基于CVaR分析的新能源配电网电压风险评估模型

针对风光等分布式新能源大规模接入给配电网带来反向潮流而造成的电压波动大、局部区域电压偏高的问题,在传统配电网运行风险评估理论的基础上,结合分布式电源、电动汽车和负荷概率模型,采用严重度函数描述了电压偏高、偏低的风险,构建节点电压偏高、偏低的严重性函数。将传统风险评估理论的事故风险评估替换为基于条件风险价值(CVaR)模型,提出了考虑电动汽车和负荷不确定性的事故冲击和损失计算方法,建立了电压波动的CVaR风险指标,提出了分布式电源发电功率、电动汽车充放电功率的特殊函数的估计方法。以IEEE33系统为计算实例,计算了正常运行和预期故障线路2种情况下的电压波动的CVaR风险值,验证了该方法的可行性和适用性。     

主动配电网可靠性评估源荷模型改进及并行处理

随着主动配电网节点数及分布式电源种类与数量的增多,基于蒙特卡洛模拟法的主动配电网可靠性评估结果愈加依赖于分布式电源与负荷的可靠性模型,且计算复杂度会急剧增加。针对此问题,文中首先建立了考虑更多随机因素的光伏发电系统与风电机组随机输出模型、计及负荷反弹效应的多状态负荷模型,并就主动配电网协调控制优化特性建立了用于系统运行状态判定的储能—负荷协调控制模型。然后,为降低上述模型引入与时序蒙特卡洛模拟法对计算耗时的影响,提出和设计了结合多机与多核并行的可靠性评估并行处理方案,建立了并行计算任务分配环节的数学模型与一维搜索求解算法。最后,通过算例验证了基于并行计算的主动配电网可靠性评估方法的有效性与优越性,在极大减少计算时间的同时,能与串行计算持有一致的收敛速度与评估精度。     

基于大数据平台的配电网负荷预测关键技术

大规模配电网负荷预测需重点关注预测准确率及计算效率,由于规模大、关联因素复杂,采用传统集中式或简单分布式平台环境难以满足应用要求。提出了基于大数据平台的解决方案,方案结合大规模配电网负荷预测应用场景特点,提出了数据存储、数据预处理、特性分析、预测算法等关键环节的技术路线。应用多元化分布式存储方式,实现了多类型数据的分类存储;应用机器学习技术,实现了数据预处理、负荷特性分析等;应用Spark流计算技术,实现了基于滑动窗口操作的滚动短期预测和基于无状态操作的中长期预测。在某省的实际应用结果证明了解决方案在预测准确率和计算效率提升方面效果明显。     

含分布式电源配电网运行风险的影响因素溯源

分布式电源的大量接入改变了传统配电网的供电结构和运行方式,对含分布式电源配电网运行风险的影响因素进行研究,有助于提高电网安全可靠性。建立了间歇性分布式电源出力和负荷需求的概率模型,通过蒙特卡洛方法模拟随机运行场景,利用Cholesky分解排序使风速、光照强度及负荷等随机变量间满足时空相关性,通过场景聚类确定代表场景及其出现概率,进而计算配电网的运行风险。此外,从分布式电源和重要负荷的配置、联络线接入位置、自动控制开关比例等方面对影响配电网运行风险的因素进行溯源分析。     

考虑环境效益的含分布式电源配电网概率可靠性评估

分布式电源接入传统配电网提高了配电网运行的环境效益,但现有可靠性评估方法不能全面准确地展现分布式电源和负荷的随机波动特性。为此提出了一种配电网概率可靠性评估方法,以蒙特卡罗模拟法为评估框架,利用非参数核密度估计方法实现可靠性指标的概率密度估计,同时构建以最小化电压波动为目标的负荷削减策略。然后基于概率可靠性评估结果,从降低碳排放量的角度,全面准确地分析了分布式电源接入为配电网带来的环境效益,结合实际区域的馈线模型进行仿真计算,验证了该评估方法的有效性和准确性。     

分布式光伏电源极端可接入容量极限研究

为了防止大量分布式光伏电源接入配电网后可能引起电压偏差和电压波动越限,建立了负荷和分布式光伏电源引起的电压偏差和电压波动的计算模型。并在此基础上定义了分布式光伏电源极端可接入容量极限的概念,即负荷为0的极端情况下不致引起电压偏差和电压波动问题的分布式光伏电源接入容量极限。推导了6种典型分布情况下线路电压偏差和电压波动不越限时所能允许接入的极端容量极限。针对10 k V典型线路,给出了不同线型下城市配电网和农村配电网中分布式光伏电源安全接入的极端容量极限值。结果表明,分布式光伏电源极端可接入容量极限是保守的限值,只要满足该容量极限,无论分布式光伏电源和负荷的如何分布情况,都不至于对配电网产生不可接受的电压偏差或电压波动。     

