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。     

考虑能控能观性的配电二次设备优化配置模型与评估方法

新型电力系统背景下,配电网控制与观测难度显著提升。然而,现有的配电网能控能观性研究以及相应的配电二次设备规划模型难以满足配电网实际控制与观测的需要。为此,提出了基于能控能观分析的配电二次设备优化配置模型与评估方法。首先,提出了配电网能控能观性及相关指标的完整数学定义。其次,构建了能控能观需求-状态变量的映射集合。最后,提出了配电二次设备的优化规划模型及多维评估方法。算例分析表明,所提规划模型及评估方法以最小的经济成本实现了综合效益的最大化,具备可行性与有效性。     

配电一次网架与信息系统协同规划

智能电网已成为当今电网的发展趋势。作为支撑智能电网的重要组成部分,信息系统与配电一次网架系统相互耦合、密不可分,对电网规划和运行的影响日益突出,传统的配电网规划方法较少考虑信息系统与配电一次网架系统间的相互影响,已无法适应智能电网发展背景下的精细化规划的需求。该文探讨了配电网架规划、配电通信网规划、配电自动化规划三者之间的协调关系和协调指标,初步提出了三者协同规划的思路框架并具体探讨了各规划子问题的规划模型、指标和方法。研究结论可为未来主动配电网的一次电网架构、二次自动化系统与智能决策支持系统的三位一体协同规划提供思路。     

考虑柔性负荷接入的E-SOP与网架协同规划方法

针对传统的配电网规划方法对柔性负荷的考虑缺失而导致灵活性不足的问题,提出一种考虑柔性负荷接入的储能-智能软开关网架协同规划方法。首先,对可转移与可削减柔性负荷的不确定性进行建模分析,采用蒙特卡罗抽样实现电动汽车等柔性负荷的功率特性精细化模拟;其次,充分考虑分布式电源和柔性负荷的时序特性,构建考虑柔性负荷接入的储能-智能软开关与网架协同规划模型;最后,以改进的IEEE33节点系统为例验证所提模型和方法可有效提高新型配电网规划的灵活性。     

智能配电网一二次协同规划方法研究

智能配电网二次系统的发展对配电网规划带来了巨大的影响，单独考虑一次系统的规划方法难以满足系统可靠性的要求，需要一二次协同进行规划。首先，介绍了二次系统中的各项先进技术，分析其对配电网产生的影响。其次，提出计及二次系统的配电网规划，并给出相应的评价指标，同时提出了一二次协同规划方法。最后，采用某市实际电网运行数据，通过分析一二次协同规划与传统配电网规划的区别，验证了所提方法的有效性。     

输配协同的配电网态势快速感知方法

智能配电网的发展呈现更加灵活多变的趋势,使得输配电网间的相互作用日趋显著,对配电网态势感知提出更高的要求。为提升配电网态势感知能力,文中从输配协同的角度,提出了配电网态势快速感知的方法。首先,针对预估的配电网负荷变化计算输电网的状态;其次,从配电网根节点处将输电网进行戴维南等值并辨识等值参数;最后,将戴维南等值后的输电网接入配电网感知配电网负荷变化后的态势。该方法无需多次交互输配电网信息,感知速度快,计算结果精度高。在该方法的基础上,可通过对未来状态的多步预估,预测配电网静态电压稳定裕度指标轨迹,然后根据该轨迹评估配电网静态电压稳定态势。仿真算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

考虑负荷恢复过程的配电网用电可靠性评估指标与方法

针对传统供电可靠性定义中未对停电后的负荷恢复过程(LRP)进行有效计及的问题,提出考虑LRP的配电网用电可靠性评估指标与方法.对配电网用电可靠性进行定义,对LRP责任区分进行阐明,并在此基础上从供电持续性、LRP影响、全局性和对比性4个维度建立配电网用电可靠性评估指标体系,其中重点从结果、过程及影响范围特征上对LRP影响进行描述,并提出全局性指标和对比性指标以满足实际工程中的单指标评估.对于供电持续性及LRP影响,考虑指标间相关性提出网络层次分析法、改进相关性权重法和改进逼近理想点排序法相结合的综合评估模型,以对用电可靠性进行综合评估.实例分析表明,所提指标与方法能对用户受到的停电影响进行精细化描述.     

