主动配电网故障恢复的重构与孤岛划分统一模型

随着分布式电源和储能装置大量接入配电网,配电网在发生故障之后可以进行重构和孤岛划分,提高故障恢复的水平。为此,提出了一种同时包含重构与孤岛划分的故障恢复方法。建立包含多类型分布式电源、柔性负荷和储能的多时间段故障动态恢复模型,考虑分布式电源和储能的黑启动能力,并计及故障恢复时间和检修次序。利用二阶锥技术将所建模型转换成混合整数二阶锥规划模型。在PGE69系统上对该算法的有效性进行验证,结果表明,与传统方法相比,所提故障恢复方法计算速度更快,故障恢复率更高。     

主动配电网故障恢复的重构与孤岛划分统一模型EI北大核心CSCD

随着分布式电源和储能装置大量接入配电网,配电网在发生故障之后可以进行重构和孤岛划分,提高故障恢复的水平。为此,提出了一种同时包含重构与孤岛划分的故障恢复方法。建立包含多类型分布式电源、柔性负荷和储能的多时间段故障动态恢复模型,考虑分布式电源和储能的黑启动能力,并计及故障恢复时间和检修次序。利用二阶锥技术将所建模型转换成混合整数二阶锥规划模型。在PG&E69系统上对该算法的有效性进行验证,结果表明,与传统方法相比,所提故障恢复方法计算速度更快,故障恢复率更高。     

基于动态孤岛混合整数线性规划模型的主动配电网可靠性分析

为了得到配电网最优孤岛划分的准确方案,准确评估分布式电源（distributed generation,DG）接入对提升配电网可靠性的有益效果,文章提出了基于混合整数线性规划（mixed integer linear programming,MILP）的多时段动态孤岛划分模型,并基于序贯蒙特卡洛模拟提出了考虑故障状态下动态孤岛的可靠性评估流程。动态孤岛划分模型考虑了分布式电源和负荷的波动性,并建立了分布式电源和和负荷的功率时序模型。通过建立支路功率与节点状态的线性逻辑约束保证故障期间孤岛的辐射状拓扑结构,以改进的RBTS-BUS6系统为例,对含分布式光储的主动配电网（active distribution network,ADN）进行可靠性分析,结果表明文章所提出的电力孤岛模型能最大范围地恢复供电,并有效提高配电网的可靠性水平。     

考虑多种主动管理策略的配电网扩展规划

提出了主动配电网扩展规划的混合整数二阶锥规划模型,该模型以总的投资与运行费用最小为目标函数。文中考虑了4种主动管理措施降低规划方案成本及未来的运行风险,包括有载调压变压器调节、切机、切负荷及无功补偿。规划措施包括主动管理、新建线路、新建变电站、扩建变电站、新建分布式电源。配电网规划是一个混合整数非线性规划问题,再加对各种主动管理措施及未来不确定性的考虑,配电网规划问题求解变得相当复杂。基于配电网潮流方程及约束松弛技术,建立了配电网规划的二阶锥规划模型,并利用改进的IEEE 33节点系统及Miranda 54节点系统进行了算例验证。     

考虑负荷损失最小的配网孤岛划分策略研究

配电网发生故障时,计及分布式电源的配电网可能进入孤岛划分模式运行。文中针对分布式电源接入可能带来的孤岛运行模式,提出以负荷失电损失最小为目标的孤岛划分算法。首先对失电区域建立孤岛划分模型,简化负荷节点信息,引入功率圆的概念,通过搜索孤岛划分的可行域,形成孤岛划分矩阵,进而建立孤岛划分求解方法,实现故障后配电网失电区域的负荷恢复。PGE 69节点算例验证了文中孤岛划分方案的可行性和有效性。     

基于风光荷功率曲线的有源配电网动态孤岛划分方法

分布式电源大量融入配电网后,基于分布式电源孤岛运行成为配电网故障处理的一种重要方式,其中孤岛划分是实现分布式电源孤岛运行的关键。文中从孤岛控制方式以及多时间段有功平衡这两个角度对有源配电网孤岛划分问题进行了研究。介绍了孤岛控制方式研究情况,综合考虑了分布式电源出力间歇性和负荷需求波动性,建立了基于风光荷功率曲线的孤岛风险评估模型;提出了多时段动态孤岛划分方法,该方法实现了恢复负荷最大化,同时也考虑了孤岛内控制方式,为实现工程化奠定基础。对一典型含风光储配电网算例进行了仿真,仿真结果表明了所述动态孤岛划分方法的可行性和有效性。     

基于需求侧响应的主动配电网双层优化方法

分布式电源在配电网中渗透率越来越高,导致配电网电压越限问题凸显,对此构建协同考虑主动配电网设备规划和运行的双层优化模型。上层模型考虑配电网中分布式电源、静止无功补偿器及电容器组的容量配置优化以减少配电网投资运行成本。下层模型考虑需求侧响应,有载调压变压器、储能及分布式电源等设备的协调控制,着重提高电压稳定性。针对模型特征,采用基于改进麻雀算法和二阶锥规划的混合优化算法进行求解。外部采用改进麻雀算法求解多维变量以提高求解速度,内部基于二阶锥规划求得配电网主动管理控制策略。最后采用改进的IEEE33节点系统进行仿真验证。结果表明,所提出双层优化方法可以有效提高配电网运行经济性,改善配电网电压分布,平抑负荷峰谷差。     

