智能配电网优化调度在南京的应用

为有效指导智能配电网建设,在分析传统配电网调度存在问题的基础上,确立了智能配电网优化调度总体框架,首次提出了智能配电网优化调度模式理论,建立了多时间尺度递进式调度策略,并构建了优化调度体系结构。同时,研发了智能配电网综合优化系统作为优化调度高级应用的实现,有效提升了配电网调控的精准化和科学化水平。研究成果在南京智能电网示范区进行了成功应用,有效降低了区内负荷峰谷差和电网损耗,保证了电网的高效运行,为智能配电网建设提供了理论和实践依据。     

基于态势联动的主动配电网多源优化调度框架

分布式电源、储能、电动汽车规模化接入配电网,以及电力电子装置的广泛使用,对配电网的调度运行带来了巨大的挑战。针对主动配电网中新元素运行的不确定性,设计了主动配电网态势感知框架,实现对主动配电网实时运行状态及未来运行趋势的全面掌控;分析了主动配电网态势感知与优化调度的联动机理,为主动配电网多源协同优化调度提供数据和模式的支撑;基于态势感知生成了优化调度周期内的多运行场景,提出了基于多场景的主动配电网优化调度框架,并指出了实现主动配电网多源优化调度需突破的关键技术,包括连续时序运行场景集生成技术、典型场景调度策略库生成与维护技术、自适应目标优化调度技术等,以保障主动配电网的安全、可靠、高效运行。     

配电网智能调度模式及关键技术

分布式电源、微电网、储能装置、电动汽车充放电设施接入配电网运行改变了配电网能量平衡的模式,为了推进智能电网建设,在分析配电网及其调度控制特点的基础上给出了配电网智能调度目标和调度对象。为实现配电网的高效运行,提出基于配电网络、电源和负荷互动的多维多阶段递进式配电网智能调度模式,给出了配电网智能调度系统的功能结构。提出为实现配电网智能调度系统必须解决的关键技术,探索了配电网调度的发展趋势,给出了相关研究方向。     

含电动汽车的智能配电网优化调度研究综述

常规的经济调度已不能满足可再生新能源和电动汽车随机接入所带来的挑战。为了解决接入配电网电动汽车数量逐渐增多和分布式电源并网问题。本文对含电动汽车的智能配电网优化调度进行了详细的分析。首先简要分析了电动汽车接入对电网造成的影响。其次本文从电动汽车接入电网的类型、电动汽车参与优化调度的目标、优化调度模型以及优化调度建模方法四个研究方面详细分析了电动汽车与智能配电网协调优化调度。从优化调度的结果分析可知,把电动汽车考虑进智能配电网的优化调度中能够有效的降低配电网的运行成本,使得车主的充电费用减少,并且提高了分布式电源的利用率。然后对大数据技术在智能配电网优化中的应用进行了简要的介绍。最后对电动汽车与智能配电网协调优化调度提出了展望。     

含多微网稀疏通信优化的主动配电网分层分布式协调控制

针对多微网及主动配电网协调运行时控制目标的不同,通过多智能体系统构建含配电网级、微网级、元件级的三层协调控制架构,将调度管理过程分为配电网级智能体调度和微网级智能体调度两个部分,提出了稳态运行时主动配电网和多微网之间的互联、互动的新方案,并在元件级智能体上设计了一种基于分布式稀疏通信网络的二级优化控制器,可以实现微网内负荷波动时元件上电压、频率的快速恢复,以及联络线有功功率的精确分配。另外,为了分析通信时滞对多微网智能体之间协调控制的影响,根据图论的基本理论对通信拓扑进行了优化设计。最后,以一个含三微网群的主动配电网为例,在PSCAD/EMTDC仿真平台上,验证了所提控制策略的有效性。     

智能配电网大数据应用技术与前景分析

针对大数据在智能配电网中的应用问题,在分析智能配电网大数据现状和特征以及梳理数据关系网的基础上,阐述了大数据在智能配电网中应用所涉及到的大数据存储与处理以及大数据解析等关键技术.提出了数据价值链和面向大数据应用的“飞机型”理论框架,并从用电预测与协同调度、智能配电网网架发展趋势分析与优化规划,以及智能用电与网络降损等方面分析了大数据在智能配电网中的应用前景,提出了应用路线图.     

基于多智能体一致性的能源互联网协同优化控制

针对能源互联网中多种能源协同优化与控制,提出了一种协调优化控制策略以实现分布式可再生能源的大规模利用。设计适用于区域能源互联网的动态多智能体协同框架,上层调度以综合成本最小化为目标,对一次能源进行日前调度优化,实现能源的经济利用和多种能源主网的安全稳定运行。提出了应用于配电网中的基于一致性理论的二级控制策略,在电压和频率的安全域内,实现分布式电源有功功率和联络线功率的精确控制,并讨论了延时通信对控制的影响。最后,仿真验证了所提策略的有效性。     

