含多端SOP柔性互联配电网供电恢复方法

智能软开关（soft open point, SOP）的应用使得多供区电网联合运行成为新趋势。针对含多端SOP柔性互联配电网的供电恢复问题,提出一种基于SOP和网络重构联合恢复供电的策略。在目标函数中考虑经济性与供电恢复效果,建立以总恢复负荷加权值最大、非失电供区负荷均衡指数最小和网络损耗最小为目标函数的供电恢复优化模型,并采用改进粒子群和二阶锥规划的混合优化算法求解网络重构方案与三端口智能软开关的功率转供供电恢复方案。以三端口智能软开关互联 3 个 IEEE33 节点网络为算例进行分析验证,结果表明,所提模型不仅能实现失电供区的最大恢复供电,还能保证非故障供区间的负荷均衡。     

馈线失电情况下基于柔性多状态开关的供电恢复策略

馈线发生故障时,柔性多状态开关能够迅速检测和隔离故障,并恢复非故障失电区负荷供电。基于此,建立了dq坐标下三端口柔性多状态开关故障离网侧和正常并网侧的动态数学模型,针对馈线失电故障情况,建立以失电区域负荷失电量最小、馈线负载均衡因子最大和网络损耗最小为目标的优化模型,通过GAMS软件求解得到非故障侧的功率转供分配方案,推导出最优的配电网供电恢复方案。根据功率补给方案计算值来确定功率控制模式下的有功功率参考值,并在MATLAB/Simulink中验证了三端口柔性多状态开关的动态响应特性和控制策略选择的有效性。     

大型配电网故障的分区恢复策略

为实现大型配电网故障后对非故障区域失电负荷的快速恢复,提出了一种基于多代理系统的含分布式电源的配电网分区恢复策略。该方法在搭接式分区原理的基础上加入约束条件将整个失电区分为几个子区域,在恢复过程中寻找区域中的关键节点完成本区域的恢复。同时,该方法通过设置节点负荷代理、分布式电源代理、中心优化代理、分区计算代理、数据采集代理和方案评价代理,完成对失电负荷的恢复,解决了以往代理数量大和恢复过程中代理访问信息量大的问题,提高了恢复效率。此外,该方法在处理分布式电源时,引入了在失电区末端形成孤岛的约束,减小了孤岛对其它失电负荷的影响。仿真结果证明了方法的可行性。     

一种新型的配电网供电恢复重构寻优算法

将蚁群算法应用于非故障失电区域的供电恢复重构问题,在建立新型、可行供电恢复方案搜索策略的基础上,结合图论相关知识引入了可操作开关集的概念,缩小了寻优空间,提出了一种新型配电网供电恢复重构寻优算法。在随后的迭代求解过程中,蚁群算法具有的正反馈、分布式计算和富于贪婪启发式搜索等特点使该算法的计算效率得到了显著提高。某18节点配电网的寻优比较结果表明,该算法具有高收敛性、快实时性和强全局稳定性。     

基于路径描述的配网灾后供电恢复策略

配电网防灾建设薄弱,易受自然灾害侵袭而发生元件故障,导致非故障区域负荷失电。文中通过给出灾后供电恢复策略,对配电网的开关刀闸进行重构操作,改变负荷的供电路径,使失电负荷尽可能恢复供电。通过路径描述方法对配电网拓扑进行建模,采用深度优先算法在配网模型中搜索出所有可能的供电路径。以"确保所有重要负荷恢复供电,尽量恢复所有非重要负荷"为优化目标,建立优化方程组,求解可得配网的灾后重构拓扑及相应供电恢复策略。此算法不依赖配网潮流计算,可以显著提升计算效率,增强灾后供电恢复策略生成的实时性。     

基于博弈思想的需求响应视角下的主动配电网故障恢复

为实现主动配电网故障后失电负荷的最大限度恢复,并考虑供电侧与用户侧利益均衡,本文基于博弈的思想,提出需求响应视角下的主动配电网故障恢复策略。在需求响应视角下,供电侧和用户侧建立非合作动态博弈模型优化故障时的峰谷分时电价,抑制高峰负荷需求,减少用电高峰时故障恢复的压力。在主动配电网故障恢复中,基于优化后的负荷曲线,供电侧和用户侧建立合作博弈模型,双方以共同的收益函数作为目标,利用馈线、电动汽车、分布式电源和可控负荷进行协同恢复。分别采用逆向回归算法和改进的蚁群算法求解以上两个博弈模型。本文以IEEE33节点模型和某实际配电网为例,分别对小面积失电和大面积失电情况进行故障恢复求解,验证了本文所提策略的有效性。     

配电网故障恢复及负荷平衡的重构算法研究

配电网故障后的供电恢复是一带约束的多目标优化问题，文中描述了在配电网实时运行环境中2个用以恢复供电和平衡负荷的重构算法，但当可行方案不存在时，它们就无法提供一个能尽量减少负荷失电的最佳方案，为此，文中提出了将启发式规划和模糊逻辑相结合的算法，测试结果验证了该算法的有效性和鲁棒性。     

