配电自动化终端布局规划方法

针对配电自动化规划中的配电终端布局问题,提出一种配电自动化终端布局科学规划方法。首先分析了配电自动化终端配置的原则,研究了考虑配电自动化的配电网可靠性评估方法。在此基础上建立了以一次开关设备和配电终端投资费用、运行费用以及故障停电损失费用之和最小为目标的优化模型,并采用遗传算法对优化模型进行求解,从而确定配电网中一次开关设备和配电自动化终端的安装位置和安装类型。IEEE RBTS BUS-2算例结果表明,该方法能够得到合理的配电自动化终端布局结果。     

考虑可控负荷影响的主动配电系统分布式电源优化配置

在常规的配电网分布式电源优化配置基础上,结合主动配电系统特点,考虑可控负荷的影响,建立了分布式电源双层优化配置模型。上层模型用于求解接入主动配电系统的分布式电源最优位置和容量;下层模型用于求解各时段最优的可控分布式电源出力和可控负荷大小,并利用鲁棒优化理论,采用盒式不确定集合表征风力发电、光伏发电等不可控分布式电源出力的不确定性。利用该模型,可以在求解分布式电源优化配置问题的同时考虑运行调度的因素,从某种程度上实现主动配电系统电源规划与运行的统筹。最后采用蝙蝠算法求解双层优化模型。通过对IEEE 33节点配电系统进行算例分析,并与遗传算法、粒子群优化算法进行对比,验证了所提模型的合理性以及蝙蝠算法的适用性和较强的全局寻优能力。     

计及短路电流限制的输电网双层扩展规划模型

在传统输电网规划中考虑限流措施的优化配置,建立计及短路电流限制的输电网双层扩展规划模型。上层规划模型以输电线路投资和限流电抗器配置投资总成本最小为目标,下层规划模型在上层规划模型得出的线路方案下以限流电抗器优化配置投资最小为目标,上下层交互影响作用,最终由上层规划模型给出满足短路电流水平要求的总体规划方案,包括输电线路建设方案和限流电抗器配置方案。将遗传算法和粒子群算法相结合求解所建立的输电网双层扩展规划模型,并通过18节点算例及其扩展算例验证了该模型和算法的有效性。     

考虑利益主体合作的分布式电源运营商电源优化配置

随着电力市场的不断开放,分布式电源运营商作为新的利益主体进入市场,在主动配电网中由大量分布式电源运营商进行电源配置将成为未来的趋势。如何在电力市场环境下良好地运营,在进行电源优化配置时保证技术经济效益是分布式电源运营商面临的重要问题。针对此问题,文章对分布式电源运营商与配电公司之间的合作关系进行了深入分析,在分布式电源运营商的综合收益中考虑主动管理成本,计及运营期间配电公司实施的主动管理策略,构建了双层电源优化配置模型。上层以分布式电源运营商为主体,以综合收益最大为目标进行电源优化配置;下层以配电公司为主体,以分布式电源切除量最小为目标进行优化运行。建立联合概率场景以计及分布式电源出力及负荷的不确定性,采用改进和声搜索算法与基于过滤集合的内点算法进行模型求解。算例分析结果表明,文章所提双层电源优化配置模型符合电力市场现状,模型中主动管理策略与主动管理费用的引入实现了分布式电源运营商与配电公司的互利共赢,为分布式电源运营商的可持续发展提供了借鉴。     

配电自动化终端布点优化的动态规划研究

提高配电系统的供电可靠性是配电自动化系统建设的重要目标,但需考虑配电自动化设备的经济成本,且实际工程中通常是分阶段拨款。提出一种考虑供电可靠性和经济成本的配电自动化终端布点优化的动态规划方法,混合使用多种类型配电终端,在架空线安装故障指示器、电压时间型终端、电压电流型终端,在电缆线安装故障指示器、二遥终端和三遥终端,根据自动化终端类型确定故障影响模式。运用JAVA语言进行编程,实现从XML文件读取配网数据。以开关为边界划分配电网的区域节点,采用开源的图形库JGraphT存储配网拓扑信息。考虑故障停电情况,以用户年平均故障停电时间为评价供电可靠性的指标,分别建立以可靠性指标为优化目标和以投资总额为优化目标的配电自动化终端布点优化的动态规划模型。使用建模系统GAMS求解模型,得到配电终端布点优化结果。采用某地区区域配电网自动化终端布点规划作为算例验证,结果显示了该方法的可行性与优越性,为类似实际工程提供借鉴与依据。     

