基于状态估计的含DG配电网故障定位

DG的接入使得配电网故障定位更加复杂。提出了一种基于状态估计的配电网故障定位方法。首先分析了状态估计在配电网故障定位的方程,提出了故障定位的伪量测方法,即固定某些量测量不变,从而减小状态变量的计算量。其次分析了配电网中接入DG后其对短路电流的影响,并给出了相应的表达式,建立了基于状态估计DG伪量测数学模型,该模型利用量测误差对故障进行定位,误差最小的节点确定为故障节点。最后利用含DG的IEEE 34节点对系统进行了仿真,分析了系统正常运行时、发生三相平衡故障时和发生相间短路时的故障定位情况,说明了所提方法的准确性和可行性。     

含分布式电源接入配电网的电压暂降状态估计

提出了一种基于奇异值分解算法的电压暂降状态估计新方法,该方法属于数值解法,具有计算复杂度小、历时少等优点,且较ANN和GA等算法此方法不需要迭代,没有收敛性问题。基于软件DIg SILENT针对有分布式电源接入的配电网电压暂降状态估计进行仿真分析验证。结合多个算例仿真分析了同步机型DG和逆变机型DG及其不同控制策略与DG出力对电压暂降状态估计产生不同程度的影响,验证结果表明分布式电源接入不同并网方案能在相应程度上缓解电网的电压暂降问题。     

基于有功-无功协调优化的主动配电网过电压预防控制方法

分布式发电接入配电网,可能引起过电压从而限制其并网能力。针对配电网的运行特点,文中提出了采用三相配电网模型的过电压预防控制方法。首先,采用电压对节点注入功率的三相灵敏度,分析了配电网中利用有功—无功协调控制电压的必要性;然后,基于三相模型,提出了综合调度分布式发电(DG)和无功补偿设备的优化模型。最后,采用IEEE 123节点三相标准测试系统的数值仿真表明,文中方法可以满足不对称主动配电网的运行要求,有效提高配电网消纳DG出力的能力。     

一种含分布式电源的中低压配电网状态估计方法研究

为解决含分布式电源的中低压配电网中三相不平衡的状态估计问题,提出一种含分布式电源的中低压配电网状态估计方法。在包含分布式电源的中低压配电网中引入变压器等值模型,以节点注入电流方程为基础,建立了可同时处理三相三线制和三相四线制量测量的量测方程,扩大了其实用范围并提高了对系统的估计精度。其次,将直角坐标下线性零注入约束作为等式约束条件加入中低压配网状态估计模型中,使节点注入功率严格为零,并使计算过程得到简化。最后,采用细菌群体趋药性算法(BCC)对该模型进行状态估计。IEEE13节点修正系统算例的仿真结果验证了所提方法的有效性,且表明该方法具有良好的估计精度和收敛性。     

基于脉冲神经网络伪量测建模的配电网三相状态估计

为了给配电网管理系统提供全面准确的实时数据,配电网三相状态估计显得尤为重要。针对当前配电网量测信息不足,提出了基于脉冲神经网络(SNN)伪量测建模的配电网三相状态估计。该方法首先将实时和部分历史支路功率量测输入SNN进行伪量测建模,然后由高斯混合模型生成相应的量测误差,最后进行基于加权最小二乘法的配电网三相状态估计。理论分析和算例验证表明,所提模型不仅能够在正常通信时有效提高配电网状态估计精度,而且能在通信故障时保证估计精度在合理范围内,进而为配电网的运行控制提供参考依据。     

分布式发电与配电网的协调发展与技术展望

分布式发电(distributed generation,DG)是实现大规模分布式可再生能源充分利用的最好方式之一,配电网在DG实现并网送电中的作用尤为关键。文中在分析了分布式发电和配电网的概况与发展的基础上,指出了传统配电网在DG接入利用方面的局限性,说明了在DG得到利用的同时传统配电网发展为主动配电网(active distribution network,ADN)的必要性。最后,从用户、信息、控制三个视角展望了DG与配电网协调发展需要进一步研究应用的核心技术。     

计及分布式电源的主动配电系统状态估计

为了解决近年来大量分布式电源(distributed generation, DG)接入导致传统状态估计模型不再适用,以及由于传统等值PQ节点建模无法准确估计配电系统的问题,在建立的风力简化RX模型和光伏组件模型的基础上,将滑差、光照、温度以及DG并网拓扑中的电气量作为新的状态量,引入到含分布式风力和光伏电源的电力系统状态估计中,提出针对含分布式风、光电源的配电系统状态估计模型;并在MATLAB中建立配电仿真系统,结合加权最小二乘和绝对值法对配电系统进行状态估计。仿真结果表明:与将分布式风力和光伏电源等效为传统PQ功率注入的模型对比,所提方法和模型的状态估计结果更接近真值,并且抗差性与最小二乘法相比更好,所提的模型能够有效提升配电网状态估计的精度。     

