考虑有源配电网运行灵活性的智能储能软开关优化规划

当前大规模风光出力和负荷的波动性使得配电网对运行灵活性的要求不断增加。智能储能软开关(soft open point integrated with energy storage system,ESOP)具有智能软开关的功率灵活调节能力及储能系统的功率储存能力,可以提升配电网运行的灵活性和经济性。文中首先对ESOP的原理和数学模型进行阐述;然后,从节点和网架灵活性资源的调整能力出发提出净负荷调节量和支路负荷裕度,将其作为配电网灵活性的评价指标,将配电网运行成本及ESOP规划建设成本作为经济性指标,从而建立以含ESOP的配电网灵活经济运行为目标函数的优化规划模型;最后,采用二阶锥规划算法对模型进行求解。通过改进的IEEE 33节点系统进行算例验证,结果表明所提出的灵活性指标可准确量化配电网运行灵活性,优化规划模型可实现配电网经济灵活运行。     

考虑传输能力的含分布式电源配电网扩展规划方法

为灵活性资源提供快速、及时调度的网架传输通道,在规划阶段充分考虑网架结构与分布式电源(DG)规划对配电网传输能力的影响,提出考虑网架通道传输能力的配电网扩展规划及DG选址定容双层优化方法.首先建立了线路负荷裕度指标和潮流均衡度指标用以评价配电网传输能力;其次分析了网架通道传输能力的影响因素,在此基础上构建了配电网扩展规划及DG选址定容双层优化模型,保证了规划方案具有良好的经济性和网架通道传输能力,利用嵌套的混合粒子群优化算法进行优化求解;最后将所提规划方法与只考虑经济性规划方法进行了算例验证.仿真结果表明,所提方法不仅没有增加经济费用,而且所得规划方案网架潮流更均衡,线路负荷裕度更高,传输能力更优.     

考虑灵活性的交直流混合配电网储能双层规划

多类型分布式电源接入配电网对系统灵活性要求越来越高。基于交直流混合配电网的高灵活性和高可控性,提出了一种考虑灵活性的交直流混合配电网储能双层规划方法。首先,分析系统灵活性需求与灵活性资源运行特性,建立系统灵活性评估指标;然后,采用K-means聚类算法建立配电网中分布式电源和负荷的典型运行场景集合;其次,建立考虑灵活性的交直流混合配电网储能双层规划模型,上层以其年综合成本最小为优化目标,下层以其综合运行成本最少和系统运行灵活性最优为目标,采用非线性化主成分分析法,并结合遗传算法求解规划模型。最后,基于改进IEEE 33节点配网系统验证双层规划模型和储能最优配置方案的合理性与有效性。     

微电网运行域分布式电源配网网架多目标规划研究

传统配电网网架规划目标单一,导致规划效果不理想且费用较高,提出引入微电网的分布式电源配网网架多目标规划方法。构建选址优化模型实现对配电网电源的规划,规划配电网内部自设设备故障、外部环境故障、设备过负荷以及反向潮流四项因素引起的故障。通过建立配电网最低年投资运行成本目标函数,构建配电网网架规划模型,实现微电网运行域分布式电源配网网架的多目标规划。实验结果表明,微电网运行域分布式电源配网网架多目标规划方法,可以提高配电网运行的可靠性和经济性,优化后的网架结构具有较高的实际工程参考意义。     

含高渗透可再生能源的配电网灵活性供需协同规划

高渗透率可再生能源并网加剧了配电网运行的波动性和不确定性。为提高配电网灵活性和抗干扰能力,提出了含高渗透率可再生能源的配电网灵活性供需协同规划方法。根据系统运行灵活性供需关系,定义灵活性评价指标。进而提出配电网灵活性供需协同规划策略,建立考虑季节特性的配电网灵活性资源双层优化配置模型。上层以投资成本和灵活性不足率最小为目标,制定灵活性资源配置方案。下层考虑需求侧对季节性电价激励的响应程度进行有功-无功联合优化,实现对配电网日内多场景时序运行的最优调度。为求解该双层混合整数非线性规划模型,采用二阶锥松弛对潮流方程进行凸优化,进而利用KKT条件将双层模型转化为单层混合整数二阶锥规划模型进行求解。算例仿真结果表明,该方法有效提升了配电网运行灵活性和稳定性,为分布式可再生能源规模化并网等相关工程提供决策参考。     

