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。     

含多微网的主动配电网分层优化调度

针对多微网接入配电网调度中出现的配电系统可靠性降低、明显的弃风弃光现象,提出了两层嵌套的优化调度模型。内层以配电网功率和电压波动最小为目标,约束配电网与各微网的交互功率,提高系统的安全可靠性能。外层以最小微网成本和环境惩罚费用为目标,在内层调度结果的约束下,实现多微网的经济优化调度,进一步提高可再生能源的利用率。采用改进粒子群优化(IPSO)算法求解该模型,以IEEE 14节点配电网系统为例对该模型进行验证,结果表明了所提模型提高了配电系统可靠性和可再生能源利用率。     

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。     

含微电网的主动配电网协调优化调度方法

研究微电网和主动配电网(ADN)互动运行模式,将微电网和ADN视为不同利益主体,提出一种含微电网的ADN协调优化调度方法。通过分析微电网和ADN的利益需求,将削峰填谷成本、微电网备用配置成本和用户停电损失期望体现于目标函数中,分别建立效益模型。同时,考虑ADN和微电网不同利益需求之间的博弈关系,提出了一种协同演化博弈算法(CGA),将ADN和微电网作为博弈参与者,分别对其效益函数进行模糊化处理并求解。在此基础上,考虑分布式电源随机性影响建立了基于不满意度的动态优化子模型,对CGA进行动态调整。算例分析了ADN和微电网参数对优化结果的影响,并与一般多目标优化算法进行对比,证明了所提方法的有效性和优越性。     

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。     

基于负载均衡的主动配电网分布式优化调度方法

将可再生能源无序连接在配电网中会造成巨大浪费,为降低可再生能源规模接入前提下主动配电网的调度与运行成本,结合负载均衡理论,设计了一种新的主动配电网分布式优化调度方法。设置配电网优化调度的目标函数,计算上层购电成本、火力发电成本以及储能结构运行成本,得到配网调度的整体成本,设置网络运行约束、火力发电运行约束以及储能运行约束等约束条件,建立主动配电网优化调度模型。基于负载平衡设计配网调度算法,得到主动配电网分布式优化调度方法。在实验中预设四种场景,综合考虑风电、光伏发电和储能系统的运行成本,由实验结果可知:结合风电、光伏发电系统与储能系统的主动配网调度,在负载均衡方法下其运行成本最低,为30739.7元,由此可见该调度方法可以大幅度减少配网运行成本。     

基于多利益主体的主动配电网分层协调优化调度方法

针对分属不同利益主体的配电网和微电网双层优化调度模型,提出了一种考虑多个微电网接入的主动配电网(active distribution network,ADN)综合利益最大化的双层协调优化调度方案.其中,上层模型以配电网损失最小及总运行成本最低为优化目标;下层模型以多微网总运行成本最低为优化目标.优化过程采用精英保留策略的自适应遗传算法(elitism strategy-adaptive genetic algorithm,ES-AGA)和线性规划法分别求解各层问题,最后通过修改后的IEEE-33节点系统进行算例仿真分析,验证了方案的有效性和合理性.     

考虑需求响应不确定性的主动配电网优化调度

需求响应的多样性和不确定性给主动配电网的运行带来了很多不利影响,为此本文从各类需求响应行为的特征出发,构建了考虑需求响应不确定性的主动配电网优化调度模型。首先针对价格型需求响应,利用消费者心理学原理和价格修正系数来描述经济因素所引起的需求响应不确定性,进而利用不确定参数和范数约束条件来表示非经济因素对需求响应的影响,从而更精细化地刻画了价格型需求响应的不确定性并能够引导用户更好地参与需求响应;然后针对激励型需求响应,构建了可中断负荷与可激励负荷的融合机制及其相应的机会约束来减小负荷峰谷差;最后本文以运行成本和多种需求响应成本的综合成本最小为目标,计及多种系统约束和需求响应约束条件,建立了主动配电网优化调度模型。结合算例分析证明了本文所提模型的优越性。     

考虑动态重构的主动配电网多目标双层优化调度方法

提出一种考虑网架动态重构的主动配电网双层优化调度模型。模型上下层的优化目标均为运行费用最小和系统快速电压稳定性最优,下层优化目标是上层优化目标的组成部分,通过定义相同目标函数实现上下层决策变量的协同优化。模型上层决策变量是各个重构时段内的网架结构,采用基于基本环路的网架十进制编码方式,提高网络重构的求解效率。模型下层的决策变量是各主动管理时段内分布式电源出力、补偿电容器、静态无功补偿器的投切、OLTC动作情况,实现主动配电网的最优调度。采用IEEE 33节点配电系统验证所提方法的有效性。仿真结果表明,所提动态重构方法能大大提升网络重构的求解效率,所提双层优化模型能有效降低配电网运行费用,同时提升系统电压稳定性。     

