聚类网架拓扑与源荷关联场景生成下配电网分布式电源规划方法

面对多样化的配电网拓扑结构,为了对分布式电源规划激励措施的成本进行快速有效估算,提出了一种基于聚类网架拓扑的配电网分布式电源规划方法。同时,在规划阶段充分考虑分布式电源与负荷的相关性,提出了基于Copula理论的源荷关联场景规划方法。通过SimRank++算法计算不同馈线拓扑结构间的相似度,由层次聚类算法获取配电网的不同馈线集群,将集群中心作为典型网架的拓扑结构。针对每一种典型网架的拓扑结构,以经济性为目标建立分布式电源的规划模型,并采用模拟退火粒子群优化算法对模型求解。基于实际城市配电网进行算例分析,分析结果表明所提方法能够灵活地指导分布式电源规划,从而为可再生能源和配电网的战略规划提供参考。     

考虑负荷特性互补及供电单元划分的中压配电网实用化自动布线

针对当前配电网规划中因未能考虑负荷特性互补而导致网络规模偏大与设备利用效率偏低等问题,提出一种新的考虑负荷特性互补及供电单元划分的中压配电网实用化自动布线方法。首先,基于现有负荷聚类分块与网格化规划成果,完善了中压配电网馈线区块和供电单元的概念,并提出考虑供电单元划分的中压配电网网架规划框架;其次,凝练了考虑负荷特性互补的馈线区块和供电单元划分效果评估指标,并提出用于变电站中馈线区块划分的旋转中心线距离加权交替定位算法;再次,考虑线路的规划年综合费用和基于可靠性指标的停电损失费用,建立基于供电单元划分的中压配电网网架规划模型,并结合蚁群算法提出主干线与分支线组合求解的自动布线方法。最后,通过实例验证了模型和方法的科学性与实用性。     

基于量化分解的配电网可靠性提升措施分析

针对当前不同配电网可靠性提升措施分析中定量分析不足、难以横向比较的问题,提出了一种基于量化分解的配电网可靠性提升措施分析方法。以“可靠性参数”为中间变量,研究配电网可靠性提升措施对可靠性指标的影响,通过建立配电网可靠性提升措施与可靠性参数及可靠性指标之间的关联关系,以显式公式形式实现配电网可靠性指标的求解。考虑到配电网的节点规模大但类型相对较为简单,采用基于馈线分类的可靠性评估策略,简化了求解过程。针对实际电网规模、管理制度,以及通信环境、设备基础的不同,引入可靠性提升措施实施度修正参数,以消除由于电网情况不同而带来的差别。通过国内某实际电网算例分析,验证了文中方法的有效性。     

分布式电源并网对配网馈线供电能力的影响分析

针对当前缺乏评估分布式电源DG接入对配电网馈线供电能力影响的有效手段的问题,提出一种基于分布式电源置信容量角度的评估方法。首先基于自回归移动平均ARMA模型和小时晴空指数分别建立了风光的随机出力模型,采用全年时序模型叠加随机正态分布模拟负荷。其次应用场景削减技术提高配电网可靠性计算效率,进而基于等可靠性原则提出了考虑网架故障的DG置信容量的求解流程,并从该角度提出了定量计算馈线供电能力增量的算法。最后结合IEEE-RBTS算例分析了馈线负荷、负荷曲线与DG出力相关性以及DG接入位置和容量对馈线供电能力的影响。结果表明选择DG接入负荷曲线与其出力相似度较高的馈线,以及优先规划DG以适当容量接入馈线末端有助于提升馈线的供电能力,延缓配网改造升级进程。     

复杂中压配电网可靠性评估新方法

提出了一种基于馈线分区和等值法相结合的复杂中压配电网可靠性评估算法。根据配电网络的拓扑结构,以开关为边界,将馈线网络进行分区,形成配电网络的区域节点模型。然后对简化网络进行分层,采用网络可靠性等值方法,将配电网络区域节点模型等效为简单的纯辐射状网络模型,利用故障模式及故障后果分析法计算负荷点的可靠性指标。采用邻接矩阵表示网络拓扑,通过对邻接矩阵的搜索和修改实现馈线的分区以及网络的等值过程。通过对RBTS算例的计算,证明该算法适合于复杂中压配电网的可靠性评估。     

规划配电网简化方法及其可靠性评估算法

首先对配电网馈线的负荷和长度进行简化假设,并定义了主干线和分支线;在考虑馈线配变容量约束的基础上,提出了转供率计算方法;把配电网馈线分为主干线、分支线和配变,并由此推导出配电网馈线可靠性指标,利用馈线可靠性指标形成配电系统可靠性指标,另外对网架假设进行误差分析。最后分析了规划配电网可靠性评估需要的数据结构;算例证明了对规划配电网假设和该算法的有效性和可行性。     

