基于模型预测控制的主动配电网多场景变时间尺度优化调度

针对源荷预测误差对主动配电网调度影响较大的问题,充分考虑源荷数据相关性,提出基于模型预测控制(MPC)的主动配电网多场景变时间尺度优化调度策略.在日前、日内优化阶段,采用藤Copula模型描述源荷相关性,结合场景生成与削减技术形成源荷出力场景,以多场景下配电网期望运行成本最小为目标建立优化模型,求解配电网中机组、储能、...     

主动配电网多源协同优化调度架构分析及应用设计

风电、光伏等间歇式能源的并网以及储能装置、柔性负荷等可调资源的接入,对主动配电网的优化调度提出了更高的要求。针对主动配电网的运行特征,提出了多源协同优化调度的总体架构和应用框架,研究了多源数据融合、主动配电网快速仿真、多源协同优化调度策略以及多源协同优化调度策略评估等关键技术,设计了计及时间尺度、空间尺度、运行状态的"三维"优化调度目标,提出了配电网—馈线—自治区域的空间维度优化调度策略和长时间—短时间—实时的时间维度优化调度策略,并研究了优化调度策略的评估方法,最后设计了主动配电网多源协同优化调度的应用场景。     

智能配电网优化调度设计及关键技术

含多类型分布式电源和多样性负荷的智能配电网迫切需要优化调度以实现各种资源的优化配置,近些年配电自动化系统和信息系统的建设也为配电网优化调度的实现提供了基础。根据智能配电网实际需求,文中提出了配电网优化调度设计框架,以实现对智能配电网多种元素的全局优化调度。首先分析了配电网态势感知和配电网运行趋势分析两个配电网优化调度基础技术,然后提出了配电网优化调度的总体目标,给出了配电网优化调度的框架设计和基本功能,主要包括优化手段、优化内容、人工决策等方面,并分析了实现配电网优化调度的6项关键技术。     

智能配电网态势感知关键技术及实施效果评价

智能配电网态势感知技术是智能配电网状态可观测性提升与系统稳定运行的重要保障。然而在实际应用过程中因场景差异性较大和实施效果的有效定量分析方法缺失,常出现其难以完成对突发事件的智能快速响应。为此,从配电网高效运维的角度阐述并分析了智能配电网态势感知及实施效果评价的涵义、框架和关键技术。首先,介绍了智能配电网态势感知技术的内涵、框架和挑战;其次,从配电网精益化运维的视角深入阐述了智能配电网态势感知在态势觉察、态势理解和态势预测等3个阶段中各自主要的关键技术;最后,为实现对差异化场景下配电网态势感知实施效果的科学评价,考虑配电网运行数据质量现状与主客观评估的模糊性,从指标体系和赋权方法 2个方面阐述了智能配电网态势感知实施效果评价的关键技术内容和发展趋势,并分析归纳了自学习评价技术的框架和理念,以期为智能配电网态势感知推广应用提供一定的评判标准,也为配电网智能调控的实现提供有力的技术支撑。     

基于历史数据挖掘的配电网态势感知方法

随着主动配电网的建设与发展,利用大量的历史数据深度挖掘配电网状态信息,快速、准确地获得配电网实时运行状态和未来发展趋势成为目前亟待解决的问题。文章提出一种基于历史数据挖掘的配电网态势感知方法。该方法为传统状态估计器提供了新的虚拟量测信息,且对配电网未来趋势进行态势预测。仿真结果表明,该态势感知方法不仅提高了配电网三相状态估计的收敛速度和收敛精度,且为配电网调度提供了准确的预测信息,为自动智能调度体系实现主动、快速、预防控制提供了技术支撑。     

