适应不同网络架构的配电终端与开关选型选址模型

为了合理地进行配电自动化改造且在有效提升电网风险抵御能力的同时保证投资经济性,研究了面向供电可靠性提升的配电终端与开关选型选址问题。首先,分析了分支馈线中负荷在典型故障下的供电恢复条件。然后,定义了便于理解以及建模的逻辑算子,进一步得到负荷在设备不同布点以及类型下的停电时间函数。最后,搭建了适应不同网络架构的配电终端与开关选型选址0-1二次规划模型,同时对“二遥”终端、手动开关、保护开关、“三遥”开关以及联络开关进行精确布点。通过IEEE标准测试馈线以及实际馈线配合数学求解器进行测试分析,证明了所提模型在对终端与开关选型选址时兼具合理性和有效性,能够高效地辅助配电网改造规划工作,初步解决配电自动化改造过程中“装什么、装在哪”的实际痛点。     

县域配电自动化有线组网通信方式建模与求解

配电自动化"三遥"终端宜采用光纤通信方式,以无源光网络方式组网,通过构建EPON链路,以星形或者链形拓扑结构实现配电站所"三遥"终端与配电自动化主站之间的通信。综合考虑光缆成本、光缆交接箱购置费用、配电自动化建设成本等影响因素,重点研究县域配电自动化接入层EPON组网策略,在充分考虑通信组网可靠性、经济性的基础上,对组网拓扑结构进行创新,制定目标逻辑网络,提出一种双层EPON组网结构。第一层级由变电站OLT与主干光缆交接箱组成光交主干环路,第二层级由配电站所ONU与光缆交接箱组成站所环路。结合某县级市配电自动化有线组网实例进行验证,并采用粒子群算法计算模型最优解,验证结果表明,该模型能有效降低建设成本,提高有线组网通信系统可靠性。     

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。     

基于非线性混合整数规划的配电终端布点优化研究

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方法,在架空馈线安装故障指示器、电压时间型终端和电压电流型终端,在电缆馈线安装故障指示器、二遥终端和三遥终端,对配网进行配电自动化改造以提高供电可靠性,可靠性指标取为用户年平均故障停电时间,故障影响模式根据配电终端类型确定。用Java语言编程实现,从XML文件读取配网数据,使用JGraphT图形库存储配网拓扑信息,建立非线性混合整数规划模型,使用建模系统Gams求解模型,为便于工程实施,分阶段输出优化结果。采用某市的配电终端布点规划作为算例,验证了方法的可行性。     

不同网络结构及可靠性要求环境下FTU的最优配置

为了解决配电网馈线自动化中不同网络结构、不同供电可靠性需求下配电终端的优化配置问题,对配网供电可靠性与馈线自动化终端配置的敏感性进行了分析。采用故障模式与后果分析法,提出了基于配网可靠性发展目标的配电终端优化配置方法。在综合考虑技术性、经济性、可拓展性的基础上,分析了无配电终端、全"二遥"终端配置和"二遥"、"三遥"终端混合配置三种模式下,配电网典型结构的线路故障停电时间和配电网平均供电可用率;得到了配电网平均供电可用率和配电终端优化配置的通用计算方法。算例验证了研究方法的合理性和实用性。     

计及配电自动化系统的高弹性智能配电网扩展规划方法

为提升双碳目标下的配电侧能观能控水平,提出了协调二次配电自动化系统配置的高弹性智能配电网扩展规划方法。首先,分析了“二遥”及“三遥”等配电自动化终端的构成逻辑,以及改善系统可靠性水平的作用机理。然后,通过将配电自动化设备对于降低故障恢复时间的可靠性提升效果纳入规划模型的目标函数中,并考虑拓扑条件和系统安全稳定运行约束,形成了协调系统可靠性水平与建设经济性的协同规划方案。算例分析结果表明,与传统的不考虑二次系统配置的网络扩展规划方法相比,该协同决策能以较低的经济成本显著改善网络的可靠性指标,在一定程度上满足未来高比例新能源接入的用电可靠性需求。     

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...     