计及灵活资源调节潜力的高压配电网新能源接纳能力评估

风电、光伏并网装机容量的快速增长给电网的安全运行带来了巨大挑战,挖掘电网灵活性资源是保证新能源健康发展的有效途径。为此,提出了一种计及灵活资源调节潜力的高压配电网新能源接纳能力评估方法。首先,基于模糊C均值聚类算法生成风电、光伏和负荷典型场景集;然后,计及配电网水电和网架的灵活性,综合考虑系统的正常运行状态和N–1预想故障状态,以配电网新能源接纳能力最大为目标函数建立新能源规划模型;最后,选取某地区110 kV高压配电网进行算例分析,验证了所提模型及方法的有效性。     

考虑源网荷灵活性资源的配电网储能鲁棒规划

配电网中风光等分布式发电渗透率增加造成净负荷剧烈波动,导致配电网灵活性需求急剧增加.为此,提出一种考虑源网荷灵活性资源的配电网储能优化配置方法.首先,基于灵活性理论分析配电网中灵活性资源的特性,建立衡量配电网整体灵活性的灵活性供需平衡指标和衡量网络灵活性的支路灵活性应对能力指标;然后,从多时间尺度采用K-means方法和鲁棒优化理论建立不确定运行场景集合;最后,建立以配电网年综合成本最小和日平均灵活性水平最高为优化目标的经济灵活多目标优化模型,并采用内嵌潮流计算的多目标复合差分进化算法进行求解.基于IEEE 33节点配电网系统进行算例设计和仿真,结果验证了所提考虑源网荷灵活性资源的模型在求解储能配置方案上的合理性和有效性.     

基于生存性评估的含微电网的保底电网网架构建方法

微电网具有较强的灵活性、可靠性和可控性,将微电网应用于保底电网能够增强城市核心区域的安全供电、抵抗灾害和快速复电能力。但是,由于组成元件和运行目标的不同,现有规划方法无法适用于含微电网的保底电网。为此,提出了一种基于生存性评估的含微电网的保底电网网架构建方法。计及了微电网对保底电网运行的影响,提出了配电网支路和节点的重要性评估指标。构建了兼顾抵抗性、安全性和恢复性的含微电网的保底电网生存性指标体系,建立了含微电网的保底电网网架搜索模型。算例分析表明,所提方法能够保证在严重自然灾害下重要负荷的持续供电和保底电网的安全运行以及提高保底电网的快速复电能力。     

“双碳”目标下配电网多阶段扩展规划

随着“双碳”政策的提出,如何通过配电网规划设计减少碳排放成为当前研究的热点。针对当前配电网规划模型中缺乏考虑碳排放影响的问题,建立起考虑碳交易市场的配电网多阶段双层扩展规划。模型的规划层考虑了变电站、网架以及分布式电源的规划,运行层考虑规划网架最优运行方式下的运行成本、发电成本以及碳排放成本,然后采用现代Benders分解对构建的混合整数线性规划模型进行求解。最后,将提出的算法模型应用于一个典型的24节点配电网规划算例进行分析。在满足低碳目标的前提下,所提方法能够有效降低配电网规划的综合成本,倾向于建设更高比例可再生能源的配电网。     

考虑灵活性与经济性的可再生能源电力系统源网联合规划

传统经济性规划方法无法反映电力系统灵活性,难以满足高比例可再生能源电力系统的规划需求,为此,提出一种考虑灵活性与经济性的多目标源网联合规划方法。分析源荷两侧的灵活性需求,并从功率平衡与功率传输两方面实现电源灵活性与电网灵活性的定量评估。在此基础上,综合考虑电源、线路2种灵活性资源,建立兼顾灵活性和经济性的电力系统双层联合规划模型：上层是规划方案的多目标优化决策,实现源网灵活性和经济性的协同优化;下层是多场景运行模拟,对规划方案的灵活性与经济性进行定量评价。IEEE RTS-24节点系统与IEEE 118节点系统的算例结果表明,所提规划方法能够有效响应并平复可再生能源电源与负荷的不确定性功率波动,提高系统的灵活性以及对可再生能源的消纳能力。     

