计及分布式电源集群不确定性的配电网分散鲁棒电压控制

随着光伏、储能等分布式电源广泛接入,导致配电网区域电压波动频繁。针对分布式电源分散接入带来的不确定性问题,提出了一种计及分布式电源集群不确定性的配电网分散鲁棒电压控制方法。将大规模分布式电源聚合成相互关联的集群,对电压控制进行分区域调节。首先,针对配电网结构复杂和分布式电源点多面广的问题,设计一种基于改进Louvain算法的配电网集群划分方案,利用模块度函数并兼顾了集群的电压灵敏度和分布式电源调控容量。然后,由于分布式电源接入后配电网潮流更加复杂多变,在划分集群的基础上提出一种考虑不确定性的分散鲁棒控制方法,协同各分布式电源集群的调控能力,抑制由于模型参数及功率波动等不确定性导致的配电网电压波动。最后,通过算例分析验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于分布式协同的配电网电压和功率优化控制方法研究

传统集中式控制模式可靠性低、计算和通信压力大、可扩展性差,不能适应分布式电源渗透率不断提高背景下配电网运行和控制的要求。该文基于分布式协同控制思想,采用分布式电源分组模式设计了配电网多目标分布式优化控制策略。考虑配电网线路电阻/电抗比较大的特点,以容量利用比为一致性变量设计了电压控制分组的分布式控制算法;根据配电网与外部电网交换有功和无功功率差额的不同情况,分别设计了以容量利用比和功率因数为一致性变量的功率交换控制分布式控制算法,并给出了三种控制分组控制算法的参数整定方法。通过IEEE14节点系统中的仿真算例验证了所提方法的正确性和有效性。该方法为实现高渗透率分布式电源接入的配电网优化运行提供了参考。     

基于电流保护约束的逆变型分布式电源最大接入容量与接入位置选择

逆变型分布式电源接入配电网后,传统配电网采用的三段式电流保护可能会发生不正确动作。为了解决这一问题,提出了基于电流保护约束的逆变型分布式电源最大接入容量和接入位置选择的确定方法。当配电网发生故障时,根据零电压穿越控制的逆变型分布式电源的故障输出特性,分析逆变型分布式电源并网点电压及输出的故障电流随逆变型分布式电源输出功率和接入位置变化而变化的规律。发现逆变型分布式电源的并网点电压及电流随逆变型分布式电源输出功率的增大呈非线性变化、随接入位置远离系统电源而逐渐减小的特征。根据该变化特征,以传统配电网电流保护在不改变原有整定值的情况下能正确动作为条件,确定了逆变型分布式电源的接入容量及接入位置。仿真验证了该方法的有效性。     

无功补偿设备和分布式电源协同的配电网优化控制策略研究

集中式控制模式因可靠性低、通信计算压力大、可扩展性差而不能适应高渗透率分布式电源接入的配电网控制的需求。考虑配电网中接入的无功补偿设备,基于分布式协同控制思想,利用分布式电源分组和无功补偿设备分组实现配电网多目标分布式优化控制。针对节点电压控制,设计了以分布式电源容量利用比为一致性变量的电压控制组分布式控制算法。根据配电网与外部电网交换功率差额的信息,设计了以无功补偿设备容量利用比为一致性变量的无功控制组分布式控制算法。对于有功功率控制,设计了分别以容量利用比和功率因数为一致性变量的有功控制组分布式控制算法。给出了各控制组分布式控制算法参数的整定方法,并进行了两种有功功率控制方法的比较。通过14节点配电网系统的仿真算例验证了该方法的正确性和有效性。     

主动配电网背景下无功电压控制方法综述

为适应高渗透率、大规模分布式电源的接入,主动配电网成为当前及未来智能电网研究的趋势。文中综述了主动配电网背景下分布式电源接入、需求侧管理和拓扑结构等因素对配电网电压分布和电压稳定性的影响;从集中控制和分散控制两个方面总结了主动配电网的无功电压控制方法。结合当前研究现状的分析,总结了各种因素影响下主动配电网的无功电压控制研究中存在的一些问题和不足,指出了主动配电网无功电压控制研究中亟待解决的几个问题。     

一种含高渗透率分布式电源配电网自适应过电流保护方案

针对分布式电源接入对配电网线路电流保护的影响,提出了一种适用于高渗透率分布式电源接入配电网的自适应过电流保护新方法。该方法利用故障分量网络,对分布式电源背侧等效阻抗进行计算,将其融入到配电网过电流保护整定计算中。给出了实时的主保护和后备保护的整定值,从而构建自适应过电流保护方案。大量的仿真表明,与传统过流保护相比,所提出的自适应过电流保护可以解决由于分布式电源接入配电网,过流保护的保护范围超越等问题,具有良好的应用前景。     

基于配电网接纳能力的分布式电源并网案例库架构设计

分布式电源的容量大小及接入方式影响配电网的安全稳定运行,尤其是在未来高渗透率分布式电源接入局部配电网时,地市供电公司将面临确定分布式电源并网方案的挑战。分析分布式电源并网运行的制约条件和关键影响因素,从优化分布式电源并网运行方式的角度出发,提出一种基于配电网接纳能力的分布式电源并网案例库架构,以期为开展系统性的案例研究、支撑分布式电源并网方案快速制定和优化提供理论指导。     

