考虑风电布置的主动配电网电源规划

针对风力分布式电源在主动配电网中的选址定容问题,在考虑风电布置的主动配电网电源规划的条件下,针对主动配电网规划的多目标问题,建立了双层规划模型。上层以节点电压的偏差值作为衡量标准筛选风力发电机的安装位置;下层以投资费用和运行费用等总成本为目标函数,同时还需满足用户安全用电以及用电可靠性的约束条件。然后,根据下层模型的Karush-Kuhn-Tucher (KKT)条件将双层模型转化为单层模型进行求解。最后,以IEEE33节点配电系统作为算例进行风力发电机的选址定容,分析比较不同规划方案的优劣性,验证了所提方法的有效性。     

考虑失负荷风险的配电网光/储与计划孤岛协同规划

大量间歇性分布式电源并网可以使配电网在故障时形成计划孤岛,降低配电网运行时的风险。考虑到孤岛形成需要配置新的开关,文中提出一种考虑失负荷风险的配电网光/储与计划孤岛协同规划方法。建立以总成本最少、失负荷风险最低为多目标,电压稳定等为约束条件的规划模型,采用基于非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的多目标进化算法进行求解。规划中考虑了计划孤岛开关的位置与孤岛内光伏、储能电池的选址和定容。以RBTS Bus 6配电系统为例分析了开关配置方案、用户类型对优化结果的影响,结果表明了所提优化模型和方法的有效性。     

采用改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层分布式风电规划方法

随着可再生能源尤其是风电的大规模接入,配电网规划面临着新的巨大挑战。提出了一个主动配电网双层规划模型,其上层为风电场的选址定容规划,下层是考虑配电网公司主动管理费用的最优潮流运行控制。上述双层规划问题是复杂的混合整型非线性规划问题,使用常规的确定性方法很难求解获得其全局最优解。为此,提出了基于杜鹃搜索算法的混合改进算法,使用正弦载波Levy飞行方法来产生满足上下限约束的新解,并通过正弦扩展载波进行局部精确搜索。然后将双层规划模型转换为等价的单层优化模型,并进一步构建了双目标优化模型。最后,通过IEEE 33节点测试系统对所提出的模型和算法进行了验证。     

考虑传输能力的含分布式电源配电网扩展规划方法

为灵活性资源提供快速、及时调度的网架传输通道,在规划阶段充分考虑网架结构与分布式电源(DG)规划对配电网传输能力的影响,提出考虑网架通道传输能力的配电网扩展规划及DG选址定容双层优化方法.首先建立了线路负荷裕度指标和潮流均衡度指标用以评价配电网传输能力;其次分析了网架通道传输能力的影响因素,在此基础上构建了配电网扩展规划及DG选址定容双层优化模型,保证了规划方案具有良好的经济性和网架通道传输能力,利用嵌套的混合粒子群优化算法进行优化求解;最后将所提规划方法与只考虑经济性规划方法进行了算例验证.仿真结果表明,所提方法不仅没有增加经济费用,而且所得规划方案网架潮流更均衡,线路负荷裕度更高,传输能力更优.     

考虑集群划分的配电网网源协调扩展规划

针对接入高渗透率分布式能源配电网扩展规划与分布式电源选址定容问题,建立了考虑集群划分的网源协调扩展规划模型.模型分为两层:上层规划模型以年综合成本最小为目标,优化网络结构、分布式电源接入位置及容量;下层集群划分模型以兼顾电气距离和有功平衡度的综合性能指标为依据,对上层规划结果进行集群划分;优化过程交互迭代进行,采用改进混合遗传算法求解.以某10 kV配电系统为例,验证了该网源协调双层优化模型的有效性.     