基于概率多场景的柔性配电网鲁棒运行优化

分布式电源和波动负荷的接入使得传统配电网的调节设备和手段凸显出局限性,柔性开关设备(SOP)的应用可以解决间歇性源荷带来的问题。针对多端柔性互联设备在柔性配电网中的应用,建立计及运行损耗的三端SOP的拓扑结构和数学模型;考虑到源荷出力的不确定性会导致配电网节点电压越限和功率潮流不合理,将鲁棒优化和场景分析方法相结合,建立基于概率多场景的鲁棒运行优化模型,并采用锥优化方法进行求解;为了实现场景数量和精度平衡下多场景的快速生成,提出基于拉丁超立方抽样的概率多场景生成方法。以3组IEEE 33节点系统组成的配电网为算例,验证了所提鲁棒运行优化模型和场景生成方法的有效性,所提模型与方法实现了配电网运行经济性与安全性的协调,显著提高了模型计算效率,有效避免了“维数灾”现象。     

多类型源储协调互动的配电网分布鲁棒优化调度

分布式光伏、风电等可再生能源出力具有较强的随机性和不确定性,其大量并网给配电网的运行带来了极大的挑战。本文提出了一种多类型源储协调互动的配电网分布鲁棒优化调度方法,基于分布鲁棒优化理论,对配电网中传统离散设备、可再生能源以及储能决策进行协调优化,提高配电网运行的经济性和安全性,实现了配电网运行决策保守性与鲁棒性的有效平衡。首先,考虑多类型源储资源的协调互动,建立配电网优化调度模型,并将其转化为混合整数二阶锥规划的形式;其次,利用可再生能源出力场景集进行不确定性刻画,建立分布鲁棒优化模型,并通过列和约束生成算法进行求解;最后,在PG&E69节点系统上进行算例分析,验证了所提方法的可行性与准确性。     

计及不确定性因素基于多场景的主动配电系统短期供电能力评估

主动配电系统的供电能力受配电网络的拓扑结构、元件故障、负荷水平及分布式能源资源出力波动性等诸多不确定性因素的影响。准确评估主动配电系统的供电能力,对于主动配电网的优化调度及安全运行有重要的指导意义。该文首先从分析不确定性因素对主动配电系统供电能力的影响入手,针对不确定性因素进行建模;其次,基于场景生成及缩减技术,形成供电能力评估的多场景;再次,定义了一系列概率评估指标,针对多场景下主动配电系统的短期供电能力进行评估,以指导主动配电系统的优化运行,发掘配电网的供电能力,提高配电网的综合效益;最后,采用改进的IEEE 14节点算例,对该文所提的模型和算法进行了验证,算例验证表明该文所提模型及算法的正确性和有效性。     

考虑自适应实时调度的多电压等级直流配电网能量优化方法

利用直流配电网整合直流型分布式电源与电力负荷已经发展成为一种有效方式,然而,高比例强随机性源、荷的接入背景下,固定时间尺度的能量优化调度难以实现直流配电网较低成本投入下的经济性优化运行。提出一种考虑自适应实时调度的多电压等级直流配电网能量优化方法。首先,基于直流配电网净负荷特征,建立了直流配电网实时调度自适应时间尺度模型;然后,基于多电压等级直流配电网分层的结构特点,构建了多电压等级直流配电网分层、多时间尺度滚动优化调度框架,并且,在实时优化调度层,综合配电网源荷匹配率与总运行成本之间的博弈,提出了自适应实时调度方法。基于提出的方法,通过直流配电网各个可调控单元分层、多时间尺度的能量优化,实现了直流配电网的可靠运行以及供需两侧的综合效益最大化。算例以某直流配电网示范工程网架进行验证,表明所提出方法的合理性和有效性。     