基于HSA-PSO的配电网源-储协同优化控制方法

目前通常采用增加无功补偿装置的手段来解决高渗透率分布式电源接入时的配电网电压控制及网损优化问题,而兼顾分布式电源和储能系统调节作用的控制方法较少。考虑储能系统和分布式电源的协同配合,建立以配电网电压偏差最小、有功网损最小及分布式电源消纳量最大的配电网多目标优化控制模型。有效结合和声搜索算法和粒子群优化算法,提出具有自适应能力的和声搜索-粒子群算法（HSA-PSO）对所建立的模型进行求解。通过仿真算例验证了本文优化控制方法的有效性。     

交直流混合主动配电网关键技术研究

配电网担负着电能的配送任务,传统配电网的电能传送是单向的,随着分布式电源大量接入,配电网的电能可能出现双向流动。由于分布式电源具有随机性和间歇性的特点,增加了配电网运行控制的难度。为了满足大规模分布式电源接入的要求,在北京延庆建设交直流混合主动配电网,提高配电网的能源配送和优化能力,支持高渗透率分布式能源的充分消纳,降低系统损耗,提高设备利用率,实现高可靠高质量供电,延缓增容建设投资。     

计及高渗透率分布式电源的韧性配电网数据驱动鲁棒规划方法北大核心CSCD

考虑高渗透率分布式电源(distributed generation,DG)接入给配电网带来的影响,提出了一种计及配电网韧性的数据驱动鲁棒规划方法。首先提出了含高渗透率分布式电源的韧性综合评价体系;接着将三阶段规划模型转换成二阶段数据驱动鲁棒规划模型,完成对线路加固方案以及分布式电源位置和容量的最优配置;采用基于极限场景法的改进列约束生成算法(column-and-constraint generation,C&CG)对鲁棒模型进行求解。最后,通过算例分析所提韧性提升措施的效果。结果表明,所提方法能够有效量化配电网韧性,进而为含高渗透率分布式电源的韧性配电网规划提供参考。     

风电功率小波包分解结合储能模糊控制的配电网多目标优化

将风力发电(以下简称风电)分散式接入中低压配电网,采用就地消纳的模式是大规模风电集中并网、远距离输送供电模式的一种较好的补充方式。通过对高渗透率分布式风电功率进行小波包分解,确定了并入电网功率及能量型、功率型储能的充放电功率指令,并提出了一种确定小波包分解层数及频段的优化方法,即以分解层数和频段为控制变量,建立电网总电压偏差最小、总有功网损最小、总电压闪变裕度最大、能量型储能等效寿命损耗最小的多目标函数,进而解得最优分解下并入电网的低频功率及混合储能的中、高充放电功率指令。为使频繁充放电的功率型储能荷电状态(SOC)处于合理的状态,采用模糊理论对其进行自适应控制,并根据模糊控制器的输出修正风电功率最优分解。最后,通过对基于IEEE 33节点算例的分析计算,验证了所提方法的正确性及有效性。     

基于遗传算法—模糊径向基神经网络的光伏发电功率预测模型

针对光伏发电系统出力波动问题,提出遗传算法(GA)—模糊径向基(RBF)神经网络的光伏发电功率预测模型,将功率预测值应用于光伏发电的蓄电池储能功率调节系统,以降低对电网的冲击。选择与待预测日天气类型相同、日期相近、温度欧氏距离最小的历史日作为相似日,把与光伏发电功率相关性大的太阳辐射强度和温度作为模型输入变量,提出K均值聚类和遗传算法的参数优化方法,建立基于GA—模糊RBF神经网络的最终预测模型。在光伏功率预测的基础上,提出一种平滑控制策略,对光伏并网功率进行有效调节,从而达到平滑光伏功率波动的目的。实例证明,所述预测模型具有较高精度,并验证了平滑功率波动控制策略的有效性。     

基于本地测量的微网逆变器离/并网功率精确和统一控制

在包含多微源的微网系统中,微源逆变器输出功率的精确控制和离/并网运行模式下控制目标的自动切换对于微网电压和频率的稳定以及潮流的控制都具有重要意义。在下垂控制的基础上,提出了基于本地测量的自适应双虚拟阻抗和功率补偿导纳控制方法,消除了不同类型线路阻抗引起的功率耦合,改善了离网时负载分配的准确性。同时,通过提出一种自适应的电压补偿方法,实现了分布式电源离/并网运行的统一控制,并改善了离网时的电能质量和并网时输出功率的跟踪精度。通过建立离/并网模式下逆变器的小信号模型,对控制器参数进行了优化设计。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和所提出的控制方法的有效性。     