考虑“风-光-荷-储”联合运行的配电网双层规划方法

分布式电源与储能系统在配电网中的应用是当前研究的热点。提出了一种风机、光伏电源、储能系统在配电网中的双层规划模型。上层模型以投资、运维费用为优化目标,同时考虑区域的购电费用及网损费用,完成风机和光伏电源的容量配置;下层模型提出了一种储能系统削峰填谷的运行策略,基于该策略完成储能系统的选址定容工作。针对以上模型,提出以下求解方法:基于遗传算法求解上层模型,并通过K均值聚类方法对比研究输入数据序列长度对规划结果的影响,通过帕累托分析研究了投资运维费用与购电费用及网损费用的关系;使用YALMIP工具箱完成储能系统运行策略的求解,进而完成储能系统的选址定容工作。最后,通过IEEE-33节点标准配电系统仿真验证了所提模型在风机和光伏电源以及储能系统规划方面的有效性,结果显示所提储能运行策略具有良好的削峰填谷效果。     

面向分布式光伏消纳的中压配电网储能规划模型和求解方法

“双碳”背景下,配合分布式光伏规划开展储能规划是目前地市供电公司规划部门的重点工作之一。文章提出了面向分布式光伏消纳的中压配电网储能选址定容实用化模型和求解方法。首先利用生产模拟仿真分析分布式光伏并网对配电网的影响;其次基于鲁棒思想提出了场景削减方法,选取分布式光伏对配电网影响严重的场景集;最后提出了中压配电网选址定容的线性优化模型,以储能每小时最大充放电功率(电量)最小为目标,利用灵敏度系数法将线路过载和节点电压越限约束表达成储能充放电功率的线性函数。对改进的IEEE 33节点系统进行案例分析,研究表明文章提出的求解方法将双层优化问题化简成为单层优化问题降低了问题的复杂度,场景削减减少了约束条件数量,线性优化能快速有效地确定储能的位置和容量。     

基于集群划分的配电网分布式光伏与储能选址定容规划

针对传统分布式电源规划方法难以满足未来含高比例分布式电源的配电网在运行阶段的分区控制需求问题,该文提出分布式电源集群规划的概念和方法。首先,根据系统网架结构和节点负荷特性对配电网进行集群划分,构成配电网—集群—节点多层级网架结构;其次,基于集群划分结果,建立分布式光伏与储能双层协调选址定容规划模型。上层模型以年综合费用最小为目标,决策变量为各集群的分布式光伏总容量、储能容量和功率;下层模型以系统网损最小为目标,决策变量为集群内各节点接入的光伏分容量和储能的并网位置;针对该模型特性,采用嵌入潮流计算的双层迭代混合粒子群算法进行求解。以某示范区10kV实际配电网的光储系统容量和布点优化为例,验证所提模型的可行性和求解方法的有效性。     

考虑源荷时序特性的可再生电源与配电网架协调规划

针对含可再生电源的配电网规划问题,提出了一种考虑源荷时序特性的可再生电源与配电网架双层协调规划模型。首先考虑源荷的双重不确定性,建立源荷时序模型。其次建立双层模型,外层关注长时间尺度的规划问题,以综合成本最小为目标,对可再生电源的选址定容、线路改造进行决策;内层关注短时间尺度的运行问题,建立考虑机会约束的多目标模型。最后在IEEE 33节点配电系统进行仿真,结果表明该规划方法能有效降低成本,提高电网运行效率。     

考虑不确定性的高速公路光储充电站选址定容

针对高速公路并网光储充电站选址定容中存在的不确定性,提出了一种基于数据驱动的分布式鲁棒优化的两阶段选址定容方法.阶段1基于蒙特卡洛模拟方法得到充电点的位置,利用整数规划模型确定充电站的位置;阶段2兼顾充电站利益及用户满意度,建立基于数据驱动的分布式鲁棒优化定容模型,通过KL(Kullback-Leibler)散度构建以经验概率分布为中心的概率分布模糊集合描述不确定量,利用风险理论将分布式鲁棒优化模型转化为混合整数线性规划问题,进而对充电站内的充电桩数量及光储容量进行优化.最后,通过环形路网对所提方法进行验证并进行敏感度分析.结果表明:所提方法可行、有效;配置光储设备能降低年均寿命成本;通过控制KL散度公差、样本数量、续航里程、充电功率等能有效平衡系统的经济性与鲁棒性.     

