No.5 欧洲配电网智能化发展中的控制技术(下)

首先介绍解决配电网双向潮流的方向保护和防孤岛保护的3个基本类型(被动保护、主动保护、广域保护),以避免可再生能源高渗透率条件下出现的故障保护和非计划孤岛问题。针对客户跟随电源的运行模式,讨论了客户参与主动控制的多种可能性,特别讨论了主动客户给市场与电网带来的影响。针对配电网规划需要考虑网络控制问题这一全新概念,分析了网络控制中网络解与非网络解的作用,并以无功电压优化控制为例介绍了新的控制方式。     

主动配电系统可行技术的研究

传统配电网的规划设计方法和运行控制模式无法适应高渗透率分布式能源(distributed energy resources,DER)的接入。基于信息与通信技术及高级量测设备的主动配电网(active distribution network,ADN)为高渗透率DER的接入提供了一种解决方案。概要分析DER接入对传统配电网的影响,以此说明发展ADN的必要性;介绍ADN的基本概念、相关的研究动态、传统配电网与主动配电网的差异及研究成果;基于技术经济可行性的观点,总结适应ADN发展的可行技术。随着各种可行技术的进步,ADN 不仅可以平衡配电层级的功率,还可平衡配电层级与上级电网之间的功率,ADN将成为局部区域能源交换的基础设施。     

企业落实安全生产主体责任主动性工作思路

针对安全生产事故的典型特征,描述企业在落实安全生产主体责任的伪真主动性表现,分析其执行中的不足,明确主动性在企业落实安全生产主体责任的具体内涵,并对企业如何落实安全生产主体责任提出主动性工作思路,为企业更为高效落实安全生产主体责任提供借鉴.     

考虑综合承载力的主动配电网优化调度与运行

随着风、光渗透率不断提高,其多重时序波动与不确定性给主动配电网优化调度工作带来了挑战。为提高主动配电网应对不确定性扰动的能力,提出一种考虑综合承载力的主动配电网优化调度方法。首先,从主动配电网资源充裕度和运行安全性两方面提出了综合承载力指标体系。然后,计及多种主动管理资源的协调调度,构建了考虑综合承载力的主动配电网优化调度模型。其次,引入图论“破圈法”对网架编码策略进行改进,并采用混合编码粒子群算法对模型进行求解。最后,基于改进IEEE 33系统设计算例验证了所建模型的科学性和有效性。     

主动配电系统规划的主要影响因素分析

传统配电系统为了满足负荷增长和分布式电源接入的需要,其规模和结构在规划时都有可能进行相应的增加与改变,为此有必要增加相应的投资。而主动配电系统规划通过采取主动控制与主动管理技术,在保障供电可靠性的基础上最大可能地利用现有资产,从而有可能延缓配电系统的投资,增加配电网的投资效益。本文探讨主动配电系统规划需考虑的主要因素,首先给出主动配电系统和被动配电系统的主要区别,定性分析控制模式与数据模型对主动配电系统规划的影响,然后说明外部条件对主动配电系统规划的影响,最后给出绿地电网和棕色电网对主动配电系统规划的不同要求,以期为我国开展主动配电系统规划研究,形成较清晰的主动配电网规划技术路线提供参考借鉴。     

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。     

基于二阶锥规划考虑主动管理的主动配电网故障恢复

故障恢复是未来智能配电系统实现自愈的关键环节,对满足用户供电需求和减少停电损失有重要作用。针对含分布式电源的主动配电网,提出了考虑主动管理措施的故障恢复方法。考虑分布式电源出力调节和电容器组无功补偿约束,首先,构建了主动配电网孤岛划分模型,利用深度优先搜索结合广度优先搜索的算法进行孤岛的划分。然后,建立了主动配电网故障重构模型,采用二阶锥松弛技术将其转化为混合整数二阶锥规划模型进行快速求解。最后,在改进的IEEE 33节点主动配电网算例上进行了仿真计算,算例结果验证了所述模型和方法的合理性和有效性。     

基于CIM和SOA的主动配电网信息集成

主动配电网作为智能配电网的发展趋势离不开海量的电网运行数据和信息集成平台的支撑.根据我国主动配电网的结构特点和应用要求,基于公共信息模型、组件接口规范、面向服务的架构及电力地理信息系统设计了主动配电网信息集成平台.在信息集成平台的基础上对配电主动抢修规范流程进行升级改造,并在工程中得到实践.     

