优先恢复关键基础设施负荷,从而快速恢复关键基础设施的部分或全部功能。然而,关键基础设施之间存在复杂的耦合性,且这种耦合性关系不易挖掘。若在恢复决策中对上述耦合性考虑不足,则可能造成即使恢复了某一关键基础设施的电力供应,但该关键基础设施仍无法正常运转的后果。针对此问题,文章首先挖掘极端事件后电力负荷侧关键基础设施耦合性关系,并建立可解析表达的耦合性数学模型;然后,结合耦合性模型,以最大化关键基础设施运行能力为目标,提出考虑关键基础设施耦合性的配电网恢复优化决策问题的混合整数二阶锥规划（mixed integer second-order cone program,MISOCP）模型,该模型可利用成熟的优化求解器进行有效求解;最后,设计算例验证提出的配电网恢复决策模型的有效性,通过对比说明考虑关键基础设施耦合性的恢复策略的优势。     

基于CSP的配电网大面积断电供电恢复模型和算法

当配电网中发生大规模停电事故时,必须尽快制定供电恢复计划.文中建立了供电恢复的约束满足问题(CSP)模型.配电网恢复中的各种因素被表示为CSP模型中的变量、约束和目标.为提高在线计算速度,与故障模式无关的计算量被转移到离线方式下进行.同时,为提高求解效率,对解空间进行排序,使给定的目标函数对单个变量具有局部单调性.使用回溯算法对目标函数进行优化.算例结果证明了所提出的方法的可行性和优越性.     

基于合作型协同进化遗传算法分布式发电供电恢复

分布式电源的配电系统,在发生大面积断电时,要求最快、最多的恢复失电负荷的供电。引进了合作型协同进化遗传算法来实现分布式发电条件下的供电恢复,建立了供电恢复问题的协同进化模型。采用随机生成树对染色体进行编码,完全避免了不可行解。采用高频变异的方式对染色体进行变异操作。在寻优过程中子种群间相互交换信息,使得算法尽快收敛。算例表明了协同进化遗传算法的高效性及快速性。     

计及分布式电源的配电网供电可靠性

孤岛是引入分布式电源以后在配电网中新出现的一种运行方式.根据配电网中负荷的重要程度,以等值有效负荷最大为目标函数,建立配电网孤岛划分的模型,并采用深度优先搜索和广度优先搜索技术求解该模型.结合配电网孤岛运行方式,对传统可靠性计算中的最小路法进行改进,使之适用于含分布式电源的配电网供电可靠性分析计算.通过对IEEE-RBTS Bus 6系统的仿真计算,说明本模型的有效性与实用性,计算结果表明,分布式电源合理接入配电网后,可以提高配电网供电的可靠性.     

计及关键负荷功能恢复需求的韧性城市配电网恢复方法

大停电后,利用城市配电网本地分布式电源快速恢复重要负荷,是减小停电损失、提升电网韧性的有效方法。城市中既存在需要电、水、气等各类资源共同支撑才可实现正常运转的终端用户负荷,也有如交通灯、水泵等关键基础设施负荷,且电网、用户负荷、关键基础设施负荷之间存在密切的耦合关系,需要在恢复决策时予以考虑。提出了一种计及关键负荷功能恢复需求的多时段配电网故障恢复方法。在荷侧,考虑了用户负荷功能对于电、水、气资源的需求及交通负荷用电需求;在网侧,考虑了电网、水网、气网的运行约束;在源侧,考虑了可移动发电资源接入灵活和本地发电资源能量有限的特点。算例测试结果表明,所提方法可最大化恢复多类型负荷的社会功能,实现有限发电资源的最优分配。     

配电网多时段在线恢复决策问题的两阶段求解算法

大停电事故后,在配电网失去上级电网支撑的情况下,可协同多种本地电源恢复网内重要负荷供电,减小损失,提升韧性。为了实现有限发电资源的优化配置,此场景下的恢复问题通常可以建模为多时段恢复问题。然而由于恢复问题中的整数变量和非凸潮流约束,目前尚无方法能够对其有效求解,无法满足在线决策要求。文中提出多时段在线恢复决策问题的两阶段高效求解算法:第1阶段为基于最大生成树算法的辐射状拓扑确定算法,第2阶段为确定负荷状态的整数变量松弛迭代算法。最后,在改进的62节点配电网算例进行测试,验证了两阶段求解算法的可行性和优势,表明所提算法能够实现在线应用,辅助运行人员进行恢复决策。