基于双层优化的微电网系统规划设计方法

规划设计是微电网系统核心技术体系之一。从分布式电源的综合优化(组合优化、容量优化)和分布式电源间的调度优化两个方面对其展开研究。根据分布式电源特性,提出了适用于并网型微电网系统和独立型微电网系统的双层优化规划设计模型。上层优化采用基于NSGA-II的多目标遗传算法计算系统最优配置;下层优化采用混合整数线性规划算法(MILP)计算系统最优运行方案。运用所建立模型,分别针对并网型和独立型微电网系统作了案例计算,验证了所提方法的正确性。     

考虑分布式电源支撑作用的输配电系统协同恢复方法

随着高密度分布式电源不断接入配电系统,配电系统向上支撑大电网恢复成为可能。首先,结合高密度分布式电源对电力系统分区并行恢复的促进作用,分析含分布式电源的大电网恢复分区需要满足的基本条件。然后,针对含高密度分布式电源的大电网待恢复子区,考虑相关运行约束等,构建输配电系统协同恢复的双层混合整数线性规划(MILP)模型。其中,上层输电系统恢复模型以最大化机组输出能量和负荷恢复为目标;下层配电系统恢复模型以最大化加权关键负荷恢复数目为目标。其次,提出考虑输、配电网调度中心协同的双层MILP模型解耦求解策略,解耦后模型可以分别在输、配电网调度中心利用成熟商业优化软件求解,从而实现含高密度分布式电源的输配电系统的协同恢复,提升恢复效果。最后,利用改进的IEEE 14节点输电测试系统和IEEE 13节点配电测试系统构建输配电系统算例,仿真验证所提方法的有效性。     

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。     

基于动态孤岛混合整数线性规划模型的主动配电网可靠性分析

为了得到配电网最优孤岛划分的准确方案,准确评估分布式电源（distributed generation,DG）接入对提升配电网可靠性的有益效果,文章提出了基于混合整数线性规划（mixed integer linear programming,MILP）的多时段动态孤岛划分模型,并基于序贯蒙特卡洛模拟提出了考虑故障状态下动态孤岛的可靠性评估流程。动态孤岛划分模型考虑了分布式电源和负荷的波动性,并建立了分布式电源和和负荷的功率时序模型。通过建立支路功率与节点状态的线性逻辑约束保证故障期间孤岛的辐射状拓扑结构,以改进的RBTS-BUS6系统为例,对含分布式光储的主动配电网（active distribution network,ADN）进行可靠性分析,结果表明文章所提出的电力孤岛模型能最大范围地恢复供电,并有效提高配电网的可靠性水平。     

考虑光-荷不确定性和旋转备用约束的主动配电网经济优化调度策略

分布式光伏、储能装置等大量分布式电源接入主动配电网(active distribution networks,ADN)后,光伏出力、负荷和旋转备用容量的多重不确定性对主动配电网经济调度的可靠性提出新的挑战。考虑了光伏出力及负荷不确定性,对旋转备用容量进行概率约束,以调度过程中运行成本最小为目标函数提出了一种主动配电网经济优化调度模型。通过所提出的潮流约束线性化方法和离散步长变换方法,将机会约束规划(chance constrained programming,CCP)模型转化为易于求解的确定性混合整数线性规划(mixed-integer linear programming,MILP)模型,并通过CPLEX求解器进行求解。基于IEEE-33节点配电网系统对所提方法进行验证。算例结果表明,所提策略的系统计算时间显著减少,优化效果更好,且可以通过适当设置旋转备用容量概率约束的置信水平实现主动配电网可靠性与经济性间平衡。     

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。     

考虑光-荷不确定性和旋转备用约束的主动配电网经济优化调度策略

分布式光伏、储能装置等大量分布式电源接入主动配电网(active distribution networks,ADN)后,光伏出力、负荷和旋转备用容量的多重不确定性对主动配电网经济调度的可靠性提出新的挑战。考虑了光伏出力及负荷不确定性,对旋转备用容量进行概率约束,以调度过程中运行成本最小为目标函数提出了一种主动配电网经济优化调度模型。通过所提出的潮流约束线性化方法和离散步长变换方法,将机会约束规划(chance constrained programming,CCP)模型转化为易于求解的确定性混合整数线性规划(mixed-integer linear programming,MILP)模型,并通过CPLEX求解器进行求解。基于IEEE-33节点配电网系统对所提方法进行验证。算例结果表明,所提策略的系统计算时间显著减少,优化效果更好,且可以通过适当设置旋转备用容量概率约束的置信水平实现主动配电网可靠性与经济性间平衡。     