考虑光伏集成5G基站用能模式的多主体共享储能优化配置

光伏集成5G基站能够有效降低电信运营商的用能成本,然而含分布式光伏的5G基站用能模式将对主动配电网的稳定运行造成影响,致使电信运营商与主动配电网均存在储能配置需求。出于安全性与经济性考虑,文中引入储能运营商作为第三方共建共享储能系统,提出了一种考虑光伏集成5G基站用能模式的多主体共享储能优化配置方法。首先,提出了面向规模化光伏集成5G基站与主动配电网储能配置需求的共享储能系统动态容量租赁模型;其次,基于双层混合整数规划模型(BiMIP)构建共享储能系统容量配置与运行双层联合优化问题;最终,采用重构与分解(R&D)算法对双层联合优化问题进行求解。仿真结果表明,所提出的多主体共享储能优化配置方法能够实现主动配电网的削峰填谷与多主体间的互利共赢。     

考虑多种分布式电源及其随机特性的配电网多目标扩展规划

为了增强新建配电网环网转供能力,提高供电可靠性,同时减小投资和运行维护成本,提出了一种分布式电源(DG)选址定容和多供电途径的网状新建配电网协调规划方法。该方法建立了考虑经济性、可靠性和稳定性的多目标优化模型,优化求解采用两层嵌套的粒子群算法。在规划中考虑了风电、光伏、燃气轮机、储能电池4种DG的选址和定容。针对输出功率不确定的DG,建立了概率模型,利用多状态系统理论,将随机性问题转化为确定性问题。最后以某开发区的实际配电系统为例,验证了所提模型和方法的合理性。     

广域储能电站定容-选址一体规划

针对储能电站在大规模风电并网电力系统中的容量和选址规划问题,提出广域储能电站定容-选址一体规划方法。首先,针对简单辐射网络与复杂网络,考虑储能四象限运行特性,基于PV曲线法,定量分析论证储能电站容量与位置对系统静态电压稳定和风电消纳能力的影响机理,提出储能电站定容和选址思路;其次,综合考虑系统静态电压稳定、风电消纳能力、网损及储能投资4方面,以风电消纳年收益最大,以及系统静态电压稳定裕度变化率、网损成本、储能电站等年值投资成本最小为目标构建广域储能电站定容-选址一体规划模型,提出嵌入潮流计算及粒子群算法的遗传算法求解模型。以新疆准东大型风电基地为例,验证了所提方法的有效性。     

广域储能电站定容-选址一体规划

针对储能电站在大规模风电并网电力系统中的容量和选址规划问题,提出广域储能电站定容-选址一体规划方法。首先,针对简单辐射网络与复杂网络,考虑储能四象限运行特性,基于PV曲线法,定量分析论证储能电站容量与位置对系统静态电压稳定和风电消纳能力的影响机理,提出储能电站定容和选址思路;其次,综合考虑系统静态电压稳定、风电消纳能力、网损及储能投资4方面,以风电消纳年收益最大,以及系统静态电压稳定裕度变化率、网损成本、储能电站等年值投资成本最小为目标构建广域储能电站定容-选址一体规划模型,提出嵌入潮流计算及粒子群算法的遗传算法求解模型。以新疆准东大型风电基地为例,验证了所提方法的有效性。     

基于潮流线性化的分布式发电选址定容新算法

针对现有分布式发电选址定容模型存在的维度高、寻优困难、求解时间长等问题,提出一种基于潮流线性化的分布式发电选址定容方法。在实际配电网运行场景的基础上,综合考虑多利益主体竞争关系,建立计及风光投资商竞争关系的分布式发电选址定容双层规划模型;计及配电网参数特性,利用二阶锥松弛法针对模型非凸潮流约束进行凸松弛,进而将二阶锥非线性形式进行线性化近似,通过卡罗需-库恩-塔克(KKT)条件将下层模型等效转化为上层约束条件,最终将原模型转化为一个多目标线性数学规划模型,极大降低原始模型的求解复杂度。基于某乡镇11节点系统进行算例仿真,结果验证了所提模型及算法的有效性。     