适应季节性负荷的配电变压器与台区线路协调规划方法

为改善农村煤改电地区设备利用效率低的问题,并兼顾供电可靠性,提出一种适应季节性负荷的配电变压器与台区线路优化规划方法。主要思路是建立配变间低压联络线,根据季节性负荷特点,通过联络线开关状态变化,转换运行方式,使部分配变低负荷季节退出运行。以综合费用最小为目标构建配电变压器网络双层规划模型,上层采用Voronoi法规划配电变压器,下层采用Prim算法规划低压供电线路,并结合遗传算法进行优化求解。最后,通过对典型供电区域进行配变规划验证了该方法的可行性,并且能够降低配变损耗,提高供电的可靠性和经济性。     

计及多利益主体的配电侧动态定价与市场出清策略

随着电力市场建设的不断完善,由多个虚拟电厂介入的配电侧市场运营机制日趋复杂。研究了计及多利益主体的配电侧市场交易策略,进而构建了一种用于动态定价和市场出清的双层优化模型。上层以最小化配电系统运营商成本为目标,计及潮流和运行安全约束;下层以最大化虚拟电厂收益为目标,求解经济调度模型。在此基础上,利用线性化技术和互补原理将下层问题转化为均衡约束,进而基于强对偶理论将原始非线性双层优化模型转化为单层的混合整数线性规划模型进行求解。算例仿真验证了本文所建立模型的有效性。     

计及需求响应柔性调节的可再生能源优化配置

考虑分布式可再生能源的波动性和在能源互联网背景下供需双侧协调互动的特征，本文提出计及需求响应柔性调节的分布式可再生能源双层优化配置方法。首先，采用多场景分析法表征分布式可再生能源和负荷的不确定性。然后，建立分布式可再生能源的规划-运行耦合模型，提出基于多策略融合粒子群优化算法，即：上层规划模型以配电网综合费用最小为目标，确定分布式可再生能源的优化配置方案；下层运行模型基于上层的优化配置方案，以考虑无功的拟直流潮流模型对潮流方程中电压幅值和相角进行解耦，以有功网损最小为目标优化各时段电价。最后，基于IEEE 33节点系统的仿真结果和对比分析，验证了模型及求解方法的合理性和有效性。     

基于虚拟分区调度和二层规划的城市配电网光伏-储能优化配置

针对含高渗透率分布式能源城市配电网的特点,提出基于虚拟分区和二层规划的光伏电源与储能规划模型和方法。依据历史数据,采用密度聚类提出光伏和负荷分时段多状态生成方法,该方法能考虑光伏与负荷的时序性、随机性及内在关联,且状态数大幅减少。以年费用最小为上层规划目标函数,光伏安装位置和容量为上层优化变量,等效负荷方差和最小为下层规划目标函数,虚拟分区和储能安装位置与容量为下层优化变量,同时考虑各区内储能的优化调度,建立基于虚拟分区的光伏和储能配置的二层规划模型。采用精英保留策略遗传算法和粒子群优化算法联合迭代求解模型。IEEE 33节点系统仿真结果验证了所提模型和方法的有效性,所获得的光伏-储能配置方案能够有效提升配电网的经济效益和减少网损。     