主动配电网低压分布式光伏连锁故障分析

分布式光伏发电系统大规模离散式接入配电网的趋势日益明显,电网节点光伏渗透率升高,功率传输流向发生改变,影响配电网电压分布。含分布式光伏发电系统的主动配电网模型通常是在单一节点处并联等效光伏电源模型,难以体现分布式电源离散性分布的特点。为此,建立含低压分布式光伏发电系统的主动配电网仿真模型,模拟低压分布式光伏系统脱网所引发的配电网电压波动以及各节点分布式电源连锁故障。基于牛顿-拉夫逊法潮流计算原理,提出关于节点功率变化对配电网电压分布影响的分析方法;仿真结果表明,低压分布式光伏发电系统连锁故障的分析方法能够较为准确地描述相应主动配电网在电压跌落情况下的连锁故障情况。     

基于对偶抽样蒙特卡洛法的有源配电系统可靠性评估

研究含典型分布式电源的配电网可靠性评估问题,针对源荷侧资源的随机波动特性,提出一种基于对偶抽样蒙特卡洛法的有源配电系统可靠性评估数学模型。首先对随机性源荷侧资源进行概率性指标建模,其次建立典型配电网可靠性评估指标用于评估分布式电源接入后对配电系统可靠运行的影响,再次,将对偶抽样技术引入以提高传统蒙特卡洛算法在处理可靠性评估方法计算效率的缺陷性,进而提高计算结果的方差精度。最后,对改进的IEEE-RBTS Bus 6的主馈线F4进行分析计算以验证本文所建模型的可行性和所提算法的高效性。     

计及故障重构的含分布式电源配电网可靠性评估

含分布式电源配电网具有灵活的故障重构能力,使传统的可靠性评估解析算法难以适用.为此,文中计及了负荷功率及风力发电和光伏发电出力的随机性,推导了负荷获得分布式能源供电的概率计算公式.在此基础上,提出了计及故障重构的含分布式电源配电网的可靠性评估快速算法.利用该算法,对不同故障重构策略下美国PG&E 69节点配电网的供电可靠性进行了计算分析.结果证明了文中理论分析的正确性,验证了所述方法能全面、定量地评估含分布式电源配电网的供电可靠性,表明其可为配电网故障快速恢复策略的制定和评价提供理论依据.     

含分布式电源并网的配电网电压波动特性分析

分布式电源在配电网并网后会使配电网出现电压波动程度变大的问题,给配电网的安全稳定运行及分布式电源的发展带来了不良影响.首先分析了分布式电源的出力特性,然后对分布式电源并网造成配电网电压波动影响的原理进行了相应的理论分析,并在PSCAD/EMTDC中搭建了配电网电压波动仿真模型,对分布式电源在不同并网位置、不同并网容量和多分布式电源不同并网方式下配电网电压波动进行了相应的仿真计算,获得了不同并网情况下分布式电源对配电网电压波动的影响规律.     

分布式电源接入对配电网电压变化的分析

靠近负荷侧分布式发电DG(distributed generation)系统的接入对配电网电压有着多方面影响。文中给出了一种含分布式电源的三角形负荷分布模型,并且根据电路叠加定理提出了基于此模型的电压分布计算方法。结合具体算例,研究了含分布式电源的放射状链式配电网负荷节点电压变化情况,分析了分布式电源的电压调节作用。研究结果表明,含分布式电源的三角形负荷分布模型可以有效运用于配电网的电压分布计算中;分布式电源出力及位置变化直接影响着配电系统电压水平。     

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。     

基于分布式电源与负荷双重不确定性的配电网综合规划研究

随着分布式电源大量渗入配电网,配电网在规划时要同时面临电源侧和负荷侧的不确定因素。首先,依据分布式电源出力与负荷的概率密度函数建立配电系统多状态模型,通过多状态潮流计算模拟它们的不确定性。其次,建立基于机会约束规划的分布式电源与配电网架综合规划模型,针对配电网规划问题的非线性、大规模等特点提出一种改进的遗传算法用于求解。通过对某地区实际配电网的计算分析,验证了所提算法具有良好的运行效率和收敛性能。算例结果表明,分布式电源的接入与网架结构调整相配合能够提升配电网的经济效益。     

分布式电源接入下配电网电压无功控制效果分析

分布式电源的接入对配电网的运行状况会有很大的影响,尤其是配电网的电压分布以及网络损耗方面。首先给出了分布式电源和负荷的详细模型,通过准确建模真实模拟电网潮流变化情况。然后引入一种基于规则的电压无功控制方法,以加入分布式电源和具体负荷的IEEE13节点典型馈线系统作为仿真算例,通过电压变化曲线和系统消耗功率等指标验证该算法在分布式电源接入情况下的有效性,并分析接入分布式电源的配电网的电压无功连续控制效果。     