计及配电自动化系统的高弹性智能配电网扩展规划方法

为提升双碳目标下的配电侧能观能控水平,提出了协调二次配电自动化系统配置的高弹性智能配电网扩展规划方法。首先,分析了“二遥”及“三遥”等配电自动化终端的构成逻辑,以及改善系统可靠性水平的作用机理。然后,通过将配电自动化设备对于降低故障恢复时间的可靠性提升效果纳入规划模型的目标函数中,并考虑拓扑条件和系统安全稳定运行约束,形成了协调系统可靠性水平与建设经济性的协同规划方案。算例分析结果表明,与传统的不考虑二次系统配置的网络扩展规划方法相比,该协同决策能以较低的经济成本显著改善网络的可靠性指标,在一定程度上满足未来高比例新能源接入的用电可靠性需求。     

考虑传统调控手段的配电网SOP选址定容方法

柔性多状态开关(soft open point, SOP)作为一种新型的配电网调控设备,在合理的选址定容规划下,能显著发挥促进馈线均衡、降低传输损耗、提升新能源消纳等作用。为此在考虑配电网传统调控手段的基础上提出了SOP选址定容的三层规划模型:顶层确定SOP的接入位置和容量并传递给中层;继而中层利用模拟退火算法确定常见的有载调压变压器、无功补偿电容器等传统手段的调控变量;最后底层利用粒子群算法确定SOP的运行工况。为了降低三层模型求解的复杂度,引入加权功率传输分布系数指标和网损微增率指标辅助决策。通过IEEE33配电网的算例分析表明:所提模型能够有效整定SOP接入的位置和容量,并能够给出SOP和传统调控手段的联合运行工况,考虑传统调控后的规划模型有效降低了配电网的运行费用。因此,在SOP接入规划时有必要考虑其与传统调控手段相互配合的问题,才能最大限度地提升配电网的运行经济性。     

基于状态评估的智能配电网态势感知方法研究

针对传统智能配电网态势感知方法缺少对特征向量的一致性检测,导致评估结果不准确的问题,提出基于状态评估的智能配电网态势感知方法。构建智能配电网模型,利用最小二乘拟合法剔除智能配电网计量异常数据,建立评价指标体系,引入层次分析法计算权重。利用所得权重两两比较建立矩阵,确定特征向量,基于状态评估检测矩阵的一致性,提取特征向量矩阵最大值,实现智能配电网的态势感知。实验结果表明,基于状态评估的智能配电网态势感知方法的评估结果与实际结果吻合度极高,能够真实还原智能配电网态势。     

配电网状态估计的全局灵敏度分析及应用

在配电网状态估计中,量测装置配置不齐全,通常引入伪量测来满足系统的可观性要求。考虑到量测数据有一定的误差以及伪量测与真实值之间可能存在偏差,配电网状态估计的量测和伪量测存在不确定性,这会影响配电网状态估计的准确性。文中提出了配电网状态估计的全局灵敏度分析方法,辨识影响状态估计精度的关键(伪)量测不确定性因素及其位置;利用稀疏多项式混沌展开计算全局灵敏度指标,以提高全局灵敏度分析的计算效率;建立了基于不确定性因素重要性排序的量测装置布点方法。采用IEEE 33节点配电网进行仿真,通过与常用方法进行比较,验证了所提方法的有效性。该方法克服了传统状态估计灵敏度分析方法的不足,能有效评估(伪)量测不确定性因素的交互作用对状态估计的影响;此外,基于全局灵敏度分析的量测装置布点方法能显著提高配电网状态估计精度。     

基于态势感知的智能配电网运行状态评估

围绕智能配电网的态势感知关键技术,综合考虑安全性、供电可靠性和经济性,提出了基于态势感知的智能配电网运行状态综合评估方法。研究基于量测系统的态势要素采集方案,对配电网运行状态进行实时评估和态势理解,进而基于负荷的超短期预测进行态势预测,并建立了配电网运行状态评估指标体系,从不同层次、不同角度反映系统当前与未来时刻的运行状态以及故障发生后系统所面临的风险,并通过IEEE 33节点配电系统对所提出的方法进行验证。结果表明,该方法可准确反映配网的运行状态,判断系统态势发展的趋势,为配电网安全运行提供一定参考。     

