基于可靠性的配电网用户停电损失估算方法研究

提出了一种综合用户停电损失函数和基于可靠性计算的用户停电损失估算方法。文章以用户调查方法为基础,获得峰荷状态下各类用户的停电损失,同时考虑各类用户的用电量比例和负荷率等因素,建立综合用户停电损失函数。根据元件在线路上不同位置对用户可靠性的影响,提出了用户停电损失的估算方法。该方法对工程人员进行电网规划和建设时的经济决策具有一定的参考作用。最后,以IEEE RBTS为例说明了该方法的可行性和有效性。     

大停电事故后计及信息系统故障的机组启动次序优化策略

大停电事故后合理的机组启动次序方案有助于提高电力系统的发电量,进而加快电力系统恢复速度。由于电力系统调度控制高度依赖信息系统,在电力系统恢复过程中信息系统的故障会影响机组的启动次序。在此背景下,建立了考虑信息系统故障的机组启动次序优化模型。首先,介绍基于拒绝服务(DoS)攻击的信息系统故障,并分析机组恢复过程中信息系统故障对机组恢复特性的影响;然后,运用场景分析法处理信息系统故障时刻的不确定性,以最大化系统总发电量的期望为目标函数,考虑机组启动时间约束、与信息系统故障相关的辅助变量约束和机组启动功率约束,构建了机组启动次序优化模型,并采用线性化方法将所提出的模型转化为混合整数线性规划模型,采用商业求解器高效求解;最后,采用IEEE 39节点系统验证了所提出模型的有效性。     

配电网重要电力用户停电损失及应急策略

重要电力用户的停电损失占配电网总体停电损失的绝大部分。建立了重要电力用户的配电网负荷模型、系统模型和费用损失模型,对系统可靠性和经济性进行了分析。从设计用户调查表入手,建模确定生产过程复杂、损失巨大的大工业类用户及其它类用户的停电损失函数,从而建立负荷模型。采用故障模式后果分析法选取正确的配电系统可靠性指标对负荷点可靠...     

计及关键恢复路径的机组启动次序优化策略

大停电事故后合理的机组启动次序方案有助于提高电力系统的发电容量, 加快电力系统的恢复速度。首先,文章介绍机组在恢复过程中的恢复特性, 分别对机组启动功率曲线和机组出力特性曲线建模, 其次, 考虑到电力系统恢复过程中关键恢复路径对机组启动次序策略的影响, 提出以最大化系统总有功容量为目标函数的机组启动次序优化模型, 通过对机组启动功率和机组输出功率线性化处理, 将所提出的模型转换为混合整数线性模型, 并通过高效商业求解器进行求解。最后, 以IEEE 39节点系统为例验证所提的模型与方法的有效性。     

计及系统可观测性的网络化简与黑启动分区方案制定

基于相量测量单元的广域相量测量系统能够实时反映电网的动态变化,其测量信息的实时性将有助于系统恢复安全快速进行,为大停电后的系统恢复带来新的机遇。首先,将黑启动分区方案优化问题和广域相量测量系统结合起来,建立了考虑系统可观测性的黑启动分区整数线性规划模型。该模型除满足分区功率平衡、分区连通性、特殊支路开断约束以及分区最小规模限制这些基本约束外,还将全网可观测和联络节点可观测2种可观性要求分别转化成线性约束纳入其中。其次,利用可观测度为0以及部分可观测度为1的节点对拓扑图进行简化,降低了优化模型决策空间的规模,进而提高了计算效率。IEEE 118系统算例结果验证了所提模型和系统简化方法的有效性,同时也进一步表明模型的可扩展性。     

基于事故损失最小化的黑启动电源选择

为了制定合理的黑启动方案,加快系统大事故后的恢复,减少事故损失,根据黑启动技术性能指标及各发电机组的启动特性和运行特性确定待选黑启动电源,并建立数学模型,对各黑启动电源方案进行运行模拟,得出计算大事故停电损失值所需的停电持续时间等数据,将大事故停电损失值和方案的成本作综合比较,判断各方案的可行性和优劣性。仿真结果表明,优化的黑启动电源方案减少事故损失达30％以上,证明了该方法的有效性。     

基于有序二元决策图的黑启动分区搜索策略

合理的黑启动分区可以实现多区域分区并举的启动,加快系统恢复进度。该文对黑启动分区进行了研究,建立了黑启动合理分区的定义和数学模型,并将该模型转化为布尔函数。设计和开发了一种基于两阶段的黑启动分区搜索算法。在第1阶段,采用有序二元决策图(ordered binary decision diagram, OBDD)表示法来降低解空间;在第2阶段,利用安全分析等工具在收缩后的解空间内计算最优的分区方案。提出的算法可分阶段进行,因此具有很好的在线应用前景。针对IEEE标准系统和海南电网进行了深入的数值仿真研究,证明了模型和算法的有效性。     

基于用户停电损失评估的有源配电网灾后供电恢复模型

当自然灾害等极端事件发生时,配电网可能受到严重破坏,引起大停电事故并造成重大经济损失。为了有效地减少由极端事件引发停电造成的经济损失,文中提出了基于用户停电损失评估的有源配电网灾后供电恢复模型,利用多种分布式电源和储能系统快速恢复重要负荷,提升配电网韧性。基于不同类别电力用户停电损失的间接评估方法,建立了最小化用户停电损失的目标函数,并针对孤岛融合提出了改进辐射状拓扑约束,实现孤岛数目的在线优化。结合多种配电网供电恢复约束,将包含不同类型分布式电源和储能系统的配电网多时间段故障恢复问题建模,并线性化为混合整数线性规划模型。最后,通过改进的IEEE 33节点配电系统算例和仿真验证了所提模型的有效性。     