基于两点估计法的有源配电网概率潮流计算方法研究

高渗透率分布式电源接入是未来配电网的发展趋势,传统确定性潮流计算方法无法计及分布式电源给配电网潮流造成的波动性和随机性。为解决该问题,提出了基于两点估计法的有源配电网概率潮流计算方法。基于概率统计理论,建立配电网分布式电源的概率模型,在前推回代法的基础上,采用两点估计法进行含分布式电源配电网的概率潮流计算,可靠计入了分布式电源和用电负荷波动对潮流计算的影响。在IEEE33节点系统中的仿真结果表明,两点估计法能利用较少的估计点获得与蒙特卡罗法相同精度的结果,且具有求解速度快的优点。     

基于概率潮流法的含分布式光伏的配电网电压状态评估

为克服高渗透分布式电源接入所导致的传统配电网运行状态评估方法存在盲区的困难,对计及分布式电源随机特性的配电网电压质量的状态定量评估方法进行研究。首先引入一种半不变量结合Gram-Charlier级数展开的概率潮流计算方法,并建立含系统电压平均越限概率、节点电压置信区间和节点电压最大越限概率指标的评估体系。然后以分布式光伏为代表,构建了其有功出力服从Beta分布的概率模型,并定义一种改进的计及光伏波动特性的光伏渗透率指标,由此定量评估不同光伏渗透率对配电网电压质量的影响。最后验证该算法用于配电网电压质量状态评估的可行性。     

考虑时序特性含电动汽车配电网分布式电源优化配置

由于电动汽车负荷是一个综合性的影响因素复杂的时空负荷,因此在配电网分布式电源规划的时候需要对电动汽车负荷的时空特性加以考虑。基于电动汽车时空特性与分布式电源的时序特性,建立包含可入网电动汽车、分布式电源以及储能装置的配电网分布式电源优化模型。以配电网年度总成本为优化目标,利用蒙特卡洛模拟得到时空特性的电动汽车负荷,依据协调控制策略,采用引入变异和交叉操作的混合粒子群算法对建立的模型进行优化求解。最后通过某实际地区进行算例分析,验证了所建立模型的正确性以及求解方法的有效性。     

基于多代理的主动配电网规划样本自动模拟研究

可再生能源的高渗透率接入、柔性负荷的高参与度、运行协调管理的高效可靠要求,均使得传统的管理投资方式难以满足多主体接入下配电网的投资发展要求。为适应主动配电网中多主体接入,促进清洁能源的消纳,为配电网精确投资规划提供丰富样本,提出基于多代理的主动配电网规划样本自动模拟模型。基于构建的分布式电源、储能及柔性负荷的多代理时序模型,提出了以电网代理引导的主动配电网自动协调模拟策略;考虑负荷增长模式与配电网技术路径更迭,实现不同投资方案下主动配电网的规划样本自动模拟,以提高主动配电网中多主体的利用效率。算例结果表明,所提模型通过追随主动配电网技术路径的发展,能够有效实现配电网长时间尺度的运行模拟。通过自动模拟方法产生的分布式电源出力与负荷波动情况等配电网特征量可用取代作为后续配电网投资规划的数据样本。     

含分布式发电的配电网有功-无功综合优化

为克服配电网中风力发电机和光伏电池出力随机波动、负荷变化带来的电压变动,研究了多种分布式电源接入配网后的电压控制问题。以分布式电源出力随机波动和负荷变化时每个时段的电压偏差和网损最小,以及尽量减少大电网向配电网输送有功为目标函数建立电压控制模型,采用粒子群优化算法对微型燃气轮机和燃料电池等出力稳定的分布式电源进行有功和无功综合优化,在保证电压质量的情况下减少对环境的污染。通过对IEEE33节点系统和一个实际算例系统分别进行仿真计算,结果表明该控制方案能在有效提高配电网电压水平的基础上提高环境效益。     

含分布式发电的配电网有功—无功综合优化

为克服配电网中风力发电机和光伏电池出力随机波动、负荷变化带来的电压变动,研究了多种分布式电源接入配网后的电压控制问题。以分布式电源出力随机波动和负荷变化时每个时段的电压偏差和网损最小,以及尽量减少大电网向配电网输送有功为目标函数建立电压控制模型,采用粒子群优化算法对微型燃气轮机和燃料电池等出力稳定的分布式电源进行有功和无功综合优化,在保证电压质量的情况下减少对环境的污染。通过对IEEE33节点系统和一个实际算例系统分别进行仿真计算,结果表明该控制方案能在有效提高配电网电压水平的基础上提高环境效益。