基于网络拓扑有向遍历的配电网故障快速恢复方法

配电网故障恢复是配电网自动化最重要的功能之一,旨在快速且最大化恢复非故障失电区。为此,提出一种基于网络拓扑有向遍历的配电网故障恢复方法,利用网络拓扑分层划分特定网络的自愈单元组,再根据自愈单元的基本环路矩阵确定非故障失电区范围和复电方式。对于可通过网络重构恢复的情况,先利用启发式规则闭合满足条件的联络开关恢复非故障失电区供电,再通过网络分层判断各层支路的载流情况,交换最小自愈单元内所有满足条件的联络开关与分段开关状态,若依然存在线路过载则对非故障失电区进行切负荷操作。以84节点系统作为算例对该方法的有效性进行验证,结果表明该方法较现有主流故障恢复算法耗时更少且开关动作次数更少。     

面向弹性提升的智能配电网远动开关优化配置模型

信息物理系统的深度融合为配电网动态、远程控制提供了技术支持。远动开关(RCS)可以在配电网遭受极端事件攻击后隔离故障,缩小故障区范围,参与网络重构恢复负荷。提出了RCS的鲁棒优化配置模型,在规划阶段完成配置RCS,以实现遭受极端事件后配电网失负荷损失最小化。基于防御-攻击-防御(DAD)框架,在第1层,规划人员确定RCS配置方案。针对规划后的系统,在第2层,攻击者寻找最严重的攻击方式。在第3层,运行人员考虑N-K的多重故障传播影响,通过RCS隔离故障并重构网络形成由分布式电源供电的微电网恢复负荷。3层相交互以提升配电网在最严重攻击方式下的负荷恢复效果。采用列约束生成算法求解模型,通过改进IEEE 37节点系统验证了模型的有效性。     

考虑可控负荷的含分布式电源配电网短时故障供电恢复

通过支路数组元素的有效组合形成恢复方案,并利用负荷相对适应度和风险度指标引导恢复方案优化过程。通过合理投切可控负荷充分利用故障后剩余电源容量,在保障重要负荷供电的同时,尽可能恢复更多失电负荷。同时,将馈线间联络线和分布式电源在非故障失电区进行供电孤岛划分,并实现协调恢复。针对分布式电源和备用联络线在初始孤岛划分方案形成时存在的独立性和在优化过程中的关联性,引入包括信息层、执行层、设备层和协调层的多代理系统,进行并行计算、协调优化。采用69节点算例进行仿真,仿真结果验证了方法的正确性和有效性。     

配电网非完全量测同期线损计算方法研究

针对配电网非完全量测同期线损计算中存在的误差大和可靠性低的问题,提出一种线损计算新方案。方案依据监测数据来源将负荷节点分为量测节点、电量节点、容量节点,并详细给出了电量和容量节点的注入电流计算方法,在得到完整的近似实时数据后采用前推回代的潮流算法进行配电网线损计算。该方案由于考虑了数据采集的同期问题,可以避免数据不同期带来的计算误差。应用该方案进行线损计算可为配电网运行和管理决策提供依据。算例分析验证了该方案的可行性。     

Unit commitment of main transformers for electrified mass rapid transit systems

This paper proposes the transformer planning for an electrified mass rapid transit (MRT) system so that the overall cost of main transformers is minimized over the life cycle. The unit commitment is applied to derive the optimal transformer capacity to meet the annual peak demand and provide reserve for service reliability. The motion equation of train sets is used to derive the dynamic power consumption and travel distance as each time snapshot. The Simulink package is applied to solve the power demand of each train set by the simulation of VVVF inverters and induction motors. The DC/AC load flow analysis is performed to find the annual power loading of traction substations (TSS) and whole Taipei MRT network. The transformer loss, investment, and service reliability are used to define the equivalent cost of all feasible states for each dynamic programming (DP) stage. According to the computer simulation, very significant cost saving is obtained by the proposed methodology for transformer capacity planning of an MRT network.     

配电系统非恒功率负荷潮流计算方法

针对配电系统中负荷的非恒功率特性对潮流计算的影响,提出一类改进的基于负荷电压-功率特性的配电网潮流支路前推回代法。算法线性收敛,计算速度快,计算结果能更准确地反映负荷实际电压特性对于各个节点电压和功率的影响。而且对算法收敛性进行分析和证明,给出算法的收敛判据,并证明当满足收敛条件时必存在唯一平衡收敛,说明恒功率潮流计算方法仅是该文提出方法的特例。在美国PG&E的69节点配电系统上的仿真结果表明,与恒功率支路电流法相比,在故障情况下该文提出的方法计算结果能更准确地反映出更多的系统信息,结果验证研究结论的正确性流计算方法相比,在故障情况下该文提出的方法计算结果能更准确地反映出更多的系统信息,结果验证研究结论的正确性和实用性。     

动态规划和粒子群算法在水电站厂内经济运行中的应用比较研究

随着电站装机容量和机组台数的不断增加,利用动态规划求解水电站厂内经济运行问题,将面临"维数灾"和实效性问题.近些年,粒子群算法作为一种新型的群体智能优化方法,由于能够弥补动态规划计算时间长、内存占用量大等诸多不足,在水电站厂内经济运行等方面得到了广泛重视.现有文献,大多数从方法的应用角度探讨较多,但从替代动态规划的必然性和潜力方面探讨较少,鲜有实例分析.本文以百万级装机千瓦的乌江渡水电站为实例,深入分析与比较了粒子群算法与动态规划的优劣,认为粒子群算法是代替动态规划、求解装机规模庞大的巨型水电站厂内经济运行的有效方法.     