光伏系统的新型孤岛检测方法研究

针对传统主动频率偏移法通过逆变器注入畸变的扰动电流检测孤岛效应,产生了较大的谐波畸变、容性负载下检测速度慢甚至超出规定的检测时间导致检测失败等问题,提出了一种通过改变相位使基波分量发生必要偏移的新型电流扰动式孤岛检测方法。与传统主动频率偏移法相比,该方法检测速度更快,总谐波畸变率更小。通过Matlab建模仿真验证了该方法的可行性和优越性。     

基于多种主动管理策略的配电网综合无功优化

建立了主动配电网综合无功优化模型,该模型基于主动配电网中各种主动管理措施和优化策略,包括电容器无功补偿、变压器有载调压、分布式电源无功调节、配电网络重构。通过分析无功优化策略对配电网的负面效应,在模型中加入了无功优化策略之间的优先次序,同时还加入了变压器损耗,使优化模型更具实际意义。通过改进的IEEE 33节点系统仿真对模型进行了验证,结果表明:应用考虑各种主动管理策略及其对配电网负面效应的综合无功优化模型可以得到更加合理的无功优化方案,并且网损和电压质量都较传统无功优化方案有大幅改善。     

基于二阶锥规划的间歇性分布式电源消纳研究

分析了主动配电网(ADN)中各种主动管理措施的机理。基于变压器高压侧电压、负荷、间歇性分布式电源(IDG)时序特性,通过配电网潮流方程及约束条件松弛,提出ADN中IDG消纳的二阶锥规划(SOCP)模型。该模型以IDG消纳量最大为目标函数,考虑分布式电源出力切除、有载调压变压器(OLTC)分接头调节、无功补偿等多种主动管理措施。采用CVX建模工具包及GUROBI解法器对模型进行求解。改进的IEEE 33节点算例验证了模型的有效性。     

主动配电网中电动汽车充电站智能管理控制系统设计

电动汽车群聚性充放电行为会给配电网带来冲击。提出了电动汽车充电站在主动配电网中的四层智能管理控制系统:顶层为主动配电网协调控制系统,实现配电网的能量优化分配;中间层为充电站级控制系统,根据顶层指令及负荷高峰情况,按照强制和协议两种模式,控制底层系统;底层为本地控制系统,实现对充电电流和功率的调节;用户层为信息接收响应系统,实现用户与主动配电网的"互动"。对该智能管理控制系统的设计思路进行了阐述,并对电动汽车在主动配电网中一些新技术进行了展望。     

主动配电网短期负荷预测研究

主动配电网通过市场机制来引导群体性的主动需求行为,电网负荷特性随之发生改变,降低了传统负荷预测技术的预测精度。考虑主动配电网在传统负荷的基础上引入响应负荷的计算分析,提出适用于主动配电网的组合预测方法。分析用户响应特性及规律,考虑影响用户响应度的因素并将其线性参数化,建立基于响应度评估模型的响应负荷预测方法;将传统负荷分解成季节性基荷和残差,基荷采用相似日负荷预测技术进行预测,残差利用集成神经网络模型进行预测,建立改进神经网络组合预测模型。利用时变响应模型模拟主动配电网负荷数据集来进行仿真验证,与其他负荷预测技术进行对比,实验结果证明了所提负荷预测方法的有效性。     