A distribution system state estimator accommodating large number of ampere measurements

This paper presents a three-phase state estimation method for distribution network which can accommodate large number ampere measurements and voltage measurements. In this method, the power on sending end of branch and the square of branch current magnitude are chosen as the state variables. Therefore, measurement functions of ampere and voltage measurements are significantly simplified and no measurements transformation is needed in this method. Furthermore, a novel robust state estimation model is presented, which can suppress bad data automatically. The observability analysis indicates the proposed method can be used in distribution system with very limited measurements. Numerical tests on radial and weak-meshed network show the real-time branch current measurements can significantly improve the accuracy of estimation results.     

基于多时间尺度状态估计的配电网实时态势预测

为有效提升泛在电力物联网建设过程中的配电网运行安全感知能力,提出了一种基于多时间尺度状态估计的配电网实时态势预测方法,该方法可实现对配电网安全态势的快速、准确预测。首先,基于多元混合量测提出了多时间尺度递归动态状态估计方法,通过状态预测与伪量测递归变换改进了已有的量测线性等效变换方法,缩短了状态更新周期,在递归变换算法中添加了校正算法以消除伪量测波动误差,提高了状态估计算法的计算速度。然后基于状态估计得到历史估计状态,采用分区多元时间序列分析方法建立了实时状态预测模型,实现了配电网的实时安全性态势预测。最后在Matlab仿真平台中基于实际算例对所提方法进行了分析,结果验证了所提配电网实时态势预测方法的准确性和有效性。     

一种适应于配电网的交叉逼近状态估计方法

配电网的高阻抗比特点使得传统的输电网快速解耦状态估计无法使用,且快速解耦状态估计无法处理配电网中大量存在的电流幅值量测,因而往往不满足可观性要求。为此,提出一种适应于配电网的交叉逼近状态估计方法,通过交叉迭代求解所有节点电压幅值的平方和所有支路两端的相角差,待收敛后再求解电压复相量。算例分析表明所提方法对高阻抗比的配电网具有很好的适应性,在满足计算精度要求的同时具有较高的计算效率。     

基于供电分区的中高压配电网综合评价策略

传统的配电网规划综合评价方法缺乏对配电网不同区域特点的考虑,基于供电分区并结合中高压配电网规划特点建立了一套综合评估指标体系。在指标优化方面,根据传统灰色关联方法提出了通过核心指标来简化灰色关联度的计算过程,同时考虑到单独使用灰色关联理论会不利于指标间的相互独立性。因而综合应用层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)与灰色关联分析方法进行指标筛选,实现了指标优化与去冗余。引入层次分析法对熵权法的权重计算方法进行修改,使其权重更加合理。此外以最小距离和来设计目标函数,并利用拉格朗日函数从由k(k≥2)种方法计算得到的权重中得到最优权重。以河南省某市2015年和2016年配电网规划的历史数据为例进行综合评估,表明该评价体系与方法能够合理地评估配电网整体发展水平,并找出薄弱环节,为配电网的规划、建设提供参考依据。     

考虑综合能源站柔性调控作用的城市配电网多阶段规划方法

随着城市经济发展与终端用能电气化的普及,以制冷用电为首的电负荷需求持续增加且峰谷差情况愈发严重化,导致现有配电网运行负担逐渐加重。在此背景下,将综合能源站(IES)作为多能流耦合节点,在配电网中引入多能协调互补及蓄能移峰功能,计及多个阶段负荷发展及多类型负荷特征,提出在IES柔性调控作用下的配电网多阶段规划方法。基于IES能流结构及其运行机制,分别在不同气候类型地区负荷模拟场景下,以总规划期内投资与运行经济性最优为目标,建立由线路、变电站和IES构成决策对象的配电网双层多阶段规划模型,规划与运行层模型通过决策变量关联达成一体化协同求解。通过修改后的IEEE 33节点配电系统对所提方法的有效性进行校验,并进一步将所提方法应用于某地实际152节点配电系统,分析不同负荷特征下配电网规划运行效益、负荷峰谷差调节效果及IES运行状况,得出计及IES的城市配电网规划方法的实用性结论。