考虑分布式电源出力不确定性的主动配电网量测配置

分布式电源(DG)的接入及网络结构的变化,使得主动配电网(ADN)的状态估计及量测配置更加复杂。在考虑DG出力不确定性的基础上,建立了兼顾经济性和多种网络结构估计精度的多目标量测配置模型;以高斯混合模型(GMM)模拟DG出力的不确定性,并利用量测协方差矩阵的非对角元素表征DG间出力的相关性;基于层次分析法(AHP)确定量测配置费用和含环网的多种网络结构的目标权重,并利用贪婪算法确定ADN的量测配置方案。IEEE 33节点配电系统和119节点配电系统的仿真结果验证了文中方法的有效性和可行性。     

考虑换流器控制特性的交直流混联微电网状态估计

交直流混联微电网是分布式发电(distributed generation,DG)装置并网的良好解决方式,因此,含DG的交直流混联微电网状态估计研究具有现实意义。针对换流器控制特性多样化及直流网络接入,该文提出适用于多种运行模式的交直流混联微电网状态估计模型。首先,针对微电网的孤岛运行特性,建立DG的Droop型节点模型。接着,根据交直流混联微电网状态估计的特点,配置相应的伪量测,以提高系统可观测性;同时采用了支路电流幅值量测转换法,以减少雅可比矩阵的求解难度。最后,采用最小二乘估计求解所提出的交直流混联微电网状态估计模型。通过IEEE13节点算例进行验证,结果表明,所提模型能够适用于并网和孤岛两种运行方式,具有良好的工程实用价值。     

基于短期负荷预测含分布式发电配电网状态估计

提出一种基于短期负荷预测的含分布式发电(distributed generations,DG)的配电网状态估计(distribution state estimation,DSE)方法。先采用基于粒子群优化的最小二乘支持向量机方法实现电力系统短期负荷预测,为配电网提供更为准确的伪量测,进而解决DSE可观测性问题;然后,考虑到配电网中的一些设备如电压调节器、分布式发电机等的非线性、离散性特性,将含DG的DSE作为一个整形非线性、含多约束条件的优化问题,采用具有很强全局寻优能力和良好收敛特性的自适应差分进化算法解决DSE问题。含DG的IEEE 33节点测试系统仿真结果验证了所提方法的可行性,与文献中优化算法对比结果进一步突出了所提算法的有效性。     

含低电压穿越型分布式电源配电网的短路电流计算方法

换流器型分布式电源(DG)在配电网中的应用使传统配电网的短路电流计算方法不再适用。根据DG在配电网故障点前后位置的不同,将DG处理为不同类型的故障等效模型,故障点上游DG采用低电压穿越故障等效模型,故障点下游DG采用恒定电流源故障等效模型。提出了一种基于叠加定理的短路电流迭代计算方法,在每一次迭代过程中,根据当前节点电压和DG的故障等效模型分别修正故障点上游DG和下游DG的输出短路电流,并利用节点电压方程求解配电网的短路电流和节点电压分布,直到满足收敛条件。通过对算例系统的分析计算,验证了所提方法的正确性。该方法可应用于含DG的大规模配电网的短路电流求解。     

含分布式电源的三相不平衡配电网连续潮流计算

连续潮流是电力系统电压稳定分析的重要工具。针对含不同类型分布式电源的配电网及其三相线路参数和负荷不平衡的情况,提出了一种三相配电网连续潮流方法,由切线预测环节和牛顿法校正环节组成,并采用局部几何参数化策略处理三相不平衡系统PV曲线的斜锐角现象。考虑了PV和PQ节点类型分布式电源的限值约束,给出了新的节点类型双向转换逻辑和分岔点类型识别方法。通过对IEEE 33节点配电系统进行算例仿真,表明所述算法可以有效追踪三相配电系统的PV曲线,准确计算电压稳定临界点并识别分岔点类型。     

含分布式电源的配电网故障分析叠加法

传统的配电网故障分析方法已不能满足未来分布式发电系统的需求。为此,文中针对含分布式电源的配电网故障分析展开研究。将常见分布式电源节点划分为PQ节点、PI节点、PV节点和PQ(V)节点几种类型,并根据各节点类型的特点,提出了在故障分析中的处理方法。根据含分布式电源的三相不平衡弱环配电网的特点,在前推回推类方法的基础上,提出了一种含分布式电源的配电网三相故障计算的叠加方法。该方法既能用于辐射型网络,也能用于弱环网络。采用13节点算例对所述方法进行了测试,算例结果证明了该算法的可行性和有效性。     