基于多代理的主动配电网自治运行技术

将多代理系统(multi-agent systems,MAS)引入分布式电源(distributed generation,DG)广泛接入的主动配电网,提出了一种基于多代理的主动配电网分布式自治运行技术。构建Agent模型对网络中的分布式电源和负荷进行代理,并考虑各类分布式电源的互补协调运行,设计分布式电源的出力协调规则,通过多代理的自治,动态地应对主动配电网中分布式电源出力和负荷需求的变化,实现分布式电源接入后主动配电网的自治平衡高效运行。最后,通过算例验证了该运行技术的可行性。     

计及供电可靠性的多目标分布式电源选址定容方法

现有分布式电源选址定容方案优化目标单一,难以兼顾分布式电源接入的经济性和对配电网可靠性性的影响。本文提出了计及供电可靠性的多目标分布式电源选址定容方法,基于含分布式电源配电网孤岛的划分,采用对偶抽样序贯蒙特卡洛模拟法计算配电网可靠性指标。结合分布式电源运行成本和配电网网损等经济性指标,建立了多目标分布式电源选址定容优化模型,采用粒子群优化与非支配遗传排序协同进化算法(CPSO-NSGA)进行模型求解。给出了在IEEE33节点标准系统中的算例,验证了所提方法的正确性和有效性。     

分布式电源信息的IEC61968消息处理与应用

分布式电源并网后,配电网由单电源变为多电源。按照分布式电源与电网的接口方式,将分布式电源分为直接并网型分布式电源和逆变型分布式电源两类,介绍了各种DG的潮流计算等效模型。基于IEC61968标准,设计了分布式电源的消息类型规范XSD,研究了应用消息中的分布式电源信息如何得到等效计算模型;基于IEC 61968信息交互总线,采用消息传递的方式实现了计算软件DigSilent的应用集成。采用69节点配电系统作为算例,验证了消息设计的有效性和正确性。     

含有分布式电源配电网重构算法的研究

分布式电源(Distributed Generation,DG)发展很迅速,对配电网络的各个方面产生不可忽视的影响。为充分发挥分布式电源对配电网优化的有利作用,提出了粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)和变邻域搜索(Variable Neighborhood Search,VNS)二者的混合算法。根据含有分布式电源配电网络的特点,分布式电源视为可调度的模型,以配电网网损最小为主要目标函数。将二进制粒子群优化算法(Binary Particle Swarm Optimization,BPSO)和变邻域搜索算法相结合,对网络开关开合状态和分布式电源输出功率同时优化,达到降低配电网网损的目的。通过算例IEEE69节点系统的仿真表明,该算法能够快速收敛到全局最优解,适合优化含有分布式电源的配电网。     

面向分布式发电系统的CIM扩展

IEC 61970标准《能量管理系统应用程序接口（EMS-API）》，实现了能量管理系统中应用软件的无缝集成，但是IEC 61970没有分布式发电系统的公共信息模型（CIM）。文中对原有 IEC 61970中的CIM进行扩展，建立了光伏发电系统、风力发电系统、燃料电池发电系统、储能系统的CIM，实现了包含分布式发电系统的完整的电网信息模型，并应用于微网能量管理系统的设计。     

Research on optimal schedule strategy for active distribution network using particle swarm optimization combined with bacterial foraging algorithm

Comparing with the traditional distribution network, a significant feature of the active distribution network (ADN) is that the performance of distributed generation (DG) units, energy storage units and micro-grid (MG) in the network is controllable for the distribution network operator. Considering the characteristics of the distributed power supply and micro-grid, and giving full play to the advantages of distributed generation technology in the economic, environmental and energy aspects, this paper highlights an environmental protection and energy saving optimal schedule model for ADN. The scheduling model focuses on the minimum network loss, minimum voltage deviation and minimum difference between peak and valley load. In addition, the two stage algorithm is presented to solve the proposed multi-objective scheduling model of ADN. First, a set of Pareto solutions are obtained by using the proposed particle swarm optimization combined with bacterial foraging algorithm (PSO-BFO) to solve multi-objective optimization problems, then the optimal schedule strategy of ADN is gained through evaluating the Pareto solutions with entropy weight decision-making method. To avoid the search falling into local optimal solution, the two-value crossover operator is introduced to exchange the information among subpopulations and update the position of related particles. Meanwhile, the adaptive adjusting inertia constant strategy is used to improve the algorithm convergence speed. Finally, the case study results demonstrate the rationality of the proposed optimal schedule model and the validity of its solution algorithm for ADN.     

