基于源/储/荷协调控制的主动配电网区域自治

对主动配电网的区域自治策略进行研究,在双层调控体系的基础上,通过对主动配电网自治区域内部的"源/储/荷"进行协调控制,实现其运行过程中的主动管理和主动控制,进一步提升电网的安全稳定性。建立了主动配电网的分层调控体系,提出了不同运行场景下的协同互补调控方法。主动配电网的自治区域根据全局优化层下发的计划出力值,对功率波动进行实时校正,维持区域内部的功率平衡。算例仿真表明:基于源/储/荷协调控制的主动配电网区域自治策略,能够实现主动配电网下层自治区域功率的实时自动校正,提升主动配电网抗扰动的能力,更好地维持系统功率平衡。     

主动配电网分层分布控制模式切换研究

大量可再生能源接入电网给配电网的控制带来了巨大挑战,传统配电网的被动控制已经不能满足对配电网能量双向流动的实时控制,发展研究主动配电网分层分布控制能实现对可再生间歇式能源的有效消纳及控制。文中将主动配电网(ADN)划分成3层控制结构,根据全局优化及馈线控制误差(feeder control error,FCE)提出定交换功率控制、区域协同控制、区域自治控制3种模式及它们之间进行主动切换的条件、方法。最后通过MATLAB/Simulink建立一个简单的ADN配电系统模型进行仿真,算例仿真结果验证了这3种模式之间切换的正确性及有效性。     

主动配电网分层分布控制策略及实现

配电网大量接入分布式电源和储能装置后,集中式的管理模式实时性较差,因此文章提出3层控制结构,将主动配电网进行区域划分,并在每个区域中配置协调控制器进行区域自治控制。根据馈线控制误差(feeder control error,FCE)指标,建立了实时平抑区域运行状态与最优目标之间差异的区域控制机制,据此提出了分层分布控制器与源网协调控制器的模型。根据FCE指标的不同形式,提出馈线定交换功率、区域独立自治和区域协同自治3种控制模式,以适应不同电网需求。最后通过广东某主动配电网示范现场算例的仿真分析,验证了所提分层分布控制策略的合理性和有效性。     

主动配电网电压分层协调控制策略

主动配电网中间歇式能源接入给配电网电压控制提出了更高需求。与此同时,可控分布式电源、储能装置及新型配电系统柔性交流输电设备等可控元素的加入在相当程度上增大了配电网电压控制复杂程度,使现有的控制方式受到了挑战。结合主动配电网可控元素复杂多样及控制结构灵活多变的特点提出了主动配电网电压分层协调控制策略。该策略基于配电网辐射状网架结构将控制区域划分为自治控制区域与协调控制区域两部分,并利用等效节点电压上下限指标区分控制边界,规避常规电压控制常见的调节振荡问题,在此基础上采用自上而下的方式,充分利用主动配电网有载调压变压器、分布式电源以及电容器等电压调节设备实现电压越限的调节,并通过算例仿真验证了该控制策略的有效性。     

考虑区域自治能力的主动配电网分层优化调度

主动配电网是实现配电网集成新能源的有效技术手段,目前多采用全局优化+区域自治的分层分区的优化调度方法。由于主动配电网中各区域的可控资源并不均衡,某些区域自治能力较低可能导致实时情况下难以自治,从而使得实际运行结果与计划值产生较大偏差,降低了系统总体的运行效率。文中重点研究了区域自治的满足条件以及自治能力的衡量方法,并利用鲁棒机会约束模型将其引入到调度计划中,提出了考虑区域自治能力的主动配电网优化调度模型,引用最优条件分解理论实现模型的分层协调求解。采用浙江某地的实际系统数据作为算例,验证了所提方法的有效性。     

主动配电网区域自适应性电压分层分区控制

针对主动配电网集中控制周期长,调节有载变压器分接头响应速度慢,难以有效地解决局部电压越限等问题,提出一种新型电压分层分散控制方法。该方法基于多代理系统架构,以分布式电源为中心将配网划分为多个随系统运行状态变化而具有自适应性的本地控制区域,充分利用分布式电源无功输出调节能力,从而实现电压分区自治控制,并且在分散控制架构下实现与传统变压器调节手段相配合的配网综合电压调控。最后基于IEEE33节点配电测试系统对所提方法的有效性进行了分析与验证。     

馈线控制误差及其在主动配电网协调控制中的应用

配电网接入分布式电源、储能系统后,其主动控制系统须同时兼顾全局优化与局部自治控制的要求,具有对各分布式电源、储能以及配电网运行方式的主动调节能力。提出馈线控制误差(feeder control error,FCE)指标,实时描述主动配电网实际运行状态与最优运行状态的差异,并基于FCE提出了定交换功率控制和追踪目标控制两种控制模式下的主动配电网的协调控制,实现全局优化基础上的局部协调控制。最后通过算例仿真分析,验证了基于FCE的主动配电网协调控制模式的有效性。     