馈线自动化规划中环网开关配置的优化算法研究

提出了一种馈线自动化规划模型,并采用遗传算法进行求解,以优化开关配置,使得在满足重要用户可靠性的前提下,可靠性总费用最小。在配电网可靠性计算中,实现了一种非常灵活的可靠性算法,能够处理结构任意复杂的树型馈线。针对遗传算法中大量方案重复计算这一事实,对传统算法作了改进。     

基于宏微观特征分层聚类的配电网拓扑相似性分析方法

提出一种基于宏观与微观拓扑特征分层聚类的配电网拓扑相似性分析方法。首先,构建涵盖宏微观拓扑特征的指标集作为拓扑相似性分析的依据,包括宏观层面的网络社团特性和节点度相关性指标以及微观层面的线路功率传输性能和负荷分布密度指标;针对传统拓扑相似性分析方法难以对变量数不同的微观拓扑特征进行细粒度分析的问题,提出基于核密度估计的微观拓扑特征描述方法和基于Kullback-Leibler散度的微观特征相似性量度方法;再以基于标准离差率改进的谱聚类算法对宏微观拓扑特征集进行分层聚类,实现配电网拓扑相似性分析。算例分析表明,所提出的配电网拓扑相似性分析方法在表征配电网结构特性的能力及相似性分析效果方面相对于传统方法更优。     

大规模中压配电网可靠性建设改造措施优选模型及求解方法

我国正处于配电网建设全面推进阶段,提升供电可靠性是建设改造的核心目标之一。针对大量候选改造措施,提出一种适用于大规模配电网的措施优选模型并设计了求解算法。首先,对可靠性指标估算算法进行改进,使多种改造措施对系统可靠性的提升能够通过连续可导的函数表达。在此基础上,以投资成本与停电损失成本最小为目标,以各区域可靠性指标满足需求为约束建立优化模型。模型对决策变量分类后采用遗传算法与分支定界法联合求解。通过某城市配电网算例验证了所提求解方法具有较好的求解质量与求解稳定性。此外,模型计及了不同区域、不同改造措施间的相互影响,因而能够最大化节约改造资金,提升配电网的社会经济效益。     

考虑载荷与网损均匀性的配电网拓扑多目标规划

配电网拓扑结构规划中除经济性外还需考虑配电网拓扑结构可靠性。针对配电网拓扑结构研究中存在特征指标单一、难以对配电网拓扑特征均匀性进行科学评估从而影响规划可靠性的问题,提出一种综合考虑配电线路荷载率和网损率的基于均匀分布系数的配电网拓扑结构均匀规划方法。提出以荷载率拓扑熵和网损率拓扑熵来衡量配电网的网络拓扑结构,并将二者的加权和定义为均匀分布系数指标,用以表征配电网网络拓扑结构的均匀性。在此基础上,建立了以配电网经济成本最小和均匀分布系数最大为目标的配电网多目标规划模型,以提高配电网规划的经济性和可靠性。通过仿真分析验证了所提方案的合理性和优越性。     

网络拓扑结构与供电可靠性的数学关系分析

在拓扑结构相似性概念的基础上,提出了网架拓扑与配电网供电可靠性直接相关的理论,解决了可靠性评估中缺乏对网架拓扑合理性分析的问题,同时提升了配电网规划的合理性与针对性。首先将实际配电网进行抽象化处理,用带权邻接矩阵及故障度矩阵综合表示配电网;其次提出了基于拓扑共享度特征指标的相似性函数,借助聚类分析的方法对配电网可靠性进行初步分析与评估;最后提炼出关键支路的故障率水平、网架结构、分布式电源接入位置等3个辅助分析指标,并通过指标的提升实现对配电网规划的优化。在工程实例分析中对实际配电网提出了具体的优化策略,验证了该方法的有效性。     

考虑传输容量约束的配电网可靠性快速评估

在最短路法的基础上提出一种等值递推的可靠性等值计算方法,该方法按负荷点与馈线根节点之间的距离对其进行分层排序,并根据负荷所在节点的层号逐级计算其可靠性指标。在计算每一层负荷点的可靠性时,同时求出该层及以上所有设备的可靠性等值电路并为后续计算所用。另外提出一种计算形式简单的应用于辐射状电网的定雅可比矩阵牛顿潮流法,用于计算传输容量对配电系统可靠性的影响。基于图上因子分解法对辐射状电网的网络拓扑和因子图的拓扑进行了分析,证明2者是相同的,在此基础上开发了与面向支路的前代、回推法具有相似程序实现形式的牛顿潮流算法。该算法易于编程实现,同时保持了传统牛顿法的快速收敛性的优点。算例结果表明文章提出的可靠性评估算法具有较高效率。     