一种考虑分布式电源的配电自动化系统规划方法

在分布式电源大量接入的背景下,提出一种考虑分布式电源的配电网自动化系统规划方法。针对所提出的MINLP模型易陷入局部最优解的问题,将所提模型进行线性化处理转化为MILP模型来进行求解,并利用IEEE 69节点配电系统进行仿真分析。结果表明,基于分布式电源与配电自动化系统的协同规划结果,配电系统的运行成本、能量损耗成本以及可靠性成本均有了大幅降低,所提规划方法下的电压分布更为平坦,具有较好的经济性和运行可靠性。     

计及馈线自动化故障处理全过程的配电终端优化布置方法

为了进一步提高配电网供电可靠性,提出了一种计及馈线自动化(feeder automation,?FA)故障处理过程的配电终端优化布置方法。首先以自适应综合型FA模式为例,分析FA的故障定位、隔离与恢复供电的故障处理全过程,并基于电力系统仿真软件DIgSILENT建立了配电终端的动作信号逻辑模型。其次,在考虑了FA故障处理过程的条件下,计算包括故障区域与非故障区域的总负荷停电损失成本,与总投资成本共同构成模型目标函数。考虑系统平均供电可用率指标约束等因素,建立配电终端优化布置模型。然后,基于整数编码的人工蜂群算法确定配电终端最优安装总数,制定配电终端最优配置方案,计算出配电终端最优选址方案。最后,以冀北某地区10 kV配电网作为仿真算例,基于DIgSILENT模拟FA故障处理全过程,验证所提方法的有效性和适用性。     

配电自动化系统中配电终端配置数量规划

为了帮助配电自动化系统的规划设计,从投入产出角度对配电终端的最佳配置数量进行了研究;从供电可靠性的角度,对全部采用"三遥"配电终端、全部采用"二遥"配电终端、混合采用"三遥"配电终端和"二遥"配电终端、适当引入分界开关等情形下所需要的各类终端的数量配置进行了研究。研究结果表明:每条馈线配置1台配电终端的投入产出比最高,为满足供电可靠性要求,每条馈线所需配置"三遥"、"二遥"配电终端和分界开关的数量取决于要求达到的供电可靠性指标、人工故障区域隔离时间、故障修复时间和故障率。文中给出了一个含220条馈线的配电自动化系统规划实例,对所述方法的应用进行了详细的说明。     

一种优化可靠性与经济性的变压器检修决策方法

为了在制定变压器预防性检修周期时考虑变压器自身可靠性的变化,提出了一种优化可靠性与经济性的变压器检修决策方法。利用二参数威布尔分布描述变压器的故障率及可靠度变化规律,通过役龄回退因子建立考虑预防性检修的故障率函数和可靠度函数,以变压器平均剩余无故障工作时间为检修计划期,以检修计划期内的预防性检修费用、故障检修费用和停电损失之和最小为目标函数,建立了变压器检修周期优化模型。通过对变压器内部部件故障模式的定性定量分析,计算变压器部件检修优先度,确定变压器部件检修方式。算例分析验证了该方法的可行性。     

考虑环间接入模式及可靠性影响的有源配电网软开关规划

针对当前软开关(SOP)规划方法未涉及馈线环间的接入模式以及配电网可靠性影响等问题,提出了一种考虑故障损失成本的SOP在馈线环内与环间的位置选择及容量配置方法.首先,分析SOP两种接入模式对配电网运行的效益,并针对环内接入提出了混合式SOP及将SOP与联络开关联动控制的方案.其次,构建了计及配电网正常、故障运行效益的双层规划框架与模型,规划层以系统年综合成本最小为目标,正常运行层考虑SOP的三相潮流调节作用优化网络状态,故障运行层基于序贯蒙特卡洛模拟可靠性评估方法计算故障成本.再次,面对该模型的离散、连续变量混合整数规划的非线性特性,提出了基于改进粒子群优化和锥规划的求解方法.最后,通过算例验证了所提方法的有效性.     