主动配电网多源协同优化调度架构分析及应用设计

风电、光伏等间歇式能源的并网以及储能装置、柔性负荷等可调资源的接入,对主动配电网的优化调度提出了更高的要求。针对主动配电网的运行特征,提出了多源协同优化调度的总体架构和应用框架,研究了多源数据融合、主动配电网快速仿真、多源协同优化调度策略以及多源协同优化调度策略评估等关键技术,设计了计及时间尺度、空间尺度、运行状态的"三维"优化调度目标,提出了配电网—馈线—自治区域的空间维度优化调度策略和长时间—短时间—实时的时间维度优化调度策略,并研究了优化调度策略的评估方法,最后设计了主动配电网多源协同优化调度的应用场景。     

智能配电网电力调度信息集成系统研究

信息集成整合是实现智能配电网兼容、自愈、互动、结构优化以及经济调度运行的重要基础性保障。在分析当前建设电力调度信息集成系统重要性和设计原则的基础上,结合包括输电、变配电、用电以及分布式发电等环节的配电网多信息源集成体系结构要求和技术路线,推导分析了调度信息化的数据架构,提出了基于四大类信息集成整合的配电网电力调度信息集成系统,尤其对电力调度数据信息及应用功能于一体的集成整合等功能特性进行了认真探讨。     

城市配电网源网荷互动优化调度技术研究与应用

文章在深入分析城市配电网中的各类可调资源的基础上,提出了空间和时间尺度全局协调优化的配电网优化调度模式;基于"局部就地平衡-区域间互供-整体消纳协调"的分布自治、分解协调的空间均衡调度机制,建立了分布式电源与配电网、配电网与上级电源、配电网与多样性负荷之间的优化调度模型;提出了基于多元互动模式的智能配电网调度业务优化策略,开发了智能配电网综合优化调度系统,并在江苏省南京市河西青奥区示范应用。     

智能配电网态势感知和态势利导关键技术

智能配电网态势感知是配电系统可靠、经济和安全运行的重要基础。为此,从技术层面对智能配电网态势感知和态势利导的内涵、架构和关键技术进行了深入分析和阐述。首先,给出了态势感知和态势利导技术的含义和目标;其次,构造了智能配电网态势感知和态势利导技术的总体架构;最后,为了实现对配电网运行态势的全面准确把握,并为复杂配电网智能调度控制提供有力支撑,从态势觉察、态势理解、态势预测、态势呈现、态势利导5个方面阐述了智能配电网态势感知和态势利导的关键技术内容及其面临的挑战,以期为后续研究工作提供借鉴。     

高比例可再生能源电力系统的输配协同优化调度方法

随着可再生能源的高比例接入和主动配电网技术的发展,传统的输配割裂的调度模式容易导致输电网与主动配电网间发、用电计划制定协调性不足,难以充分消纳集中式与分布式的可再生能源。为解决上述问题,提出一种针对高比例可再生能源电力系统的输配电网分层分布式多源协调优化调度体系,充分尊重并利用各利益主体的自主运行特性,实现分散自治、协同优化。输电网层面,利用改进区间法处理可再生能源不确定性,构造能量和备用协调优化模型。配电网层面,设置局部调度层,利用场景法对含储能系统的分布式可再生能源进行联合出力优化,将配电网层子问题构建为动态经济调度模型。在此基础上,利用目标级联法进行输配调度迭代求解,各层间仅需交换部分边界功率信息进行协调,最终获得输配协调的最优调度策略。算例结果表明调度计划的制定兼顾了输、配电网发电资源,有助于提高电网运行经济性和可再生能源消纳能力。     

智能配电网研究热点

智能配电网是智能电网的重要组成部分。随着电力生产形式、传输模式和电能利用方式的变化,配电网发展和运营不仅经历着原有技术和设备的升级改造,同时也面临着分布式电源接入、电力市场改革和高新技术集成与应用等许多新的问题和挑战。从能量、信息、市场三个方面介绍了智能化配电网的典型特征,在此基础上指出了配电网在网络规划、自愈控制、态势感知、资产管理、信息通信、分布式电源及储能等方面的关键技术,提出了智能配电网技术发展路线,为相关研究提供了参考。     

基于交替方向乘子法的主动配电网日前两阶段分布式优化调度策略

随着主动配电网中可控设备的大量接入,亟需提出新的优化调度策略以适应主动配电网日益复杂的调度运行。针对此问题,综合考虑主动配电网的运营成本和网络损耗,提出了一种日前两阶段分布式优化调度策略。第一阶段为有功优化阶段,考虑可控资源的有功调节作用,以配电网运营成本最小为目标进行经济优化调度;第二阶段为无功优化阶段,在第一阶段调度基础上,以系统网损最小为目标,考虑可控资源的无功调节作用,建立无功优化模型。为减轻系统通信负担,采用交替方向乘子法分别将有功和无功优化的集中式数学模型分解成多个子模型,通过相邻区域间期望信息的交互实现模型的分布式求解。仿真结果表明该策略可有效减小配电网的运营成本和网络损耗。     