考虑储能站投资收益的配电网规划模型

随着储能技术的发展,储能站在电力系统中的建设与应用具备了基本条件。随着我国电力市场迅速发展,越来越多的供应商参与到配电网侧寻求利益分配。为了均衡配电网运营商和储能站投资商的利益需求,该文以配电网拓展规划和储能站接入为规划场景,提出了考虑储能站投资收益的配电网双层规划模型。上层规划模型以配电网线路建设成本最低为优化目标,实现配电网运营商利益最优;下层规划模型以储能站通过"低储高发"获利最高为优化目标,实现储能站投资商利益最优。以一个小型配电网系统为算例,通过遗传算法求解上层规划模型完成配电网线路规划,并通过下层规划模型进行储能站的选址定容。仿真计算结果表明,在提出的运行策略下,储能站投资回报率与储能站所接入节点的负荷特性密切相关:负荷峰值越高,峰值持续时间越长,接入储能站获得的收益越高。     

考虑运行控制策略的广义储能资源与分布式电源联合规划

针对广义储能资源和分布式电源的联合规划问题,提出了包含实际储能、可平移负荷、可转移负荷和可削减负荷的响应特性模型。进一步通过双层优化架构求解考虑运行控制策略的广义储能资源和分布式电源的联合规划问题,提出不同可调控资源选址定容的实际意义与方法,上层采用改进多目标粒子群算法搜索两部分资源的选址定容方案,下层采用分支定界法求解广义储能的运行优化策略,通过上下层交替优化实现资源的联合优化配置。以IEEE 33节点配电系统进行多场景的仿真分析,结果验证了所提模型的实用性,并说明了联合规划和虚拟储能参与调控的优势与意义。     

市场环境下考虑各利益主体博弈的分布式电源双层规划方法

市场环境下,随着分布式电源(DG)的广泛接入,DG运营商成为配电网中新增的利益主体。当DG运营商在进行DG规划时,如何根据配电公司可能的投资行为采取最优的决策方案是目前亟须解决的重要问题。针对该问题,提出了一个考虑DG运营商和配电公司不同利益需求的双层规划模型,该模型的上层为DG运营商的DG选址定容规划,下层是对配电公司无功电容器选址定容规划和购电策略制定的预测,并研究了DG规划与无功电容器规划之间的相互关系。此外,文中还提出了主动管理费用(AMF)的概念,并分析了其对DG和无功电容器的规划结果以及各个利益主体的目标所产生的影响。通过Levy飞行杜鹃搜索(LFCS)算法对上述模型进行求解计算,算例分析结果表明所述模型可以反映双方的利益博弈关系,合理制定AMF可以促进DG的消纳。     

基于主从博弈的配电网源网协调扩展规划

由社会资本投资的大量分布式电源(Distribution Generation, DG)接入配电网势必对配电网稳定与经济运行带来诸多挑战。为了对DG进行合理规划,以我国电力改革的实际情况为背景,从配电公司(Distribution System Company,DISCO)和分布式电源运营商(Distributed Generation Owners,DGOs)的利益角度出发,构建基于主从博弈的DISCO配电网扩展规划的双层优化模型。上层决策以DISCO的成本最小化为目标,综合考虑各年配电网运行约束和DG渗透率约束;而下层决策则由多个DGO的子优化问题组成,以各DGO的收益最大作为优化目标,计及各年并网容量约束。然后,采用粒子群算法求解该双层优化模型,得到以年为单位的最有配电网扩展规划方案。最后,基于IEEE-33节点系统进行仿真实验,验证了所提模型的有效性与先进性。