基于最大供电能力的配电网馈线联络建设次序规划方法

给出了最优馈线联络建设次序的定义,建立了最优馈线联络建设次序的数学模型,并结合实际情况进行化简,给出基于加权联络均衡度的最优联络位置和最优联络规模的确定方法,并基于此提出了一种实用的最优馈线联络建设次序的求解方法。实际算例验证了该规划方法,与后退寻优法的结果对比显示了该方法的优越性,为优化配电网结构发挥最大供电能力提供了新的方法。     

基于供电能力的配电网联络有效性评价与化简方法

最大供电能力(TSC)是衡量配电网建设水平的一个新指标,而网络联络是影响TSC的一个关键因素。针对网络联络对TSC的贡献程度进行了研究,提出了基于TSC的配电网联络有效性定义,并由网络转移能力的灵敏度给出了单个联络有效度和联络组合有效度的计算公式。针对配电网联络日益复杂的现实情况,从满足N-1安全约束下发挥配电网TSC的角度出发,提出了基于联络有效性的配电网联络化简方法。最后,通过实际配电网算例验证了所述方法的有效性,并归纳出配电网联络有效性的一些重要规律。     

配电网最大供电能力模型解的性质

从数学角度对配电网最大供电能力(TSC)模型解的性质进行了研究。首先,将TSC模型推导为线性规划模型的一般形式,阐述其数学含义与物理意义。其次,分别给出TSC模型无解与唯一解时参数条件的数学表达式,得到实际配电网的TSC模型总是存在无穷多解的结论。为进一步找出众多解中易于在实际配电网中实现的解,针对TSC解的主变压器负载率均衡度进行分析,总结归纳出达到负载较均衡时的配电网联络与主变压器容量的匹配条件。最后,通过算例验证了结论的有效性。     

变电容载比与下一级中压配电网络关系的量化分析

变电容载比是配电网规划的重要指标,现有导则指出,下级配电网络较强时容载比可取低,但未提供量化分析方法,为此提出了一种基于最大供电能力(total supply capability,TSC)的容载比与下级中压配电网络关系的量化分析方法。在同时考虑变电站内主变转带和下级网络转带的情况下,TSC理论能够计算一个配电网满足"N-1"安全准则条件下的最大负荷供应能力。研究了网络不同强弱时的容载比数据,并通过改变馈线容量、联络位置和联络规模来探究容载比与网络强弱的关系以及容载比的变化范围,得到了容载比取低的量化结论与推荐建议,丰富和发展了现有的规划导则。     

配电网负荷均衡重构方法在配电网调度及运维检修中的应用

为了有效解决配电网中存在发馈线重过载问题,提出了一种配电网负荷均衡重构的方法。该方法针对负荷动态特性建立了馈线过载量化模型,综合利用大数据,通过重过载馈线及其各邻接馈线联络开关、分段开关的状态调整,确定最优的馈线负荷均衡方案。此配电网负荷均衡重构方法在配电网调度及运维检修中的应用,可有效地提高电网调度管理和运维检修的效率,值得进一步深入研究和推广应用。     

实现最大供电能力的配电网馈线与主变压器容量匹配

提出了一种新的配电网规划中馈线与变电站主变压器容量的匹配方法。首先,定义了达到最大供电能力下的馈线平均负载率和主变压器平均负载率两个指标,再分析其随馈线容量与主变压器容量比值的变化规律,发现两个指标无法同时达到最大。然后,根据馈线与变电站的建设成本差异,确定馈线与主变压器容量的最优配比,在该配比下单位供电能力的电网建设总投资最小。最后,分析得到多个算例的不同情况的馈线与主变压器容量的最优配比,该值随着馈线相对变电站造价比值的增加而减小;并随着馈线联络均衡度的增加而增加。在现有城网造价水平下建议配比取1.0~1.6,明显低于传统配电网以及规划经验值约1.5~2.0的区间。     

基于馈线互联关系的配电网最大供电能力模型

对配电网最大供电能力(TSC)计算准确性这一基础性问题进行了研究。现有文献的模型法和解析法均基于主变压器互联关系,经N-1安全校验仿真验证发现这些方法均存在一定的误差。为解决这一问题,文中提出了基于馈线互联的TSC模型及其计算方法。该模型能精确描述馈线间的手拉手和多分段多联络的互联方式,完整反映网架信息;计算结果能精确到TSC在馈线上的负荷分布,并在主变压器N-1故障基础上同时计及了馈线N-1故障。通过算例对比了文中方法与现有两种主要方法的结果。N-1安全校验仿真验证表明,文中所得TSC结果是N-1安全边界的临界点,结果准确。     