基于增强烟花算法的移动式储能削峰填谷优化调度

移动式储能技术的发展与应用为配电网削峰填谷提供了新的思路与方法。基于移动式储能系统提供充放电服务的时空灵活性,提出一种综合考虑削峰填谷可靠性与经济性的双层优化调度方法。首先,建立移动式储能削峰填谷双层优化调度模型,上层以等效负荷标准差最小和净收益最高为优化目标,旨在减小负荷峰谷差,同时实现价格套利;下层以网损最小为优化目标,确定移动式储能最优调度策略。然后,开发适用于移动式储能削峰填谷优化调度的求解算法,针对下层模型的高维非线性特性,提出一种柯西变异与高斯变异相结合的改进增强烟花算法。最后,结合IEEE 33节点配电系统和某地区实测负荷数据进行仿真分析,结果验证了所提模型与求解算法的有效性和可行性。     

考虑事故–经济重构共同影响的配电网智能终端规划

随着智能电网建设的不断推进,信息系统与配电物理系统不断深入耦合,配电自动化程度势必越来越高,智能终端的规划设计在配电自动化建设发展中显得尤为重要。基于此,建立考虑事故–经济重构共同影响下的配电网智能终端双层规划模型。上层模型为系统综合投资成本和运行成本综合最优进行“二遥”(集遥信和遥测功能于一体的智能终端)、“三遥”(集遥信、遥测和遥控功能于一体的智能终端)终端选址、选型以及光缆铺设规划建模。基于上层规划结果,下层事故重构部分基于多场景事故停运时间分解法,结合各类可转移负荷的负荷–电源转移路径上智能终端配置状态,计及断路器是否支持遥控对系统可靠性造成的影响等,建立配电系统可靠性评估量化模型;下层经济重构部分则计及潮流约束、安全约束、拓扑约束和开关动作约束从而建立基于二阶锥松弛(second order cone programming,SOCP)的动态混合整数线性模型以分析规划结果在系统正常运行时的经济性。最终,整个双层模型采用离散二进制粒子群算法(discrete binary particle swarm optimization algorithm,BPSO)进行优化求解,并先后...     

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。     

基于元件故障率曲线的配电网可靠性评估和配电终端优化配置

为准确评估配电网的可靠性,提升配电终端优化配置的效率,提出一种基于浴盆形故障率函数的配电终端优化方法。运用Weibull分布对元件故障率浴盆曲线进行建模,用基于逆流传递和顺流归并的可靠性快速评估方法对配电网可靠性进行评估。在考虑元件故障率浴盆曲线的基础上,结合配电终端优化的特点,对配电终端的优化配置进行定性分析。此后,采用定量计算的方法,验证配电终端的可靠性是否满足要求。结果表明,该方法与遗传算法、动态规划、蚁群算法等优化方法相比,计算量较少。算例验证了该方法的正确性和有效性。     

主动配电网的全寿命周期分布式电源规划问题研究

主动配电网(Active Distribution Network,ADN)的源荷强不确定性加剧了其电源规划的难度。文章基于ADN的灵活管控特性提出了考虑主动管理模式的分布式电源多目标双层规划模型。上层模型以最小化系统电源侧的全寿命周期成本为目标,从而确定DG的安装配置方案;而下层则以最小化DG有功出力切除量为目标,通过采用主动管理中的DG出力控制、有载变压器分接头调节以及无功补偿装置调节等方式实现DG运行优化。利用带自适应变异的改进粒子群(IPSO)算法对上下层模型进行求解,提高了算法的求解速度并有效得到全局最优解。同时,通过对IEEE 33节点系统进行仿真分析,验证了所构建模型的合理性。     

基于博弈论的主动配电网扩展规划与光储选址定容交替优化

针对当前主动配电网规划方法无法反映投资者先后决策的问题,提出了基于博弈理论的主动配电网扩展规划与光储选址定容的双层交替优化方法。首先,基于当前欧洲国家广泛采用的自消费模式,提出了考虑峰谷电价的光伏和储能系统运行策略;其次,在此基础上建立了主动配电网扩展规划和光储选址定容的双层优化模型;然后,提出了双层优化模型求解方法,上层优化模型应用二进制粒子群算法进行优化,下层优化模型中引入博弈理论,决定光储的容量配置;最后,采用某规划区的配电系统进行仿真,优化结果表明,光储系统的合理配置与接入方案可有效降低用户的用电成本,也可有效降低配电系统的网络损耗。     