基于Q学习的微网二次频率在线自适应控制

由于包含微源的多样性及运行模式的多样性,微网的二次频率控制面临着系统参数不确定性的挑战。文中提出了在多代理(Agent)分层混合控制模型中嵌入一种基于Q学习的智能算法。首先,动态预测出微网系统实时二次调频功率缺额值。其次,同时考虑微网运行经济性和环境效益,并采用模糊化方法和粒子群优化算法实现二次调度功率的分配。最后,在C++Builder环境下搭建了包括不同微源的本地层Agent和具有不同控制功能的中央层Agent的微网混合能量管理仿真平台,结果证明了所提出的基于Q学习的微网二次频率自适应控制器可以自适应微网系统结构及其参数的动态变化,实现微网二次调频的智能控制。     

端口能量及其在风电系统暂态稳定分析中的应用

大规模风电接入后,研究计及风电的能量函数法有助于提高稳定评估的计算速度,并为稳定控制提供灵敏度信息。在结构保留能量函数的启发下,提出端口能量的概念,证明了采用端口能量的系统总能量是系统的能量函数;证明了端口能量的能量聚集效应;分析了采用端口能量计算对象系统的暂态能量给暂态稳定评估带来误差的原因;基于端口能量,提出了包含风电的暂态稳定能量函数分析方法。不同场景下的临界切除时间对比分析验证了所提能量函数法的有效性。在精度方面,各个场景下所提能量函数法比时域仿真法保守0~0.02s,在速度方面,所提能量函数法比基于时域仿真的二分法和逐步法快3~26倍。     

基于直觉模糊距离的黑启动群体决策一致性分析与优化

现有针对黑启动决策的研究大多集中于决策算法的选择,并没有深入考虑黑启动决策的一致性问题,也很少涉及黑启动指标权重和专家权重的调整问题。在此背景下,提出了一种采用直觉模糊距离对黑启动群体决策结果一致性进行分析的方法。为了改善黑启动群体决策意见的一致性,每轮决策过后,对指标权重和专家权重进行调整并代入下一轮决策,直至达到满意的一致性为止。最后,用一个算例说明了所提出的一致性分析与优化方法的基本特征。     

基于参数序列化技术的电动汽车集群响应控制策略

为了对集群电动汽车充电负荷进行有效控制,提出了一种基于参数序列化技术,即能量状态优先队列(ESPL)的电动汽车集群响应控制策略。首先,类比热力学可控负荷诸如热泵的温度优先队列方法,确定电动汽车充电模型;继而定义了可与热泵的温度类比的电动汽车能量状态值,并将可与热泵开关状态类比的电动汽车充电状态作为控制对象,提出了用于对电动汽车群体进行控制的ESPL方法,与电动汽车预测模型相互配合,对电动汽车群体进行了有效控制。算例通过构造电动汽车目标功率,验证了此集群响应控制策略的有效性。     

应用于高风电渗透率电网的风电调度实时控制方法与实现

为适应风电的快速波动,提出一种快速的风电实时控制方法,适用于高风电渗透率的电网。该方法根据自动发电控制机组的向下转旋备用、联络线功率调整偏差,在线计算电网可消纳风电裕度。然后,结合风电考核打分和网络安全约束,依据不同场景分别进行以消除断面越限为目标的校正控制、以消纳最大风电并兼顾公平调度为目标的最小弃风控制以及系统安全裕度充足下的风电自由发控制。基于所提出的方法,开发了相应系统并在某省级电网投运。测试系统的仿真和实际系统的实际运行结果证明了该方法的有效性。     

计及负荷模糊不确定性的网架重构后期负荷恢复优化

电力系统恢复过程中存在着大量的不确定因素,待恢复节点的实际负荷量与预期值往往存在偏差,现有的负荷恢复模型在解决负荷不确定问题时存在一定局限。为解决此问题,文中采用梯形模糊参数表示待恢复节点的负荷接入量,将确定性的约束条件改为模糊参数下的机会约束,综合考虑负荷恢复效益和负荷过载风险对负荷优选的影响,建立了网架重构后期的负荷恢复优化模型。在计算负荷权重时,引入模糊熵量化负荷的不确定性,将负荷重要度和不确定度纳入负荷评价指标。最后,采用模糊机会约束的清晰等价类将负荷恢复的不确定模型转化为确定性的0-1规划问题,并采用混合整数规划方法求解。仿真算例表明所提模型能够平衡恢复过程中的负荷恢复效益和负荷过载风险,得到的决策方案对负荷的模糊不确定性具有更好的适应性。     

基于混合整数线性规划的风电场有功优化调度

大规模风电并网背景下,风电场的有功优化调度对调度控制和电网安全运行至关重要。在风电场风速分布和风电功率有效评估的基础上,以风电机组的出力以及开停机状态为决策变量,考虑风电场弃风以及机组启停,建立了以风电场运行成本最低为目标的风电场优化调度模型。提出了风能利用系数的分段线性化方法,进而建立了基于混合整数线性规划的风电场优化调度模型。实际风电场的算例分析表明,该调度模型可在满足调度部门指令需求的前提下,给出风电场内最优的机组启停计划和出力安排,有效减少弃风及启停次数,降低风电场运行成本。