配电网安全域的维度

提出了配电网安全域(DSSR)维度的概念及计算方法。首先,给出了DSSR维度的定义,综合考虑了DSSR边界约束个数及变量个数。其次,提出了一种基于主变压器联络关系向量的DSSR维度计算方法,该方法通过定义主变压器间的联络关系向量来体现网络结构特征,无需列写安全域表达式就能得到边界约束数及各约束中的变量数。最后,通过算例验证所提出的方法,初步分析得到了DSSR维度与配电网的关系,并归纳了边界数量取极值的条件。研究发现:对于不同规模的配电网,DSSR维度的大小受主变压器、馈线及分段开关数量的影响;对于规模相同的配电网,DSSR维度也可能不同,主要受主变压器间馈线联络方式的影响。提出的DSSR维度概念能严格地描述DSSR及对应的N-1安全性问题的规模,为DSSR安全理论提供了必要的基础。     

电压约束及网损对配电网最大供电能力计算的影响

目前计算配电网大供电能力(TSC)的模型法与解析法均未计及电压约束和网损。文中利用配电网潮流计算研究了电压约束和网损对TSC计算结果的影响。首先,给出了基于潮流计算的配电网N-1安全校验方法,能精确计及网损、电压约束和调压措施。然后对TSC计算在有无考虑电压约束以及分别或同时考虑两种调压措施共5种场景下的TSC结果进行对比验证。结果表明,当前文献方法得到的TSC值偏大。网损对TSC的影响不可忽略,原因是N-1发生负荷转带后由于供电路径变长,其末端电压过低以及网损比正常运行时变大。计及调压措施后,电压约束也会使TSC值减小,除馈线过长或无载调压情况外其影响可以忽略。     

基于最大供电能力的配电网规划理念与方法

为充分发挥配电网效率,提出基于最大供电能力(totalsupply capability,TSC)的配电网规划理念方法。首先,给出TSC规划流程:1)计算TSC和可扩展的最大供电能力;2)负荷与TSC匹配的总量校验与优化调整;3)负荷与TSC匹配的分布校验与优化调整;4)N1校验验证。其次,将常见的配电网建设改造手段按代价从低到高归纳为3大类10种规划措施,并给出这些措施在TSC规划流程中何时采用。其中,负荷分布调整是TSC规划的首选措施,能通过调整负荷在主变和馈线间的分配消纳新增负荷,为此提出一种负荷再分配的优化方法。最后,通过算例演示TSC规划的过程,并与传统规划对比。基于TSC的规划与传统规划先考虑变电容量匹配再进行网络规划的思路不同,其理念是优先通过优化配电网结构及运行方式提升TSC满足负荷,其次再考虑新增变电容量,从而达到充分利用已有网络销纳新增负荷目的,适合目前城市建成区复杂配电网络的规划。     

考虑多代理供电恢复系统通信失效的配电网CPS风险评估

提出一种考虑多代理供电恢复系统通信失效的配电网信息物理系统(CPS)风险评估方法。该方法将整个供电恢复过程分解为多个包含输入和输出的子任务,当通信系统失效时,依赖于失效通信链路的子任务将输出无效值,进而影响供电恢复的效果。通过计算不同供电恢复系统失效状态下的负荷缺额、恢复容量以及各个状态的概率,可以得到供电恢复后的电力不足期望值,并据此构建配电网CPS风险评价指标。通过计算并比较风险指标对各条通信链路丢包率的灵敏度大小,可以确定关键通信链路,并指出在通信系统的设计中应差异化提升这些通信链路的可靠性。最后,通过典型算例验证了所述方法的有效性。     

一种馈线自动化仿真培训系统

针对复杂配电自动化生产过程操作实验成本较高,影响供电可靠性以及危险性较大等问题,给出了一种馈线自动化仿真培训平台构建方法。利用该方法,对配电主站、配电一次系统、EPON通信系统组成的馈线自动化系统进行仿真,实现了配电系统、EPON系统故障模拟,并对常见EPON系统故障进行了实测分析。理论分析与仿真案例表明,基于EPON通信的馈线自动化仿真系统建模方法是可行和有效的。该模型能反映馈线自动化系统的实际运行特性,从而提高仿真模型的精确性和仿真功能的多样性。     