面向态势全感知的高弹性配电网一二次协同规划问题研究

在新型电力系统背景下,新能源比重的增加为配电网带来了更多不确定因素。为提升配电网应对不确定因素扰动的能力,提出了面向态势全感知的高弹性配电网一二次协同规划模型。首先,给出了高弹性配电网态势全感知的定义,基于高弹性配电网的关键业务得到优选的态势感知设备集合;然后,在此基础上,对高弹性配电网的态势感知设备进行优选,在保证配电网安全、经济、可靠运行的基础上追求最大的经济与环保效益;最后,实际案例分析表明,所构建的高弹性配电网一二次规划模型能够以较低的经济成本为代价显著改善网络的可靠性、自愈能力,并在一定程度上削减碳排放量。     

基于最优决策树的多能系统快速鲁棒优化调度

新能源渗透率的持续增长造成了多能系统快速协调调度的巨大挑战,包括调度结果过于保守以及日内调度低效等问题。为此,提出了一种基于最优决策树分布式鲁棒优化的多能系统协调快速调度方法,所构建模型考虑电网日内经济调度,引入基于范数约束的概率分布置信集精准描述新能源的不确定性,防止调度结果过于保守。同时,根据新能源日内运行数据,分别通过可解释的最优分类树和最优回归树算法,优化日内机组启停状态和出力水平的初始决策量,解决日内鲁棒调度的低效问题。在四川某地区电网的验证结果表明,该模型可在兼顾调度成本和鲁棒性的同时,实现水风光多能系统的日内快速协调调度。     

基于自适应步长ADMM的配电网分布式鲁棒优化调度策略

以光伏、风电为代表的分布式电源具备较强的不确定性,其规模化、分散式地接入配电网,为系统资源的统一调控带来了严峻挑战。为实现配电网多类型分布式资源的协调调控,提出一种基于自适应步长交替方向乘子法的配电网分布式鲁棒优化调度策略。首先,构建配电网多层级代理系统,为配电网优化调度提供分布式运营架构。其次,建立基于可调鲁棒算法的配电网优化调度模型,提出鲁棒成本系数优化分配方法,实现调度策略保守性及经济性的合理平衡。在此基础上,基于自适应步长交替方向乘子法建立配电网分布式优化模型,并完成调度策略的高效求解。基于改进IEEE-33节点系统的仿真结果表明,所建立的分布式优化模型具备优越的收敛性能,所提鲁棒成本系数优化分配方法可有效提升调度策略的经济性。     

Double-layer Firefly Algorithm for Simultaneous Optimal Sizing and Operation of Energy Hubs

For economical and efficient use of local multi-carrier energy systems, energy hubs (EHs) were introduced as the best solution. EHs as one type of distributed generation have made the use of multi-carrier energy systems attractive with better energy conservation. To achieve the economic and environmental objectives of the EH, the sizes of its components need to be optimally selected. In addition, to check the incentive of the EH, it must be studied under operation. For this reason, the economic dispatch of the EH is to be carried out. However, the two objectives of optimal design and optimal dispatch have been previously addressed as two separate problems one step after another. In this paper, a double-layer firefly based optimization algorithm is proposed to both optimally size and dispatch the EH components, simultaneously. The two problems are combined in one multi-objective optimization problem. The objectives are to minimize the total capital and operational cost of the EH, minimize the system emission, and maximize the cost of exported energy to the network. The proposed algorithm is effectively applied to a commercial facility (hospital) as a case study.     

考虑气电联合需求响应的气电综合能源配网系统协调优化运行

在未来多能互补、综合能源系统的背景下,传统配电网和配气网独立调度运行的模式已经不能满足多种能源互补的运行要求。为此,该文提出气电综合能源配网系统最优潮流的凸优化方法,即利用二阶锥规划方法对配电网潮流方程约束进行处理,并提出运用增强二阶锥规划与泰勒级数展开相结合的方法对天然气潮流方程约束进行处理,进而将非线性的气电综合能源配网系统优化调度问题转化为混合整数二阶锥规划模型,为气电综合能源配网的气/电协调优化运行和规划设计提供支撑。同时在配网系统中引入气电联合需求响应来提高系统调度的可控性和灵活性,从而更好的消纳新能源,以达到配网系统的优化运行。仿真结果表明,运用增强二阶锥规划与泰勒级数展开相结合的方法能更好提高配气网的二阶锥松弛精度,且考虑气电联合需求响应能够提高综合能源配网系统运行的经济性和新能源的消纳能力。     

考虑电动汽车接入的主动配电网优化调度

主动配电网(ADN)中可再生能源与电动汽车的大量接入给当前配电网的规划、建设、调度和运行带来了诸多挑战。文中研究和设计综合考虑源、网、荷侧不确定因素的ADN优化调度方法,对实际配电网运行具有重要指导意义。首先建立ADN综合评估体系,分别从主动控制性、主动管理性和主动经济性三方面衡量ADN的优化调度水平。而后,依据综合评估体系,提出考虑电动汽车智能调度系统的多阶段优化方法,该方法不仅可平抑间断性电源和电动汽车接入电网引起的波动,还可实现当前配电网结构和资源的优化调度。因此,所提方法可被广泛运用于电力系统日前调度,实现ADN的高效运行和管理。