考虑聚合商参与的配电网分布式储能系统优化配置

聚合商参与配网投资模型已成为一种新兴商业模型,提出一种考虑聚合商参与的配电网分布式储能系统双层优化配置模型。首先,构建分布式储能系统综合收益和网损灵敏度指标。然后,储能聚合商将分布式储能系统投资运营综合收益最大作为上层目标函数,下层配网运营商将分布式储能系统并网后的网损灵敏度最小作为目标函数,并采用自适应粒子群算法分别对上下层模型进行求解。最后,算例分析结果验证了所提模型与方法的正确性和有效性。通过储能聚合商与配网运营商耦合决策作用实现不同主体的利益双赢。     

考虑灵活性潜力的互联网数据中心与配电网双层协同规划方法

在国家“数字经济”与“新基建”战略的双重推动下，近年来互联网数据中心(internet data center, IDC)快速发展并逐渐成为电力系统中重要新增负荷和需求响应(demand response, DR)资源。为支撑IDC与电力系统协调发展，提出了一种考虑灵活性潜力的IDC与配电网双层协同规划框架。首先，根据IDC数据负荷及用电负荷特性建立IDC能耗模型，并从数据负荷的时空可迁移、可削减等角度分析了IDC灵活调节潜力。在此基础上，通过深入分析IDC与配电网之间的信息传递和互动关系，并考虑不确定性因素的影响，提出了以配电网运营商为上层领导者制定实时节点电价，数据中心运营商为下层跟随者基于实时电价参与DR的IDC优化选址和配置模型。该模型在充分考虑二者规划运行及价格的约束下，实现了上层净盈利最大化、下层成本最小化的双层协同规划。最后通过算例仿真和对比分析，证明了所提方法的有效性。     

考虑电源和负荷时序特性的主动配电网网源协调规划方法

提出了一种考虑电源和负荷时序特性的主动配电网网源协调双层规划模型。模型上层为规划层,以综合费用最小为目标,对线路的改造、分布式电源和补偿电容的选型、选址和定容进行决策。模型下层为运行层,以年运行费用、快速电压稳定性、用户用电习惯满意度等为目标。考虑分布式电源和负荷的波动性和不确定性,建立二者的时序模型。综合考虑分布式电源出力、需求响应和补偿电容投切,实现主动配电网的经济调度。采用改进的IEEE33节点配电系统对该方法进行仿真。仿真结果表明,所提出的网源协调规划方法能有效降低主动配电网的投资成本和运行成本,同时能有效提高电网运行效率和分布式电源渗透率。     

基于风电功率变化典型场景的风电场无功补偿优化配置

针对集中式接入的风电场,在升压变压站进行无功补偿优化配置。通过基于动态时间弯曲的层次聚类法分析风电功率整体变化特性,获得典型场景及其概率,并利用局部波动数值的概率分布来表征风电功率局部变化特性。在此基础上,建立二层规划模型,上层模型以年综合费用最小为目标函数,下层模型针对风电场全年的风电功率进行动态无功优化,达到兼顾经济性和运行可靠性的目的。采用遗传算法和原对偶内点法进行求解,并通过某实际风电场的仿真算例,验证所提出方法的可行性和有效性。     

考虑安全域的配电网重构二阶锥双层规划模型

随着配电网建设的逐步推进,配电网用户对供电可靠性要求越来越高,因此配电网在保证自身经济运行的同时,也必须提高对安全性能的保障。在经济性配电网重构二阶锥模型的基础上,加入对配电网安全性的优化,建立了考虑安全性和经济性的配电网双层规划模型。该模型上层目标为平均安全距离最大化,下层目标为有功网损最小化。针对该模型采用分层求解的方法将双层模型解耦,求解得到网损和安全距离最优的重构策略。算例选取扩展的IEEE RBTS Bus4系统,验证了该模型能有效降低配电网网损,并提高配电网安全性。