考虑网架恢复过程的电力应急资源调度方法

大停电后快速恢复系统骨干网架,需制定科学的电力应急资源调度方案。提出一种将节点恢复顺序融入应急资源调度过程的双层决策模型,根据电网恢复原则,上层模型计及了节点恢复顺序和电力应急资源调度方案的影响,并以网架恢复效率最大为目标函数。下层模型按照节点的优先恢复顺序对电力应急资源进行调度,以应急调度成本最小为目标函数。通过应急资源分配变量耦合上下层,引入KKT条件实现双层到单层模型的转换。综合遗传算法和变邻域搜索各自优势,采用混合遗传–变邻域搜索算法求解模型。用新英格兰39节点系统的算例验证了所提模型的合理性。     

基于节点综合权值的电力应急物资调度模型研究

电力系统受损后恢复阶段,科学合理的电力应急物资调度模型必不可少。为此,提出一种基于节点综合权值的电力应急物资调度模型。首先分析建立以物资满意度和时间满意度为目标的函数。其次在目标函数优化过程中,综合考虑影响应急点重要性的主观因素及客观因素以确定各应急点的综合权值作为目标函数的参数。最后通过对粤西某局部电力系统及电力应急物资调度图进行仿真分析,并与随机调度下的结果进行比较,验证了所提模型的科学性及有效性。     

考虑输电元件损坏概率的电力网架时序恢复策略优化

合理的电力网架恢复策略对大停电后电力系统的快速恢复具有重要意义。采用时序恢复策略进行电力网架恢复,分步进行机组启动顺序优化和路径恢复顺序优化。第一步以网架恢复时间内系统发电能力最大为目标优化机组启动顺序,并计及机组启动功率、临界时间等约束条件;第二步优化路径恢复顺序,通过模糊数学中的隶属度函数对输电元件潜在损坏概率进行建模,并设计策略优先恢复潜在损坏概率小、重要度高且过电压风险低的输电元件。两个步骤之间通过路径操作时间相关联,有效地实现了两个目标的一致性优化。IEEE 39节点系统算例验证了所提方法的有效性,并表明所提方法自动避开了潜在损坏概率较高的元件,形成了合理的电力网架恢复时序方案,更加符合电力系统恢复的实际需求。     

考虑动态重构的主动配电网多目标双层优化调度方法

提出一种考虑网架动态重构的主动配电网双层优化调度模型。模型上下层的优化目标均为运行费用最小和系统快速电压稳定性最优,下层优化目标是上层优化目标的组成部分,通过定义相同目标函数实现上下层决策变量的协同优化。模型上层决策变量是各个重构时段内的网架结构,采用基于基本环路的网架十进制编码方式,提高网络重构的求解效率。模型下层的决策变量是各主动管理时段内分布式电源出力、补偿电容器、静态无功补偿器的投切、OLTC动作情况,实现主动配电网的最优调度。采用IEEE 33节点配电系统验证所提方法的有效性。仿真结果表明,所提动态重构方法能大大提升网络重构的求解效率,所提双层优化模型能有效降低配电网运行费用,同时提升系统电压稳定性。     

考虑网架覆盖率与分散度的网架重构优化

大停电后的网架重构过程中需要选择合理的恢复路径,尽快建立系统的骨干网架。提出了网架覆盖率和网架分散度指标,分别用于衡量骨干网架对系统原网络的覆盖程度以及重构过程中出现过长支路的风险,并综合恢复时间和线路充电电容等因素,建立了网架重构优化模型,利用简化模型寻找最优目标节点,采用改进的交叉粒子群算法优化目标节点恢复顺序,进而得到网架重构最优方案,其中考虑了非电源目标节点的同步恢复机制,提高重构效率。最后,以IEEE30节点系统算例验证了所提的网架重构方法的有效性。     