计及调频备用效益的主动配电网分层分布式协调优化调度

含高比例新能源新型电网的建设发展对调频辅助服务提出了更高的需求。针对这一问题,提出了一种计及调频备用效益的主动配电网分层分布式协调优化调度方法,在满足配电网运行经济性最优的同时,为输电网提供调频备用容量。建立分层分布式调度架构,协调调度层和集群自治层均采用分布式拓扑结构,各智能体与邻近智能体相互通信并完成个体计算任务;以灵活性特征表征分布式能源响应调频辅助服务请求的能力,构建两者集合之间映射的对应法则;建立协调优化调度模型,采用一致性算法求解得到最优功率方案和共识价格,并获得集群备用容量。通过算例仿真验证所提计及调频备用效益的协调优化调度方法的有效性,并结合典型通信故障场景分析分层分布式算法的鲁棒性。     

多类型源储协调互动的配电网分布鲁棒优化调度

分布式光伏、风电等可再生能源出力具有较强的随机性和不确定性,其大量并网给配电网的运行带来了极大的挑战。本文提出了一种多类型源储协调互动的配电网分布鲁棒优化调度方法,基于分布鲁棒优化理论,对配电网中传统离散设备、可再生能源以及储能决策进行协调优化,提高配电网运行的经济性和安全性,实现了配电网运行决策保守性与鲁棒性的有效平衡。首先,考虑多类型源储资源的协调互动,建立配电网优化调度模型,并将其转化为混合整数二阶锥规划的形式;其次,利用可再生能源出力场景集进行不确定性刻画,建立分布鲁棒优化模型,并通过列和约束生成算法进行求解;最后,在PG&E69节点系统上进行算例分析,验证了所提方法的可行性与准确性。     

基于萤火虫算法的主动配电网优化调度

主动配电网为高渗透率分布式可再生能源接入提供了有效途径。针对风能等可再生能源所固有的间歇性、波动性与随机性引起的功率波动问题,在配电网中引入储能系统作为可控负荷,建立包含风能与储能系统的主动配电网调度模型,该模型以储能系统的出力为变量;分别以平滑混合毛功率和混合净功率为目标,有效避免可再生能源接入对配电网造成的冲击。提出改进萤火虫算法求解主动配电网优化调度问题。仿真算例验证了所提模型与算法的有效性。     

主动配电网下多微电网间功率协调优化

配电网中高渗透率分布式电源以多个微电网的形式集群接入,实现配电网对分布式电源的主动控制与管理,是智能电网中主动配电网的发展趋势。以多微电网间功率协调优化为研究对象,提出了一种基于部分可观测马尔科夫决策过程(DEC-POMDP)的协调优化模型,采用拉格朗日-对偶原理将原目标函数分层为max-min的形式,并通过拉格朗日乘子对其进行解耦以降低求解难度;为了提高算法的精度及性能,采用了一种基于Bloch球面坐标编码的量子遗传算法。算例计算结果验证了所提方法的正确性与有效性。     

考虑配电商参与的主动配电网多层分区调控

主动化与市场化是未来配电网发展的重要趋势,提出一种考虑配电商参与的主动配电网多层分区调控方法.构建基于调控中心、变电站综合自动化系统、配电商调控单元和子区域调控终端的多层分区调控框架;制定以"上送-决策-下发"为脉络的多层分区调控策略;建立配电商经济调度与调控中心综合优化调整2个调控核心环节的数学模型,前者旨在最大化配...     

多源信息辅助分区的主动配电网故障区段定位

在分布式电源快速发展的背景下,实现主动配电网的快速、准确故障定位面临普适性和容错性等挑战。首先结合主动配电网故障发生位置与过流报警信息之间的关系,分析了现有故障区段定位方法的适用性问题,基于改进的开关函数与适应度函数构建了故障区段定位的数学模型。然后将用电信息采集系统作为故障定位的第二信息源,提出了多源信息故障辅助分区方法,进而利用离散智能优化算法进行求解。最后,采用多种故障及信息畸变场景进行算例仿真,并对比分析了是否利用多源信息及是否采用离散寻优算法等不同定位方法的测试结果,验证了所提方法在主动配电网故障区段定位问题中的适用性、准确性和高效性。     

考虑风电机无功调节能力的配电网有功 / 无功联合调度

针对含风电的配电网运行的研究大多只关注风电机输出的有功功率,而忽略其具有的无功输出能力。通过对双馈风电机组功率极限曲线的详细分析,建立考虑风速随机性的配电网有功/无功联合调度模型,该模型同时考虑调度方案的最优性和鲁棒性,并采用基于极限松弛的方法进行求解。仿真结果表明,所提方法可利用风电机的无功调节能力提高配电网电压稳定裕度,同时减少额外无功设备的投入,且所提方法获得的调度方案具有较高鲁棒性。     

计及分时电价的电缆配电网多时段二阶段有功与无功协调快速鲁棒优化调度方法

同时计及分时电价、经逆变器接入配电网的分布式电源有功与无功调节能力、调节设备动作代价及电缆对地分布电容电流,以购电与调节设备动作总费用最小为目标函数,考虑运行约束,基于支路潮流方程构建电缆配电网有功、无功多时段二阶段混合整数二阶锥鲁棒优化模型,并提出一种基于割平面的主、次问题交替迭代求解方法。不同于现有列与约束生成算法,利用所提方法求解主问题时无需增加新的变量与约束条件,利用所提方法求解次问题时只需针对每个时段进行求解,极大降低了求解复杂度与所需计算机内存。4节点、IEEE 33节点与P&G 69节点配电网算例仿真结果验证了所提方法的性能。