基于机会约束的主动配电网动态经济调度方法

分布式电源在主动配电网中大规模接入后,需要对主动配电网进行动态经济调度,以降低主动配电网整体运行成本。由于可再生能源出力具有随机性和不确定性,主动配电网的动态经济调度面临广泛随机性,这对调度策略的可靠性提出挑战。为此,提出一种基于机会约束的主动配电网动态经济调度模型,该模型考虑了分布式电源出力及负荷预测的不确定性。由于该模型无法被直接求解,文章利用凸松弛原理,将原机会约束模型转化为确定性混合二阶锥规划模型。基于IEEE-33节点系统的算例表明,该模型可有效求解出主动配电网的最优经济调度策略,且电压越限率和线路容量越限率被严格控制在给定的机会约束概率以内。此外,算例结果表明所提出基于机会约束的经济调度方法优于传统确定性经济调度和鲁棒经济调度模型。     

基于不确定网络理论计及经济性与可靠性的主动配电网规划

提出了基于不确定网络理论的主动配电网扩展规划模型。首先,考虑负荷与分布式电源出力时间分区相关性,构建特征概率不确定性集合;其次,建立统筹分布式电源、网架、静止无功补偿装置、变电站和有载调压变压器各设备的升级新建及其主动管理措施的经济子规划模型,并提出了适用于规划问题的两阶段整体最优可靠性方法,且通过二阶锥松弛将原模型转化为混合整数二阶锥规划问题进行快速求解。分别得到全过程多阶段经济和综合可靠性不确定性测度分布作为网架树权重。最后,利用不确定网络中最小生成树理论,搜索与理想网架树分布最接近的最优规划方案。改进的IEEE 33节点系统与IEEE 69节点系统算例验证了所提模型的有效性。     

基于变异粒子群算法的主动配电网故障恢复策略

为提高主动配电网故障恢复的快速性和可靠性,提出一种基于变异粒子群算法的恢复策略.光储系统与负荷特性模型的构建是研究策略的基础,利用光储模型保证负荷可靠恢复,在构建负荷特性模型时考虑负荷时变性、需求时变性及负荷可控性的特点.在建立的光储系统与负荷特性模型基础上研究故障恢复策略,首先对配电网进行动态孤岛划分,利用光储系统对孤岛内负荷进行可靠恢复,保证用户侧需求度高的负荷优先恢复,然后以总失电负荷最少、网损最小及开关动作次数最少为综合目标函数,运用变异粒子群算法得到孤岛与主网配合的配电网综合恢复策略,提高了主动配电网可靠性.最后,采用IEEE 33节点系统进行算例分析,结果验证了模型与恢复策略的优越性.     

适应三相不平衡主动配电网无功优化的二阶锥松弛模型

三相不平衡主动配电网无功优化的非凸非线性给全局优化求解带来一定挑战.传统方法采用二阶锥松弛方法来凸化原始非凸优化模型,从而实现全局最优解的有效搜索.然而,传统所提方法忽略了三相配电网相间耦合关系,从而导致三相不平衡场景下与全局最优解之间存在误差.为此,文中提出适应三相不平衡主动配电网无功优化的二阶锥松弛模型,通过将原始优化模型映射到高维空间,松弛秩约束,并采用Sylvester准则形成相间二阶锥约束.最后,通过IEEE 33节点、IEEE 123节点和906节点算例仿真分析验证了所提方法的有效性.     

含分布式电源接入的配电网故障恢复方法

高渗透率分布式电源(distributed generation, DG)的接入使得配电网故障恢复决策需要考虑更多的安全因素。基于对光伏发电系统及风机发电系统的有功出力进行合理建模,建立以故障失电负荷恢复量最大为目标函数,以满足DG接入下配电网络运行安全为约束条件的故障恢复优化模型。为高效求解所建立的含DG接入的配电网故障恢复模型,基于二阶锥与 -松弛技术,将原问题模型松弛为线性可解形式,从而可直接利用YALMIP商业软件进行快速有效求解。通过组态式配网动模试验平台搭建基于改进的IEEE 33节点网络进行测试,并与基于粒子群算法的传统配电网故障恢复模型进行对比,仿真结果表明本文所提基于线性规划方法的故障恢复模型能够快速且最大限度地恢复失电负荷。     

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。     

基于二阶锥规划的交直流主动配电网日前调度模型

为适应未来配电网可能出现的交直流混合拓扑形态,提出了基于二阶锥规划的交直流主动配电网多时段日前优化调度模型。该模型以购电费用和弃光弃风惩罚费用之和最小作为目标函数,通过分布式电源有功和无功调节、容抗器投切、储能充放电功率调节、电压源换流器无功调节及配电网动态重构等多种主动管理措施实现主动配电网有功功率-无功功率联合优化,消除潮流及电压越限,解决高比例分布式电源接入交直流主动配电网后的日前优化调度问题。50节点算例的分析验证了所提模型的正确性。     