计及交通流量动态变化的配电网灾后修复多时间断面优化策略

针对极端灾害下交通流量的动态变化特性对配电网故障修复过程的影响,在电网与交通网耦合的背景下,计及移动式和固定式2类应急恢复资源与故障抢修间的协调调度,提出了配电网灾后故障修复多时间断面优化策略。首先,采用元胞传输模型建立了交通网络模型,预测了抢修小队和移动式储能车的行驶时间。其次,建立了以负荷削减量与恢复资源调度成本最小为目标,故障设备的抢修顺序和恢复资源的调度计划为决策变量的混合整数线性规划模型,并采用多时间断面优化方法求解。此外,提出了一种网架动态重构方法,通过增加虚拟根节点与各失电节点构成一个虚拟孤岛,并随网架改变动态添加和删减该孤岛中的节点数目,保证了整个配电网始终能够满足辐射状约束,提高了算法对故障场景的适应性。最后,采用算例仿真验证了所提方法提升配电网韧性的有效性。     

计及统一潮流控制器的电力系统双层协调弹性调度

极端天气造成的故障会引发潮流转移,触发连锁故障,从而增加了大规模停电事故发生的概率。高比例电力电子设备接入电网的趋势增加了电网调度的灵活性。因此,提出计及统一潮流控制器的电力系统双层协调弹性调度策略。采用随机场景生成的方法模拟极端天气事件;通过潮流熵定量描述极端天气下潮流分布的不均衡性,以表征发生连锁故障的风险;将弹性调度代价最低和潮流熵最低分别作为上下层模型的目标函数,同时基于统一潮流控制器的调节潮流特性,构建双层弹性调度模型;基于KKT条件和对偶原则,将原双层调度模型转化为单层混合整数线性优化模型进行求解,并通过装有统一潮流控制器的IEEE 39和IEEE118节点系统进行算例仿真,验证了所提模型在降低大规模停电事故概率和提升系统弹性方面的有效性。     

考虑负荷顺位的电力应急资源调度模型

电网在应对由于外界因素引发的突发性停电事故时,如何快速合理地进行电力应急资源调度至关重要。讨论了局部电力系统恢复特征和制定对应的恢复策略需要考虑的问题,并在重点考虑负荷顺位的前提下,讨论了包含多个待恢复区域和多个资源供应点的电力应急物资综合调度问题。利用模糊层次分析法对待恢复区域的负荷重要性进行排序,得出负荷顺位,确定优先级;搭建以资源调度时间、成本和惩罚成本最小为多目标的应急资源调度模型,将待恢复区域优先级以赋权系数形式涵入模型,实现负荷顺位应急资源。最后用算例证明了模型的可行性和适用性。     

考虑交通路网应急电源车调度的有源配电网故障均衡恢复

极端灾害事件下配电网发生大面积、长时间停电事故后,含有分布式能源和应急电源车(EPS)的有源配电网可以形成孤岛为失电负荷供电.针对抢修完成前具有同等权重的各关键负荷可持续恢复供电时间不公平带来的用户满意度下降问题,建立了考虑EPS调度的动态孤岛均衡供电恢复双层模型,以关键负荷恢复均衡性最佳和配电网经济效益最大为上、下两层目标函数,实现了停电周期内同等权重负荷的公平、均衡恢复.同时,为减少EPS调度成本和负荷停电损失,基于上述双层模型和Dijkstra算法建立了交通路网模型支撑下的EPS优化调度方法,得到其最佳候选接入节点和最优调度路径.然后通过Big-M等线性化方法将原数学模型转换为混合整数线性规划问题求解,并通过修改的PG&E 69节点配电网及其灾后交通路网算例验证了所提方法在提高故障阶段配电网供电可靠性、均衡性、经济性方面的效果.     

考虑系统安全因素的负荷恢复方案优化

在电力系统网架重构初期,电网结构相对薄弱,恢复部分负荷可以在一定程度上维持系统功率平衡,确保系统安全运行。文中结合系统安全运行特征和负荷投入特点,建立相关负荷恢复模型,提出了一种考虑系统安全因素的负荷恢复方法;以网架各节点电压偏移程度、机组进相运行程度和潮流熵为目标函数,根据实际变电站负荷投入进行潮流调整,确定各节点负荷投入量,以满足系统功率平衡的要求;采用改进粒子群算法对恢复方案进行多目标优化,获得其Pareto最优解集,并采用基于模糊反熵权的M-TOPSIS方法进行最优方案排序,以制订科学合理的负荷投入方案。最后,以新英格兰10机39节点系统和河北南网局部系统为算例验证了所述方法的有效性。     