考虑可靠性收益的配电网智能软开关规划方法

智能软开关(SOP)具有较强的潮流控制能力,在配电网正常运行场景下和故障环境中均能有效发挥作用,在规划层面应兼顾其对于配电网供电可靠性与运行经济性提升所带来的综合收益。文中综合考虑了SOP接入对配电网供电可靠性和运行经济性的影响,建立了智能软开关规划模型;采用快速搜索和发现密度峰聚类方法对年负荷数据进行聚类,生成配电网典型运行场景以计算其对运行经济性的提升收益;采用基于关联约束的支路故障率计算方法,考虑线路电流负载率、节点电压以及线路长度对支路故障率的影响,生成动态预想故障集以计算供电可靠性收益;采用模拟退火与二阶锥规划相结合的混合算法对上述规划模型进行求解,最后,在PGE 69节点算例上验证了所提规划模型的有效性。结果表明,面向配电网可靠性与经济性的SOP规划方法能够有效降低配电网综合成本,实现投资效益的最大化。     

计及可靠性评估的中压配电网规划方案比选

从可靠性参数搜集及计算方法和备选规划方案比选两方面切入,进一步丰富DL/T 1503—2016中压配电网可靠性评估导则在规划中的应用,提出了基于可靠性评估的中压配电网的方案形成与比选方法,内容包括相关参数的搜集、可靠性计算方法和方案比选。综合考虑可靠性与经济性,基于"有无对比法"给出配电网投资的增量净效益计算模型,并分析不同网架供电能力与负荷需求关系下净效益简化模型与全寿命周期成本最小化比选方案的异同。基于全寿命周期净现值、净现值率等动态指标进行投资成本效益分析,可用于多个方案的比选。案例表明,本文方法有效。     

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。     

电力系统保护OTN通信网路由均衡规划方法

针对电力系统保护光传送网(OTN)通信网路由规划光层链路资源占用不均衡问题,提出一种电力系统保护OTN通信网路由均衡规划方法。首先,阐述了电力系统保护通信网的结构与业务需求;然后,在构建电力系统保护OTN通信网网络分层模型的基础上,量化电层和光层指标作为约束条件,提出了含传输时延、业务可靠性、电层资源占用率和光层资源占用率的路由均衡最优规划模型和模型求解方法;最后,实验验证了该规划方法的有效性。仿真结果表明,该规划方法可以避免高负载光层链路和光层节点的出现,降低了光层链路占用率标准差。     

EPON配电通信网络规划探讨

配电网作为坚强、统一智能电网的一个重要环节,直接服务于用户的供电网络。提高供电服务的可靠性、提升电能质量的品质、缩短供电故障的时间、实现用户与电网之间的互动,是配用电网发展的目标．要实现这一目标,需要借助于有效的通信手段,将控制中心的控制命令：住确、及时地传送到为数众多的远方终端,并且将反映远方设备运行情况的数据信息收集到控制中心,文章将对采用EPON技术组网的配电通信网络的规划进行探讨。     

一种考虑业务可靠性的需求响应边缘云部署方法

需求响应边缘节点的部署能缓解电网需求侧管理平台处理海量业务的压力,提高电力用户底层终端的管理质量。然而边缘计算在当前工程应用中主要侧重于业务计算的实时性却忽略了业务的可靠性。该文重点考虑了业务的可靠性,提出一种边缘云的部署方法。部署方法包含通信机制和任务分配机制。通过建立一种新型的需求响应通信机制,并结合边缘计算节点部署的位置选取,降低业务受链路故障和通信质量不佳的影响。该通信机制中每个业务源节点均需与边缘节点和目的节点建立连接。在链路出现故障和通信质量不佳时,需求响应能在2条连接中进行切换,实现分布式与集中式调度2种模式的灵活变换。为实现边缘节点的部署位置选取,利用穷举方式遴选符合特定要求的网络节点。同时为了提高业务可靠性,在确定可用于提高业务可靠性的边缘节点后,设计对应的边缘节点之间需求响应业务管控的任务分配机制。该机制利用启发式算法,逐个分配边缘节点管控的业务,保证边缘节点所管辖的负荷量差值不会相差过大。经仿真结果验证,所提的新型通信机制和任务分配机制能够提高需求响应业务的可靠性。