基于成功概率的配电系统可靠性评估新方法

针对传统方法对于复杂配电系统建模复杂或难以克服精度与速度关系的问题,提出了一种配电网可靠性评估的新方法.引入"元件平均成功运行概率"的概念,在进行网络拓扑分析的基础上,只需要一次遍历,即可得到负荷点的故障率和成功运行概率,进而可得负荷点的故障持续时间等所有可靠性指标.该方法的网络模型不会因分支馈线的增多而变得复杂,通过简单的数学运算即可快速准确地得到可靠性指标.通过IEEE RBTS测试系统中的一条主馈线和一条实际系统馈线的计算,证明了该方法具有原理清晰、编程简单、结果准确、计算快速的特点,可有效地进行配电网可靠性分析.     

基于最优匹配回路功率的配电网拓扑辨识方法

配电网的拓扑结构在日常检修、异动和扩建过程中经常发生变化,加之配电网中实时量测数据和配置的传感器数量有限,开关缺乏实时遥测,这导致拓扑生成器常常不能有效获得配电网拓扑结构。目前常见的拓扑辨识方法并不能很好的适应配电网以上特点,因此为避免因配电网拓扑结构发生严重错误引起的配电网状态估计失真,提出了一种新的拓扑辨识方法。该方法基于匹配环路功率确定可能的拓扑结构,并根据公共量测值对可能的拓扑结构进行状态估计。依据状态评估结果与量测数值有最高匹配度,从而确定该拓扑结构为可信拓扑结构,即为实际拓结构。本文所提出的方法实现了对拓扑结构的量化评估,简化了拓扑辨识过程,减少了拓扑辨识过程的计算量,并通过相关案例验证了该方法的有效性和实用性。     

考虑负荷不确定性与差异化需求的配电网网架结构混合多属性评价优选模型

传统配电网网架结构选择以定性决策为主,受人为因素影响大,决策繁琐。提出了一种考虑负荷不确定性与差异化需求的混合多属性评价优选模型。从拓扑结构、可靠性、经济性3个方面建立多属性评价指标体系,基于集对分析的混合多属性评价方法在评价过程中量化负荷不确定性,在此基础上进一步利用熵权法得到各指标客观权重及由指标权重表征的各网架性能;引入K-means聚类算法及模糊层次分析法建立多专家决策加权的需求方案静态获取模型,得到差异化需求方案以及指标主观权重;利用基于主客观权重及模糊熵的多属性关联关系分析模型,计算差异化需求方案与各备选网架的关联程度,最终建立考虑负荷不确定性与差异化需求的混合多属性评价优选模型。以多个地区的配电网规划为研究对象,利用所提出的混合多属性评价优选模型,分析了不同地区差异化需求下所适合建设的最优网架,验证了所提模型的有效性。     

基元接线模型构建的配电网典型接线方式

为合理规划配电网接线,利用基元接线原理构建不同边界条件下的中压配电网典型接线方式。基元接线定义了包含规划区重要边界条件的基元组合变量,在此基础上利用基元接线的不同组合构建可行的配电网接线模式。提出了基元接线动态评价模型,利用隶属度函数对安全性、可靠性和经济性评价指标进行归一化处理,同时引入动态权值的思想刻画了规划区对不同指标下的偏重。最后采用基元接线动态评价模型测评所构建的接线方式,得出不同边界条件下的配电网典型接线方式。算例结果验证了该方法的可行性。     

复杂辐射状配电系统的可靠性评估

提出一种能灵活响应配电网络拓扑结构变化的复杂辐射状配电系统可靠性评估的故障遍历算法。该算法能有效地考虑配电系统的自动化特性，将故障后的系统恢复分为两个阶段进行。该算法利用父向搜索法确定故障的影响范围，并利用广度优先遍历搜索法将系统的故障部分分为故障修复区、前向故障恢复区和后向故障恢复区。该算法以面向支路的前推回代法为基础，利用树的添加和删除操作灵活响应各种支路开断及负荷转移所引起的网络拓扑结构变化，用父向搜索法确定所需进行潮流计算的子系统，并通过控制父向搜索法的搜索步数来灵活简化潮流计算，经算例验证，该算法是一种较为实用的可靠性评估算法。     

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。     

配电网可靠性评估系统

通过对配电网可靠性评估算法的研究，选用网络拓扑算法，并采用面向对象程序设计技术开发了一套配电网可靠性评估系统。该系统在图形表达方面提出了新的设计方法，利用开发的专用作图工具，可输入配电网网络图，对输入图形进行馈线内分段，分析其网络拓扑结构，从而可以依据网络拓扑算法计算出馈线的可靠性指标，最后综合得到系统的可靠性指标。实例验证了系统的有效性和实用性。