电网应急资源调度方案研究

电网应急资源调度作为电网应急指挥辅助决策系统的重要内容和组成部分,在应对电网由于外力因素引发的突发性故障中起着重要作用。根据电网应急资源需求的特点,充分利用接入电网应急指挥系统的信息,以对称三角模糊数模拟应急物流中的不确定性因素搜索最优物流路径。以最大程度增强系统的运行稳定裕度和减小停电损失为目标确定电网恢复顺序,并在此基础上综合考虑应急资源保障率建立电网应急资源调度方案。并用算例验证了该设计方案的正确性及有效性。     

城市移动应急电源的优化调度

建设电力应急管理平台、建立和完善电力应急服务机制对提升电力系统应急保障能力意义重大。与此相关的一个重要问题是如何合理调度现有的移动应急电源,以提高城市电力系统应急处理能力进而最大限度地降低停电损失。现有电力应急方面的研究多侧重于应急指标体系的构建和应急平台的建设,而对于城市移动应急电源的优化调度研究还未涉及。在此背景下,构造了城市移动应急电源的双目标优化调度模型,以各失电用户总停电损失之和最小为主目标,以移动应急电源的富余容量最小为次目标。之后,针对该模型包含了非线性的最大值函数和符号函数而难以求解的问题,通过引入0-1变量等措施将原模型转化为混合整数线性规划问题,并提出了一种基于分层序列法的求解方法。最后,用算例说明了所提出模型和方法的基本特征。     

含分布式电源的配电网多故障抢修与恢复协调优化策略

针对含分布式电源(DG)的配电网发生多故障时的快速故障抢修和供电恢复问题,根据动态规划原理,建立了含DG的配电网多故障分阶段、分层的抢修与恢复协调优化模型。在紧急抢修与恢复阶段,以负荷恢复价值最大和综合经济损失最小分别作为内、外层优化目标;在抢修与恢复网架阶段,以网损最小和抢修时间最短分别作为内、外层优化目标,得到最优抢修顺序和供电恢复方案。针对内、外层模型的不同特点,分别采用了改进蚁群算法和离散化处理的细菌群体趋药性(DBCC)算法进行模型求解。同时,在抢修与恢复过程中,利用DG孤岛、可控负荷联盟及应急发电车的动态调度优先恢复重要负荷的供电,并采用馈线等效法及故障等效法来简化求解流程。以改进的IEEE 69节点系统为例,验证了所述策略的可行性和有效性。     

电网应急资源调度方案研究

电网应急资源调度作为电网应急指挥辅助决策系统的重要内容和组成部分,在应对电网由于外力因素引发的突发性故障中起着重要作用.根据电网应急资源需求的特点,充分利用接入电网应急指挥系统的信息,以对称三角模糊数模拟应急物流中的不确定性因素搜索最优物流路径.以最大程度增强系统的运行稳定裕度和减小停电损失为目标确定电网恢复顺序,并在此基础上综合考虑应急资源保障率建立电网应急资源调度方案.并用算例验证了该设计方案的正确性及有效性.     

考虑多风电场黑启动价值的机组恢复顺序双层优化决策

大规模风电的接入为当今电力系统能源格局带来根本性变革,同时对大停电后电力系统恢复进程产生巨大影响。针对含多风电场的待恢复电力系统,文中首先构建了考虑空间集群效应的多风电场出力典型场景的确定方法及多风电场黑启动价值评价函数,并提出以综合净收益函数为评价标准的机组恢复顺序双层优化模型。上层模型求解当前电力系统可恢复的初始目标集,缩小恢复策略的求解范围,下层模型从该初始目标集中求取综合净收益最大的风电机组与火电机组恢复顺序组合,并根据动态可恢复节点重要度求解恢复路径。最后,在含风电机组的IEEE 39节点系统中验证了所提决策方法的有效性。     