基于不确定随机网络理论的主动配电网多目标规划模型及其求解方法

提出一种基于不确定随机网络理论的主动配电网多目标规划模型。将线路的不可用度和稳定性指标作为权值,建立不确定随机主动配电网络。基于该网络,模型以投资总成本、维修、运行和管理费用最小为经济目标,以搜寻在不确定随机网络下的最小生成树为第二目标。规划的决策变量不仅包含系统线路的升级与扩建,且考虑主动配电网中分组投切电容器、静止无功补偿器、电压调节器和分布式电源等主动管理设备的投资与模拟运行,即主动网络管理措施。为求解复杂的混合整数非线性模型,该文采用二阶锥松弛技术将原模型转换为混合整数二阶锥规划问题,并构造了三维不确定机会空间以求解多目标规划问题。通过改进33节点系统的仿真结果,验证了模型的有效性。     

基于改进型频率正反馈孤岛检测研究

孤岛检测技术不但要求其能快速准确地检测出孤岛的发生时刻,还要尽可能减小对电网电能质量的影响。分析了主动频率偏移法(AFD)、正反馈主动频率偏移法(AFDPF)存在的谐波畸变、检测速度、检测盲区等固有矛盾,在AFDPF算法的基础上进行了改进,并搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型,通过光伏电源和负荷的投切仿真实验,验证了改进算法的可行性。     

燃烧不稳定性主动控制的冷态实验研究

进行了燃烧不稳定性主动控制的冷态实验研究,对系统固有压力波动特征进行了时域和频域的分析。实验采用相移的主动控制方法,由控制器发出一定幅值、相同频率和相位相差一定角度的信号到扬声器,可以控制压力波动,能降低声压和压力波动峰值的25%～30%,也可以改变压力和声压波动的基频。     

主动配电网优化调度策略研究

主动配电网的优化调度策略是主动配电网实现经济及安全运行的重要保障,也是主动配电网对于分布式能源实施主动管理的核心技术。文中提出了一种考虑主动配电网特性以及分布式能源特性的优化调度模型,该模型以一个完整调度周期的运行成本最低为目标函数,以可控分布式能源以及联络开关作为控制手段,考虑不同时段电价以及联络开关调整对于运行成本的影响,并确保储能系统在整个调度周期的能量守恒以及容量约束。此外,针对所提出的主动配电网优化调度模型,提出了基于智能单粒子优化算法(ISPO)的求解方法,通过对粒子的位置表达形式以及粒子位置更新过程的改进,实现完整调度周期内复杂的主动配电网优化调度策略求解。最后,算例的计算结果验证了主动配电网优化调度模型及其求解算法的有效性。     

计及主动配电网转供能力的可再生电源双层优化规划

在主动管理(AM)模式下,提出了一种考虑主动配电网转供能力的可再生电源(RES)优化配置模型。以年综合费最小为上层目标,每个场景的配电网运行费最小为下层目标,该模型计及了系统故障负荷的转供和包括RES出力切除、RES功率因数调整、有载调压变压器分接头调节和需求侧管理在内的4种AM措施。考虑RES出力随机性及负荷波动性,利用准蒙特卡罗模拟和奇异值分解生成风、光荷相关性样本矩阵并采用模糊C-means聚类对场景进行缩减。应用动态小生境差分进化与原对偶内点算法相联合的策略对模型加以求解。通过算例对比是否考虑AM措施和转供能力下的三种情境仿真结果验证了模型和方法的有效。     

考虑市场环境的多微网分散协同调度方法

多微网系统接入配电网后，会对配网运行造成较大影响，该文结合市场环境下双边交易模式，提出含多微网主动配电系统的双层优化模型。下层优化模型为多微网分散协同调度，采用原对偶内点法求解微网公共连接点的节点电价，同时设计了一种分散式的协同调度策略以确定微网间的交换功率，从而实现多微网系统的经济运行；上层优化模型为配网运行优化，针对多微网接入后带来的配电网运行问题，建立了一种以配电网网损最低为目标函数的配电网重构模型，并采用二进制粒子群算法求解该模型，得到了配网运行的最优方案。通过两层优化实现了含互联微网配电系统的安全经济运行。最后，以3个互联微网系统接入IEEE 33节点配电系统为例，验证了所提调度方法的有效性和合理性。