基于一致性理论的主动配电网分层分区经济性协调控制研究

主动配电网分区协调控制兼顾区域间的全局协调和各区域的内部优化控制,而传统全局协调方法可靠性原则主导下不平衡功率分配方法以及集中优化方式,不能满足当前经济性主导的主动配电网运行要求。为此提出一种基于一致性理论的主动配电网分层分区经济性协调控制方法。采用双层多智能体系统实现区域间的协调与各区域的内部优化控制,将各级智能体视为等效电源,通过发电成本微增率一致性控制以实现整体经济性最优;同级相邻智能体间信息交互,优化与控制过程均在智能体本地进行,各智能体优化所需计算量少并能够根据配电网变化快速调节自身运行状态。采用IEEE 33节点系统的主动配电网算例进行仿真,验证了算法在维持主馈线出口功率基本不变情况下能够适应配电网网络变化,并快速调节各可调单元成本微增率到一致,满足所提控制需求,对未来主动配电网的研究具有借鉴意义。     

主动配电网自动电压控制系统架构设计

针对配电网中引入大量分布式电源后运行特性和无功电压特性与传统配电网的显著差别,提出了基于配电自动化系统的主动配电网自动电压控制系统架构。以馈线实时拓扑连接为基础,提出以无功可调设备为控制对象的自治控制区域划分方法。设计了以自治控制区域作为控制单元的电压无功控制策略,包括电压控制分区策略、电压越限控制策略、馈线无功越限控制策略及与其他系统的协调控制策略和安全闭锁策略,并给出了主动配电网自动电压控制系统的整体流程。结合实际案例验证了文中所述主动配电网自动电压控制系统架构是一种在配电自动化系统层面进行电压无功控制的有益探索。     

主动配电网的分层能量管理与协调控制

大规模的可再生间歇式能源并网,给配电网的管理带来巨大挑战。主动配电网通过对其进行主动管理和协调控制,实现间歇式能源的有效消纳。该文提出主动配电网的分层能量管理与协调控制体系,基于主动配电网的控制区域划分和信息模型融合,研究全局优化技术和局部控制模式,分析各控制模式的适用场景,给出全局优化启动的条件,实现局部控制模式的主动切换。最后通过对佛山主动配电网示范工程实例的仿真分析,验证分层能量管理体系的有效性。     

多时间尺度下基于主动配电网的分布式电源协调控制

间歇式能源发电的不确定性给配电网的优化调度运行带来了极大挑战,主动配电网是实现未来配电网集成间歇式新能源的有效技术手段。文中重点研究了正常态下主动配电网的多时间尺度分布式电源协调控制框架,包括长时间尺度下的主动配电网全局优化控制和短时间尺度下的主动配电网区域自治控制。在此基础上,提出了基于最优潮流的主动配电网全局优化算法和基于功率控制误差的主动配电网区域自治控制算法。算例仿真结果验证了多时间尺度下的主动配电网协调控制技术的自趋优特性以及其用于主动配电网实时调度的有效性。     

主动配电网协调控制系统设计及应用

分布式电源的不断增多以及电动汽车等多样性负荷的发展,给配电网的运行控制带来了极大挑战。为充分发挥主动配电网的作用,适应智能电网的发展需求,提出一种主动配电网协调控制系统。文中详细阐述了系统总体架构设计、软件架构设计,以及包含特性分析、态势感知、协调控制在内的应用功能设计,通过实现电源、电网、负荷的互动协调控制,充分挖掘配电网中可调可控资源的潜力,在主动配电网安全可靠运行基础上,提升分布式电源的有效消纳以及多样化负荷参与电网调峰的能力。文中设计开发出的主动配电网协调控制系统已应用于常州配电网。     

主动配电网电压协调控制

分布式发电的协调控制与管理为主动配电网的主动电压调节提供了更多的技术手段,使得主动配电网的电压协调控制成为可能。分析了分布式发电对于现有配电网电压水平及其控制策略的影响,在此基础上研究并提出了主动配电网的电压分层协调控制体系及其策略。一方面利用馈线电压的精准估算,通过闭环控制逻辑实现单条馈线的电压水平实时控制,并设计了相应的主动配电网电压协调控制器;另一方面借助变电站变压器的分接头调节和电容器投切协调多馈线的电压水平,确保配网的电压质量。针对一个双馈线主动配电网的仿真试验验证了所提控制策略的有效性及实用性。     

配电网EPON通信接入与分区自治

为满足配电自动化等配电网业务系统应用需要,考虑配电网网架结构特征并分析配电通信网对电力骨干通信网的依存关系,研究了大规模配电网通信基于以太网的无源光网络(EPON)技术以及上联骨干通信相关关键技术和工程问题。提出配电网通信采用EPON灵活组网和应用的技术路线,包括配电通信系统EPON设计原则,分区自治优化结构方法,网络收敛性、网络健壮性保证和效益比较。给出了实际大规模EPON接入网及其上联局端组网结构和IP域分区自治应用实例。     

主动配电网分布式能源分区消纳实时协调控制

为实现主动配电网对可再生能源最大程度的消纳,提出了一种主动配电网分布式能源分区消纳的协调控制策略。依据分段开关位置将配电网划分为若干含有分布式能源的自治区域,以可再生能源最大消纳情况下成本最低为目标进行全局优化;每个区域接受全局优化潮流算法提供的优化目标,在此基础上根据馈线功率误差指标（feeder control error, FCE）计算的功率偏差总额,仅考虑自治区域局部拓扑,采用配网直流潮流运算,利用区域内的分布式电源快速实现自治区域中馈线功率误差（FCE）的分配和消纳,最终实现FCE等于零;无法完成区域目标时相邻区域相互通信协助补足差额。最后,通过双馈线7个自治区域的系统算例验证了算法的有效性。     

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。