计及电动汽车充电站作为黑启动电源的网架重构优化策略

基于电池租赁的换电池模式与大规模集中型充电站配合具有商业竞争潜力,有望得到推广。在此背景下,提出了一种计及电动汽车充电站的网架重构优化策略。首先,对充电站可用电池容量建模,得到针对给定系统停电时刻充电站可提供的启动容量。建立了基于双层优化的网架重构模型,在上层模型中,以最大化系统可用发电容量为目标确定发电机组恢复时刻;在下层模型中,以线路充电电容之和最小为目标确定恢复路径。之后,采用机会约束规划处理相关的不确定性因素,并与双层优化模型相结合构建基于机会约束规划的双层网架重构优化模型,进而采用改进的粒子群算法求解该优化问题。最后,以修改的新英格兰10机39节点系统为例说明了所发展的模型与方法的基本特征。     

基于自适应步长ADMM的电-气混联系统多时间尺度优化调度

随着微型燃气轮机和以其为基础的热电联供单元的大量配置,电力、天然气系统之间的联合优化调度越来越受到关注。针对电-气混联系统的优化调度问题,提出双层多时间尺度优化调度框架,考虑到各子系统间信息的不透明特性,上层基于日前预测数据和自适应步长交替方向乘子法(ADMM)建立以系统成本为目标函数的分布式日前优化调度模型;针对可再生能源和负荷的波动,下层基于短时预测数据建立以遵循日前调度方案为目标的实时调度模型。通过算例分析验证了所提电-气混联系统优化调度模型和框架的有效性。     

基于多利益主体的主动配电网分层协调优化调度方法

针对分属不同利益主体的配电网和微电网双层优化调度模型,提出了一种考虑多个微电网接入的主动配电网(active distribution network,ADN)综合利益最大化的双层协调优化调度方案.其中,上层模型以配电网损失最小及总运行成本最低为优化目标;下层模型以多微网总运行成本最低为优化目标.优化过程采用精英保留策略的自适应遗传算法(elitism strategy-adaptive genetic algorithm,ES-AGA)和线性规划法分别求解各层问题,最后通过修改后的IEEE-33节点系统进行算例仿真分析,验证了方案的有效性和合理性.     

考虑次生故障差异化影响下韧性主动提升的输电系统网架重构策略

近年来,我国能源电力加速转型,极端自然灾害频发,国际形势不稳定,使得常规安全风险与非常规安全风险交织,大停电风险有增加的趋势。稳健可靠的网架重构方案对防止恢复中再次发生系统崩溃具有重要意义,针对当前研究中未有效计及恢复中次生故障的不足,该文提出一种考虑次生故障差异化影响下系统韧性主动提升的网架重构策略。首先,讨论在网架重构恢复方案中考虑次生故障影响的必要性;然后,基于分割多目标风险分析方法提出一种系统韧性指标,旨在差异化处理次生故障并突出高风险故障对恢复过程的影响;进一步建立考虑韧性主动提升的网架重构全局优化模型,以增强系统对高风险故障的抵御能力。为提高模型的求解效率,提出一种基于窗口滚动机制的求解策略,可给出兼顾快速性与稳健性的网架重构方案。最后,采用新英格兰10机39节点系统和IEEE 118节点系统验证所提出方法的有效性。     

基于双层联合优化的电-气综合能源生态系统需求响应模型

提出了一种在电-气综合能源生态系统中,基于双层联合优化的市场化需求侧响应模型。该双层联合优化包括系统层的经济调度以及节点层的能量优化分配。首先,构建了以节点为单位的用户多能灵活负荷模型以及用户参与需求侧相应的经济分析模型,然后提出了电-气综合能源生态系统的稳态潮流模型。在此基础上,提出了电-气综合能源生态系统中需求响应的双层优化模型。系统层优化在获取辅助服务市场上聚合商的需求响应报价基础上,对电气联合传输系统进行集中式能量优化调度。节点层的优化问题为聚合上的能源优化分配模型,即聚合商根据系统购买的需求相应服务,将负荷削减量按照经济性最优的原则分配给用户。建立双层优化问题后,将下层优化问题转化为上层优化的KKT条件,并通过内点法进行求解。最后,通过IEEE 24节点可靠性测试系统和比利时20节点天然气系统的耦合系统,验证了本文提出的电-气综合能源生态系统下的多能需求响应模型的有效性,及其相对于传统电力需求响应的优越性。