三相不平衡配电网不确定性分布式电源运行域仿射求解算法

高不确定性分布式电源(DG)的大量并网,给配电网安全、可靠运行带来了极大挑战。DG运行域可为DG的接入位置提供参考依据,并可实时监控配电网的运行安全,实现预警和预防性控制。提出了一种三相不平衡配电网中不确定性DG运行域的仿射求解算法。利用基于仿射算术的潮流计算求取节点电压关于DG出力不确定变量的近似线性表达式,综合考虑馈线容量、反向潮流以及电压表达式的安全范围等约束条件,构建三相不平衡配电网的DG运行域的优化求解模型,继而求取配电网中各DG的运行域边界。通过对改进的IEEE 123三相不平衡系统进行仿真,并与近似精确的仿真逼近法进行对比,验证了所提求解算法的准确性及高效性。     

基于盲数模型的含分布式电源配电网供电能力评估

分布式电源(DG)的接入使配电网供电能力的评估工作变得更加复杂。文中主要研究DG并网后对配电网供电能力的影响,通过判断矩阵法建立电网中不确定因数的盲数模型,提出了基于盲数理论的供电能力评估指标,并结合重复潮流法用以评估含DG的配电网供电能力。最后,算例对比分析验证了该方法的可行性和必要性。     

含非可靠分布式电源的配电网孤岛划分

当大量分布式电源接入电网时,合理的孤岛运行方式可以在配电网故障期间充分发挥分布式电源的潜能,提高配电系统运行可靠性。根据分布式电源的供电特性和配电网孤岛运行的特点,建立了不同可靠性类型的分布式电源联合供电表达式,并根据电力负荷的等级和可控性,在满足各类安全约束的基础上,建立了优先恢复一、二级负荷供电,提升配电网最大供电收益的智能配电网孤岛划分数学模型。该模型全部采用解析性表达,利用数学优化方法求解,最大程度上实现解的最优性。经多个算例的计算结果,证明了所提模型的有效性和实用性。     

分布式电源优化配置的仿电磁学算法

研究了配网中不同分布式电源在不同地点的规划问题,在分布式电源的容量、个数和不同地点负荷需求已知的情况下,将多目标函数归一化建立最小化配电网耗费的优化目标函数,采用仿电磁学算法优化分布式电源的规划配置,得到不同分布式电源在不同地点接入的规划方案。通过与遗传算法相比较,仿电磁学算法在分布式电源优化配置的运行效率和容错性能具有明显的优势。     

孤岛微电网分布式电压不平衡补偿控制策略

针对不平衡负载、故障等引起的微电网公共连接点电压不平衡问题,提出了一种基于多代理系统的分布式协调电压不平衡补偿控制策略。将微电网各分布式电源等效为多代理系统中的代理,利用领导节点产生只有少数代理能够接收的补偿信号参考,公共连接点电压不平衡补偿等效为各代理节点向领导节点同步的追踪同步问题。利用线性状态反馈设计了分布式控制率。该控制策略基于一个单向通信的有向通信网络,各代理只需处理本地及相邻代理信息。该控制策略避免了对集中控制器的依赖,提高了系统的可靠性。利用一个微电网测试系统对所提控制策略进行了验证,仿真结果表明所提控制策略能够有效抑制公共连接点电压不平衡度。     

含分布式电源并网特性的配电网重构策略

不同类型的分布式电源(distributed generation,DG)并网到配电系统后,分析在不同种类DG出力的影响下进行配电网合理的网络结构调整成为配电网优化重构技术的关键。本文提出了一种综合考虑不同类型DG并网方式及其特性的配电网重构方法模型。考虑不同类型的并网DG接口,研究相应的等效接入方式。根据配电网辐射状特点,以网损最优为目标,建立基于二阶锥规划的重构数学模型。利用标准配电系统进行算例仿真,与传统重构算法的效果对比,验证了本文所提重构模型的有效性和计算精度,能够高效提升运行的经济性与安全性。     

计及分布式电源接入的配电网静态电压稳定性评估方法

为研究分布式电源(DG)接入对配电网静态电压稳定的影响问题,推导了能反映配电网各负荷节点电压稳定程度的电压稳定指标,提出了一种针对配电网的负荷增长策略,对DG接入前后全网最薄弱节点以及整个系统的静态电压稳定性进行了定量分析,结合PV曲线探讨了配电网电压崩溃事故的发生机理,对比分析了DG出力波动性较大时,集中接入和分散接入方式对静态电压稳定性的改善效果。所提的基于系统各节点电压稳定指标计算的静态电压稳定性分析方法可对负荷节点电压稳定裕度进行快速排序,并可实现全网薄弱节点的准确定位。DG接入前后的仿真实验结果表明,合理位置的DG接入可有效改善全网的静态电压稳定性。