浅论分布式发电技术及其对配电系统继电保护的影响

在介绍分布式发电的概念、相关技术和应用优势的基础上,以包含分布式电源(DG)的配电系统为模型,研究了不同运行状态、不同位置发生故障时产生的故障电流大小,分析了对过流保护之间的配合及其动作特性带来的影响。     

分布式供能系统接入电网模型研究综述

对分布式供能系统的特点和发展现状进行了综述,包括分布式电源和储能电池,重点描述了分布式供能系统接入电网的模型。根据分布式供能系统的特点,系统地阐述了不同发电原理的分布式电源及储能电池接入配电网的数学模型,并介绍了它们在配电网潮流计算中的处理方法。     

不确定因素对含分布式电源的配电系统可靠性影响分析

随着分布式电源(distributed generation,DG)接入配电系统,配电系统从一个辐射式的网络变为一个遍布电源与用户互联的网络,从而使可靠性分析的模型和方法发生了变化。针对分布式电源输出功率的不确定性,建立分布式电源的多状态可靠性模型;同时考虑实际运行过程中不可避免的元件气候环境的变化和可修复资源随时间变化的因素,结合孤岛运行方式,对传统的最小割集法进行改进,使之适用于含分布式电源的配电系统可靠性分析计算;并针对IEEE-RBTS的母线6配电系统入手实施可靠性分析,表明气候因素、可修复资源及分布式电源的位置和容量对可靠性指标具有不同程度的影响;指出在实际运行过程中,应在考虑各种因素基础上,合理利用分布式电源以提高配电系统的供电可靠性。     

分布式发电中燃料电池的建模与控制

合适的燃料电池(fuel cell,FC)动态模型对分布式发电技术的研究起着很重要的作用。提出了非线性质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池的动态模型,该模型考虑了燃料利用率的影响和各种反应物随时间变化的压力。并在该模型的基础上,应用电池效率和发电经济性分析得出了燃料利用率一般控制在0.7~0.9范围内比较好。详细阐述了FC在并网运行时的控制策略,以及在含FC发电系统的潮流计算中,将FC的并网节点当作PV节点来处理。     

风/光/柴多能互补发电系统优化配置研究

为实现风/光/柴多能互补发电系统的经济运行,应用启发式算法以分布式发电投资、运行费用、向输电系统直接购电费用以及考虑环境因素费用总和最小为优化目标,分别对并网型和离网型两种情况进行规划和运行的综合分析,从而确定各DG类型的最优投入容量。研究结果表明:该模型可以全面评估分布式发电的经济性能,并对不同运行方式给出相应的最优配置方案,从而极大地提高系统的供电可靠性和经济可行性。     

HESG-MC发电系统恒调制比电压闭环控制策略

研究基于混合励磁同步发电机一矩阵变换器(hybrid excited syncMonous generator-matrix converter,HESG-MC)组合的变速恒频发电系统,将矩阵变换器的钳位保护电路与混合励磁同步发电机的励磁全桥电路融合,省去了直流励磁源,实现混合励磁同步发电机的自励磁.推导基于HESG-MC组合的发电系统的数学模型,在理论分析的基础上,针对该系统提出矩阵变换器恒调制比的电压闭环控制策略,通过对励磁电流的调节实现矩阵变换器输出恒频恒压的交流电能.最后,通过实验验证了HESG-MC变速恒频发电系统及其控制策略的有效性.     

基于多主体主从博弈的负荷聚合商经济优化模型

在未来电力市场环境下,针对具有不同利益诉求的主体实现经济优化调度问题,基于电价型需求响应与主从博弈,提出了以负荷聚合商经济效益最大、电动汽车与空调各自用电成本最低、分布式电源运营商经济效益最大为目标的经济优化模型。通过优化负荷聚合商发布的电价信息、调整电动汽车与空调各自用电策略以及改变分布式电源运营商售电策略实现纳什均衡。利用仿真验证了所提模型在优化各主体经济性的同时能有效降低负荷峰谷差,提高新能源利用率。