基于模型预测控制和机会约束的主动配电网实时调度优化策略

合理利用分布式电源和可调负荷的灵活调节特性是实现主动配电网主动控制的关键,但其中分布式电源的随机性和波动性影响了实时调度的可靠性。为实现主动配电网的实时优化调度,提出基于模型预测控制和机会约束的主动配电网实时调度优化策略,将模型预测控制与机会约束相结合,降低了分布式能源随机性和波动性对小时间尺度调度的影响。首先,对主动配电网的小时间尺度调度体系进行了分析;在此基础上,以最优经济调度为优化目标,通过模型预测控制将系统未来状态感知与实时状态反馈相结合,对实时调度进行滚动优化,尽可能减小配电网不确定性影响;在滚动优化中采用机会约束进一步降低分布式能源和可调负荷随机波动的影响;实现了主动配电网实时调度的高可靠性和高经济性。最后通过全面的运行实例验证了所提策略的适用性和优越性。     

多时间尺度下基于主动配电网的分布式电源协调控制

间歇式能源发电的不确定性给配电网的优化调度运行带来了极大挑战,主动配电网是实现未来配电网集成间歇式新能源的有效技术手段。文中重点研究了正常态下主动配电网的多时间尺度分布式电源协调控制框架,包括长时间尺度下的主动配电网全局优化控制和短时间尺度下的主动配电网区域自治控制。在此基础上,提出了基于最优潮流的主动配电网全局优化算法和基于功率控制误差的主动配电网区域自治控制算法。算例仿真结果验证了多时间尺度下的主动配电网协调控制技术的自趋优特性以及其用于主动配电网实时调度的有效性。     

智能配电网态势感知和态势利导关键技术

智能配电网态势感知是配电系统可靠、经济和安全运行的重要基础。为此,从技术层面对智能配电网态势感知和态势利导的内涵、架构和关键技术进行了深入分析和阐述。首先,给出了态势感知和态势利导技术的含义和目标;其次,构造了智能配电网态势感知和态势利导技术的总体架构;最后,为了实现对配电网运行态势的全面准确把握,并为复杂配电网智能调度控制提供有力支撑,从态势觉察、态势理解、态势预测、态势呈现、态势利导5个方面阐述了智能配电网态势感知和态势利导的关键技术内容及其面临的挑战,以期为后续研究工作提供借鉴。     

基于变分自编码器的主动配电网多源–荷场景生成方法

随着主动配电网中可再生能源渗透率的不断提高,其出力不确定性为主动配电网的规划、调度带来巨大挑战。针对该问题,提出一种基于变分自编码器的主动配电网多源–荷场景生成方法。该方法在传统变分自编码器结构中无监督地融入标签值使编码网络具有条件拟合的能力,并且设计了合理的编码网络与解码网络结构,使用图神经网络与时序卷积网络分别提取非欧氏相关性特征与时序相关性特征。算例使用实测多源–荷数据对所提方法进行仿真验证,结果表明改进变分自编码器能精确地还原场景并有效描述多源–荷场景之间的相关性,可对数据样本在无监督学习下生成标签值并生成对应同类型场景。     

基于多智能体动态拓扑重构的主动配电网经济优化研究

为了更好地提升主动配电网(active distribution network,ADN)中间歇式新能源的消纳水平,提出了一种基于多智能体动态拓扑重构的主动配电网经济优化模型。该模型以重构网损最小、分布式新能源利用率最大及配电公司运行经济效益最优为决策条件,通过ADN中各环节能量的调度实现经济最大化。利用多智能体技术,通过3层分时分布控制对ADN内的能量进行调度,并运用多智能体粒子群算法进行求解,实现了ADN个体到整体的效益优化;最后以IEEE 69节点配电网的4种典型场景为算例,进行ADN能量调度的仿真计算,在得出经济优化最优解的同时验证了模型的有效性。     

考虑配电商参与的主动配电网多层分区调控

主动化与市场化是未来配电网发展的重要趋势,提出一种考虑配电商参与的主动配电网多层分区调控方法.构建基于调控中心、变电站综合自动化系统、配电商调控单元和子区域调控终端的多层分区调控框架;制定以"上送-决策-下发"为脉络的多层分区调控策略;建立配电商经济调度与调控中心综合优化调整2个调控核心环节的数学模型,前者旨在最大化配电商盈利,后者旨在促进配电网运行经济性、安全性、优化度与清洁性的综合提升;分析基于改进和声搜索算法的模型求解策略.算例仿真及多场景分析验证了所提调度方法的有效性和优越性.     