一种智能配电网三相调压器的模糊控制方法

高渗透率的分布式电源接入配电网,可能引起配电网电压幅值越限及馈线调压器频繁动作的问题。首先分析以线路压降补偿器为基础的调压器控制方法的不足和高渗透率分布式电源的接入引起现有控制方法失效的机理。针对这一问题,提出一种以通信为基础的三相调压器模糊控制方法,并设计一种综合考虑配电网潮流有功和无功功率的模糊控制器来缓解调压器的频繁动作。最后,通过改进的IEEE 13节点算例系统验证了所提方法的适用性和效果。     

新能源电站集电馈线对多变流器并网运行稳定性的影响

风电、光伏等新能源电站中集电系统馈线的分布参数对各个基于LCL滤波器的发电单元变流器谐振特性影响较大,这给变流器控制系统设计带来挑战。为了分析集电系统馈线对多变流器并联运行稳定性的影响,在复频域中采用运算电路的节点导纳矩阵建立了多机系统的数学模型,并分析了模型频率函数特性。分析结果表明,集电系统中不同馈线类型下拓扑形式与馈线长度对变流器的稳定性影响存在较大区别,基于MATLAB/Simulink平台的仿真分析验证了相关结论。     

基于IEC 61850的集中式馈线自动化信息模型

配电系统中广泛应用的集中式馈线自动化为满足配电主站与配电终端间互联互通,对构建符合IEC 61850标准的信息模型提出了迫切需求。介绍了IEC 61850-90-6技术报告中故障指示相关逻辑节点,在分析集中式馈线自动化工作原理的基础上,基于新定义的电流指示逻辑节点SCPI、电压指示逻辑节点SVPI、故障指示逻辑节点SFPI,研究了集中式馈线自动化功能实现的信息模型,推动了IEC 61850标准在配电自动化中的应用。     

基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法

评估馈线供电能力是保障馈线可靠运行的重要手段。文中提出了一种基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法。首先,将同一电压等级配电网以自动/手动开关装置为边界划分馈线分区,视为负荷节点;采用所有负荷节点及其所有可能供电路径的集合描述配电网拓扑结构。随后,以路径状态为变量,建立了馈线N-1安全校验的0-1线性规划模型。针对电网营销部门的实际数据需求,以路径状态和馈线分区可装容量为变量,进一步建立了用于馈线分区N-1可装容量计算的混合整数线性规划模型。最后,以某省会城市实际运行的某一10 k V馈线组为例,验证了所提算法的实用性和有效性。     

基于TSC的馈线接入用户容量计算方法

基于配电网最大供电能力理论(Total Supply Capability,TSC)提出了一种新的馈线接入用户容量计算方法。首先,介绍了TSC理论的基本知识,给出了其数学模型和求解方法。其次,根据TSC计算结果进一步得到馈线10 kV侧的可接入容量以及不合理馈线段的调整方案。然后,对已知负荷分布及其0.4 kV侧变压器容量进行分析,计算得到10 kV侧负荷大小到0.4 kV侧配变容量的折算系数,并基于折算系数得到各馈线用户侧的接入配变容量。最后,通过算例验证了所提方法的有效性。基于TSC理论确定馈线接入用户容量,能够在保证N-1安全准则前提下充分利用配电网最大供电能力,为供电企业科学开展业扩工作提供了理论依据和辅助参考。     

考虑负荷特性和馈线分段的配电网供电能力评估

计算配电网最大供电能力(total supply capability,TSC),除了可得出各个主变压器的负载率,还可准确描述各条馈线和各个馈线段的负荷分布。首先分析了负荷同时率对于TSC计算的影响,在此基础上建立了考虑负荷特性和馈线分段的TSC模型,该模型考虑了N-1校验和馈线段现状负荷约束。采用MATLAB线性规划函数求解TSC模型后,进一步以馈线期望负荷偏差最小为目标函数建立馈线负荷分布优化模型,采用MATLAB二次规划函数求解得出各个馈线段分配负荷值。结合馈线段现状负荷,计算馈线段可供新接入配电变压器的场景。算例结果表明本文算法能够合理均衡地分配各条馈线和各个馈线段的负荷,能够指导新用户的有序接入。数据表明现状负荷约束不仅可能改变负荷分布,还可能降低TSC值。