电力系统大停电后系统分区恢复的优化算法

电力系统发生大停电事故后,需要将大规模系统划分为几个分区并对每个分区进行并行恢复,然后通过并网来实现整个系统的恢复。该文将系统分区策略与分区内部节点的恢复路径、恢复顺序统一考虑,结合经典的最短路径法与遗传算法,实现最优系统分区恢复方案的求解。在该文算法中,考虑了机组在恢复过程中的启动时间限制,可保证尽可能多的电源点得到及时恢复,并对得到的各分区网架进行潮流的计算校验,对发生潮流越限的分区进行适当调整。以IEEE 30节点系统和河北南网系统作为算例验证该文算法的有效性。     

兼顾风险与收益的主动配电网非正常停运恢复策略

综合配电网恢复过程中的风险、代价与收益因素对主动配电网的非正常停运恢复策略展开研究。通过评估恢复子过程执行风险和过渡电网运行风险建立配电网恢复风险模型,在此基础上结合电网恢复控制代价和恢复收益建立货币量纲上的多目标优化模型,采用基于贪心策略的启发式算法对配电网恢复问题进行优化求解,并对贪心策略进行了拟无后效性改进。算例仿真表明,所提配电网非正常停运恢复策略能够计及配电网恢复过程中的不确定风险,在保证经济恢复收益最大化前提下最大限度地恢复失电区域的供电,从而提高配电网供电可靠性和恢复过程的经济性。     

基于升维线性规划的主动配电网故障区段定位方法

分布式电源接入配电网导致传统故障定位方法面临巨大挑战.为此,提出一种基于升维线性规划的主动配电网故障区段定位方法.首先,以状态逼近思想和最小故障集理论为基础,构建适用于整数线性规划的新型目标函数.然后,通过升维将多点故障区段定位问题转变为系数矩阵高度稀疏的0-1整数线性规划问题,提高区段定位结果的可靠性.最后,使用MATLAB对整数线性规划问题进行求解.仿真结果表明:该方法具有一定的容错能力,不受畸变类型的影响,求解速度快,可以适应分布式电源的动态投切以及分布式电源通过"T"接方式接入配电网的供电模式.     

配电系统中变电站智能化升级策略

代表变电站技术发展趋势的智能变电站是智能电网的重要组成部分。智能变电站的配置对系统安全与经济运行具有重要影响,是值得研究的重要问题。在此背景下,研究了计及可靠性的配电系统中变电站智能化升级问题。首先,以变电站智能化升级成本和用户停电损失之和最小化为目标函数,考虑系统平均停电时间(system average interruption duration index,SAIDI)和电量不足平均值(average energy not supplied,AENS)这2个可靠性指标不超过给定阈值等约束条件,构建了配电系统中变电站的智能化升级优化模型。之后,发展了针对配电系统故障的故障清除模型,提出了评估用户停电时间的比较准确的方法。接着,对用户停电时间和用户停电损失函数进行线性化处理,得到变电站智能化升级问题的混合整数线性规划模型,并采用高效商业求解器求解。最后,以IEEE RBTS-Bus 4配电系统和丹麦某中压配电系统为例来说明所提方法的基本特征。     

计及故障供电恢复策略的主动配电网电源规划

主动配电网的核心在于主动管理,在规划阶段综合考虑运行管理策略的影响,有利于提高主动配电网规划结果的适用性。为此,考虑到主动配电网具有分层分布管理的特性,采用故障下游静态分区划分孤岛运行以实现故障供电恢复。同时提出了基于蒙特卡洛模拟计算停电损失费用的方法,以衡量主动配电网是否具有故障供电恢复能力对其可靠性的影响。考虑正常与故障状态下的两种控制策略,提出一种主动配电网电源规划双层优化模型。上层以综合成本净现值最小为目标,其中包含了停电损失计算,下层模拟正常运行状态下全局优化控制获得最优潮流。经仿真实例验证,引入停电损失费用并且考虑供电故障恢复策略的规划模型能保证规划后主动配电网的可靠性,进而整体地提升了主动配电网规划方案的经济性,具有较强的实用性及可推广性。     

基于分布因子法的主动配电网成本分摊方法

考虑主动配电网拓扑结构灵活和潮流方式多变的特点,传统的电网成本分摊方法已不再适用。为此,提出一种基于广义负荷分布因子法（GLDF）的主动配电网成本分摊方法,通过计算节点与拓扑的分布因子,可动态适应主动配电网多变的运行方式,通过网损修正和全负荷水平使用程度,分析完善分布因子法的直流潮流模型内核。该方法不仅对主动配电网具有良好的适应性,还能够客观衡量不同负荷节点在不同运行方式下对于线路的使用程度,有利于引导市场用户调整自身用电行为。通过算例分析验证了该方法的可行性与合理性。     

考虑可靠性成本的配电网多阶段扩展规划方法

传统的配电网可靠性评估通过模拟组件中断来量化一组事件对供电可靠性的影响,这种基于模拟的可靠性评估方法使得其纳入到配电网扩展规划中需要采用启发式或元启发式方法求解。为了克服启发式或元启发式方法收敛性和局部最优的缺点,文中提出了考虑可靠性成本的配电网多阶段扩展规划的混合整数线性优化模型。该模型建立了配电网可靠性指标(即系统平均停电持续时间指标、系统平均停电频率指标和系统缺供电量)的显式评估表达式,并将其相关的可靠性成本纳入到配电网多级扩展规划目标函数中,以系统运行约束等为约束条件。在24节点、54节点、86节点和138节点四个算例系统上验证了所提出的方法的有效性和适用性。