可交易能源框架下的微网群动态电能交易策略

为促进微网间的能量互济和协调控制以及平抑微网与配网之间的功率波动，文章提出了可交易能源（transactive energy，TE）框架下的微网群动态电能交易策略。首先，设计了基于可交易能源平台的微网群电能交易结构，保证了市场参与者的隐私安全，提高了电能交易的灵活性；其次，构建了微网群动态电能交易模型，以计及储能电池退化成本和可控负荷调度补偿成本的微网成本最低为目标优化电能报价，以微网群电能交易成本最低为目标优化电能交易量，通过多轮竞价以协调微网间的电能交易，促进系统供需平衡，减小微网与配网之间的交互功率；最后通过3个互联的微网分析验证所提策略的有效性和经济性。     

基于深度学习的微网需求响应特性封装与配电网优化运行

微网作为新型需求响应资源,并网规模日益增加,但由于微网内部资源组合的不确定性以及源荷随机出力波动性,其参与电网运行的需求响应特性也呈现较大不明朗特征,极大地增加了配电网运行风险.为此,提出一种基于深度学习的微网需求响应特性封装与配电网优化运行新机制,采用数据驱动的方式对微网需求响应特性封装,避免对微网内部模型的解析,充分利用气象信息、价格数据建立微网长短期记忆(LSTM)多维时序需求响应封装模型,在此基础上构造配电网运行优化模型,并提出了基于改进的粒子群优化(IPSO)算法模型求解策略,以最大限度降低配电网电压越限风险与网络损耗.通过含微网群的33节点配电网系统算例进行分析,结果表明了所提微网需求响应封装模型的有效性以及IPSO算法的优越性.     

考虑灵活性的孤岛微电网群分层能量管理策略

彼此临近的孤岛微电网形成孤岛微电网群,可通过能量互济实现不同源荷特性的微电网之间的资源优化分配,进而提升区域电网运行的经济性、可靠性和可再生能源利用率。针对孤岛微电网群的能量管理问题,基于多代理系统,建立了孤岛微电网群分层能量管理架构。建立了灵活性指标评估可再生能源出力不确定性对系统运行的影响,在此基础上,构建了微电网层多目标优化能量管理策略和集群层能量分配策略。采用宽容分层序列法对线性化后的模型进行求解。最后以四个微电网组成的孤岛微电网群为例,验证了所提能量管理策略的有效性。     

高比例清洁能源并网的跨国互联电力系统多时间尺度储能容量优化规划

高比例清洁能源并网对电力系统的灵活调节能力提出了更高要求。储能是构成系统灵活调节能力的关键要素,系统对储能的需求与系统的灵活性稀缺程度紧密相关,而单纯依靠储能来提供系统所需灵活性将造成电力系统投资成本极大增加、设备利用率降低等问题。储能与互联电网、清洁能源布局协同规划并发挥彼此间的互补效益是提升未来清洁电力系统安全经济性的重要途径。该文从技术经济性的角度出发,考虑多种灵活性资源协同参与的跨国互联电力系统优化规划与运行。首先基于已有研究对各类灵活性资源建模,将年度8760h全景时序运行模拟纳入优化模型,然后提出了面向高比例清洁能源电力系统、考虑多种灵活性资源参与的规划模型并基于东北亚跨国互联电网进行实证分析,量化评估了电网互联、清洁能源布局对储能优化配置的影响,给出了基于不同灵活性资源规划模型的2035—2050年东北亚地区规划结果。算例表明,通过电网互联与多区域风电、光伏清洁能源协同规划可有效减少各区域内储能装机、降低系统的度电成本。算例还进行了储能装机容量、系统度电成本与线路互联容量间的灵敏度分析。     

基于主从博弈的多主体投资多微网系统优化配置

随着越来越多微电网协同运行,微网与微网间、微网与配网间电能交互过程愈发复杂,同时也影响着微网运营商及配网运营商的投资利益。为了探索两者间联合投资的最佳规划策略,提出一种基于主从博弈的多主体投资多微网系统优化配置方法。首先,在多微网系统模型基础上,构建考虑多微电网运营商运行成本、经济收益,以及配电网运营商投资微电网成本、延缓配电网升级及售购电收益的函数模型。然后,分别以多微网系统支付函数最小和配网收益最大为目标建立主从博弈模型,并提出自适应遗传算法与粒子群算法相结合的算法,求解多微网系统分布式电源最优配置。最后,通过4组方案进行对比实验,证明了所提规划方法能更好地平衡多微网运营商和配网运营商间的收益。