基于半不变量随机潮流计算的分布式光伏优化配置研究

针对新能源大规模并网引发电压质量下降及网络损耗增加等问题,提出了一种基于半不变量随机潮流计算的分布式光伏选址定容的新方法。首先,将接入IEEE33节点配电网的光伏出力及配电网自身的负荷进行随机性建模,以此模拟真实情况下的配电网光伏出力与负荷变化。其次,以运行成本和网损为目标函数建立选址定容优化模型,采用半不变量潮流计算得到各个节点电压和各支路功率的半不变量,利用改进粒子群算法寻优得出分布式光伏的最优接入节点及对应容量。最后,通过IEEE33节点配电网仿真分析,验证了所提方法有效性。     

一种配电网故障阶段式恢复方法

为快速确定配电网故障恢复的最优方案,提出了一种将启发式规则与优化算法相结合的故障阶段式恢复方法。各个阶段通过指标判定是否执行,不同故障的恢复阶段不同。第一阶段采用启发式搜索方法恢复网络连通性;第二阶段利用和声算法以电压不越限及线路不过载为目标进行重构;第三阶段基于深度优先搜索法及负荷优先级切负荷;第四阶段利用和声算法进行网损优化重构。为快速分析配电网的拓扑结构,提出单联络回路的概念,不仅可用于快速恢复故障后网络的连通性,而且可为优化算法避免拓扑不可行解编码提供理论基础,有效提高了运算效率。通过仿真验证了所提方法的可行性。     

基于短路容量裕度的电网运行状态评估方法研究

随着智能电网的发展和大规模清洁能源发电系统接入负荷中心,连锁脱网事故和电网电压水平波动等问题突出,电网安全运行面临着巨大的挑战。电网的运行状态评估,作为电网安全问题的深入扩展,具有重大的研究价值。文中利用系统运行参数,基于短路容量理论提出了负荷节点运行状态的评价方法及指标,即比较负荷节点需求的短路容量与系统和接入电源对该负荷节点提供的总短路容量来快速评估负荷节点的运行状态;该方法考虑了有清洁能源接入的情况,通过对比求得的节点运行状态指标探讨不同类型的电源对电网运行状态的影响,完善了运行状态评估体系,可为运行人员提供决策支持;最后基于IEEE-30节点系统中的仿真结果验证该方法的有效性和优越性。     

考虑可中断负荷的风电接入系统旋转备用双层优化方法

风电接入规模的不断扩大加大了电力系统的波动,使得电网需要配置更多的旋转备用(spinning reserve,SR)抑制电力系统波动与电网等效负荷预测偏差,传统以固定比例配置常规机组旋转备用容量的方法经济性差且未考虑系统内其他资源。考虑辅助服务市场进一步开放以及可中断负荷特性,将可中断负荷与常规机组一同参与辅助服务市场,文章提出了一种考虑可中断负荷的旋转备用双层优化方法。该方法以时间为尺度,上层优化日前协议签订的容量成本,下层优化日内实时调用成本,构建优化总期望成本的双层优化目标函数,基于序列化建模思想将系统等效负荷预测偏差离散化得出相应决策期望值,通过商用软件CPLEX求解目标函数获得各时段可中断负荷与常规机组最优备用容量。最后以新疆某地区实际运行数据进行算例分析,验证所提方法的可行性。     

计及负荷分级与孤岛运行的配电网供电恢复策略

针对现有的配电网供电恢复策略都没有考虑重要负荷的优先恢复供电,以非故障失电区域的一级负荷的有功负荷作为制定划分孤岛范围与初始恢复方案的依据,通过判断分布式电源容量与可转供线路容量之间的关系,确定孤岛范围,达到孤岛范围内与孤岛范围外负荷的最大恢复。在确定孤岛范围之后,采用广度搜索算法计算供电邻接表,确定一级负荷的供电恢复策略,再使用匈牙利算法确定非故障区的二、三级负荷供电,避免重要负荷在故障恢复决策中误切除的可能,算例分析验证了算法的可行性。     

基于电力平衡的辽宁电网接纳风电能力分析

确定电网允许接入的风电场最大装机容量是在风电规划阶段电网公司最关心的问题.文中基于辽宁电网的电源负荷特性及峰谷差情况分析,预测了风电机组运行后电网调峰可能面临的严峻问题.在充分考虑尖峰电源备用、低谷火电机组出力减到非常规调峰定额等情况后,提出了基于电力平衡确定最大接纳风电能力的计算方法,并总结出计算用公式,给出了辽宁电网2010年、2012年、2015年、2020年4个水平年的接纳风电能力情况,指出可接纳容量小于规划容量,最后提出了提高辽宁电网接纳风电能力的具体措施.