基于MAS的主动配电网多源协调优化调度

为实现主动配电网(ADN)中大量间歇式可再生能源的充分消纳以及储能装置、柔性负荷等可调资源的有效利用,提出了适用于主动配电网的储能实时优化调度模型和考虑用户与电网互动特性的柔性负荷模型;在此基础上,构建了一种基于多代理系统(MAS)的主动配电网三层多源协调优化调度架构,提出了区域自治协调优化调度策略,以支持主动配电网中多种可调设备的联合优化调度;最后,采用JADE开发平台搭建了多代理系统仿真环境,通过算例系统,验证了所提出的实时优化调度策略的有效性。     

交直流混合主动配电网的分层分布式优化调度

交直流混合主动配电网是未来智能配电网的一种重要形式,其关键技术之一是以优化调度策略为核心的能量管理技术。该文提出了一种交直流混合主动配电网的分层分布式多源协调优化调度体系。在局部调度层,针对利用可再生能源的分布式电源,结合储能单元进行联合出力优化,其结果上报给区域调度层;在区域调度层,充分尊重并利用配电网各交、直流区域的自主运行特性,利用分布式优化方法,在满足交直流混合配电网整体运行约束的条件下,获得最优调度方案。最后,该文通过算例验证了所提出的交直流混合主动配电网分层分布式优化调度策略的有效性。     

考虑电动汽车接入的主动配电网优化调度

主动配电网(ADN)中可再生能源与电动汽车的大量接入给当前配电网的规划、建设、调度和运行带来了诸多挑战。文中研究和设计综合考虑源、网、荷侧不确定因素的ADN优化调度方法,对实际配电网运行具有重要指导意义。首先建立ADN综合评估体系,分别从主动控制性、主动管理性和主动经济性三方面衡量ADN的优化调度水平。而后,依据综合评估体系,提出考虑电动汽车智能调度系统的多阶段优化方法,该方法不仅可平抑间断性电源和电动汽车接入电网引起的波动,还可实现当前配电网结构和资源的优化调度。因此,所提方法可被广泛运用于电力系统日前调度,实现ADN的高效运行和管理。     

高比例可再生能源电力系统的输配协同优化调度方法

随着可再生能源的高比例接入和主动配电网技术的发展,传统的输配割裂的调度模式容易导致输电网与主动配电网间发、用电计划制定协调性不足,难以充分消纳集中式与分布式的可再生能源。为解决上述问题,提出一种针对高比例可再生能源电力系统的输配电网分层分布式多源协调优化调度体系,充分尊重并利用各利益主体的自主运行特性,实现分散自治、协同优化。输电网层面,利用改进区间法处理可再生能源不确定性,构造能量和备用协调优化模型。配电网层面,设置局部调度层,利用场景法对含储能系统的分布式可再生能源进行联合出力优化,将配电网层子问题构建为动态经济调度模型。在此基础上,利用目标级联法进行输配调度迭代求解,各层间仅需交换部分边界功率信息进行协调,最终获得输配协调的最优调度策略。算例结果表明调度计划的制定兼顾了输、配电网发电资源,有助于提高电网运行经济性和可再生能源消纳能力。     

基于一致性算法的主动配电网源-荷-储分布式协调优化调度

针对可再生能源高渗透率的主动配电网调度运行存在的网络拓扑多变、通信及计算量大等问题,建立了基于多智能体的配电网源-荷-储完全分布式模型。为增强负荷参与调度的意愿,对系统内柔性负荷进行分级优化建模,改变柔性负荷边际效用。通过设置节点负荷比重改进一致性算法,应用算法对各智能体的边际成本提取变量。通过一致性协调优化的方式实现源-荷-储的协调运行,提高配电网的运行经济性。算例仿真与分析验证了该模型的有效性。