面向弹性提升的主动配电网重构与元件修复协同方法

极端事件会导致主动配电网出现多处故障且故障元件修复时间长,传统的故障恢复方法会使得系统的弹性低。针对主动配电网的故障恢复阶段,提出了一种面向弹性提升的重构与故障元件修复协同方法。首先,结合计及负荷重要程度的主动配电网弹性指标,分析出故障恢复阶段弹性提升的主要措施;在此基础上,提出重构与故障元件修复协同策略框架,给出交替协同中线路状态变量和节点负荷供电状态变量的更新与关联。其次,建立全过程故障元件修复和重构的目标函数。针对主动配电网含多分布式电源特点带来的故障元件上下游关系难以判别问题,提出基于消线解故障环法和圈源等效法的判别方法。最后,算例结果表明,所提方法能有效地提升主动配电网的弹性。     

含风光储联合发电系统的主动配电网无功优化

为了提高风、光能的利用率及降低其出力波动性对配电网的冲击,利用风力与太阳能时间与空间上的互补性及储能装置对功率的平抑作用建立含风光储联合发电系统的主动配电网模型,以无功补偿装置作为优化变量对主动配电网进行多时段动态无功优化,以电压偏差及网络损耗最小为多目标建立优化模型,利用凸松弛技术将优化模型转换为具有凸可行域的二阶锥规划(SOCP)模型。在IEEE33节点配电系统上进行仿真,对含不同类型的分布式电源发电方式的配电网进行无功优化,对比分析其对主动配电网调压降损的作用,并且对风光储联合发电系统的优化策略进行分析,最后验证了二阶锥规划松弛技术的精确性及可靠性。     

基于双层动态时段划分的配电网重构

动态网络重构能有效降低配电网的网络损耗以及分布式电源的弃风弃光量,为此提出了基于双层动态时段划分的配电网重构方法。上层优化中以网损成本与弃风弃光惩罚费用之和最小为优化目标,决策变量为主动管理元素的出力;下层优化中则以网损最小为目标函数来确定各时段开关状态量。为了减小模型的规模与复杂度,提出了将割集法作为辐射状约束的表示方法。同时,将该模型转化为混合整数二阶锥规划模型,并结合和声搜索算法对其进行求解。通过改进IEEE 33节点系统进行仿真,验证了所提方法的实用性和有效性。     

基于混合整数线性规划的含ZIP负荷有源配电网重构方法

随着分布式电源并网和负荷类型的日益复杂,传统配电网重构模型尚未考虑复杂的综合负荷模型。提出了考虑ZIP综合负荷模型的有源配电网混合整数线性规划方法。在辐射状配电网二阶锥潮流模型的基础上,通过线性回归法将ZIP负荷模型等效为ZP负荷模型,建立基于混合整数二阶锥规划的有源配电网重构模型。通过多面体近似将二阶锥约束进行线性化,建立基于混合整数线性规划的有源配电网重构模型。在三个不同规模配电系统的仿真结果表明,基于混合整数线性规划的有源配电网重构模型精度与基于混合整数二阶锥规划的几乎相同,但优化效率提高了15%~30%,具有较高的优化精度和效率。     

考虑循环寿命折损的主动配电网仿射可调鲁棒优化方法

针对主动配电网在源荷储协同下的不确定性优化问题,提出了基于仿射可调鲁棒优化的主动配电网运行策略。首先,考虑分布式光伏的可控模型、循环寿命折损的电池储能模型和ZIP负荷模型,构建了主动配电网优化运行模型。然后,采用椭球集合来描述分布式光伏出力的不确定性,并结合仿射策略形成优化模型中决策变量与分布式光伏出力不确定性变量之间的线性决策机制。最后,通过对偶变换将主动配电网鲁棒优化模型转化为一个确定性的混合整数二阶锥规划模型进行求解。在改进的IEEE33节点算例系统中对比验证了所提出的仿射可调鲁棒优化方法的有效性和优点。     

基于约束型深度强化学习的主动配电网 电压控制策略

随着分布式电源与随机性负荷的大量接入,配电网的电压波动问题变得愈发严重。主动配电网能通过各种电压无功控制器平抑电压波动,但通常需要求解一个复杂的混合整数二阶锥规划问题,难以做到实时控制。文中利用深度强化学习建立了一个主动配电网实时电压控制模型,能快速得到满足潮流约束的控制策略。采集节点有功、节点无功、设备档位、时间步作为环境状态变量;以和网损及设备操作相关的费用作为回报函数来协调三个控制设备;通过基于长短时记忆网络的约束型强化学习来求解,从而建立主动配电网实时电压控制模型。基于4节点测试系统和IEEE-33节点测试系统进行了仿真,仿真结果表明,所提的深度强化学习方法能确保潮流约束,电压控制模型能实时控制电压无功控制器,以保证配电网的电压质量。