智能电网的经济学视角思考

智能电网受到国内外的极大关注.以智能电网为代表的新能源经济时代即将到来.作为复杂大系统的智能电网涉及的因素很多,对技术、经济、社会、环境等因素都会产生相互作用和影响.概括了智能电网的主要特征和目标,从经济学的视角对中国智能电网的规划和建设进行了思考,主要从智能电网的成本效益分析、智能电网的技术创新、技术转移与技术能力建设、智能电网的产学研结合、智能电网的效率与电力体制改革、智能电网的演进与设计5个方面对智能电网作了初步分析探讨,以期对智能电网的发展有所借鉴.     

我国智能配电技术展望

当前国际上以提高供电质量和可靠性,解决分布式能源分散化小容量多数量接入为目的的智能配电网受到人们越来越多的重视,从而提出了规划和发展智能电网的迫切需求。鉴此,从智能配电网的优化规划和自愈结构设计、智能配用电的量测和通信技术、智能配电的信息系统、智能配电网的高级配电自动化技术、智能配用电新技术与新装备等几个方面,对适合中国国情的智能配用电技术的发展作了展望。     

一种隐含并行的大规模三相不平衡配电网络重构新算法

在对网络中的各联络开关按其单独闭合后形成的环路之间的联系进行分 类,并辨明了网损目标函数的极小点与系统基本邻域结构的对应关系之后,提出了一种新的 大规模三相不平衡配电系统网络重构算法。该算法隐含并行地在各个邻域结构内进行寻优搜 索,其重构结果不依赖于系统的初始拓扑,也不依赖于开关的操作次序。其寻优能力不劣于 模拟退火法,而计算时间却比模拟退火法大大节省。一般经2次到3次网络寻优遍历,即可获 得系统的全局或近似全局最优解。     

考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化

强波动性分布式电源的大量接入给配电系统可靠安全运行带来了挑战。为此,提出了一种考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化调度方法。首先,建立了综合考虑柔性配电开关、储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化数学模型,其中第一阶段考虑日前分布式电源出力预测的不确定性以及网络拓扑和储能的时序相关性进行全局优化,第二阶段基于第一阶段的决策方案和准确的超短期预测信息,在各时段对柔性配电开关进行实时调度;其次,采用改进的列与约束生成算法对模型进行求解,通过辅助变量和对偶变量交替迭代,显著提高子问题的求解效率;最后,通过33和69节点系统进行测试,验证了所提调度模型和求解算法的有效性。     

一种智能配电网三相调压器的模糊控制方法

高渗透率的分布式电源接入配电网,可能引起配电网电压幅值越限及馈线调压器频繁动作的问题。首先分析以线路压降补偿器为基础的调压器控制方法的不足和高渗透率分布式电源的接入引起现有控制方法失效的机理。针对这一问题,提出一种以通信为基础的三相调压器模糊控制方法,并设计一种综合考虑配电网潮流有功和无功功率的模糊控制器来缓解调压器的频繁动作。最后,通过改进的IEEE 13节点算例系统验证了所提方法的适用性和效果。     

基于特征融合与深度学习的非侵入式负荷辨识算法

针对使用单一设备特征进行负荷辨识存在的局限性,提出了一种基于特征融合与深度学习的非侵入式负荷辨识算法。通过分析设备的高频采样数据提取了V-I轨迹图像特征与功率数值特征。利用人工神经网络的高级特征提取能力,实现了V-I轨迹图像特征与功率数值特征的融合。最后以复合特征作为设备新的特征训练反向传播(BP)神经网络进行非侵入式负荷辨识。使用PLAID数据集对算法辨识效果进行了验证,并对比了不同分类算法对特征融合的有效性与负荷辨识能力。结果表明,该算法利用不同特征之间的互补性,克服了使用V-I轨迹特征无法反映设备功率大小的缺点,从而提高了V-I轨迹特征的负荷辨识能力,并且在嵌入式设备中的运算速度为毫秒级。     

综合考虑电动汽车充电与储能及可中断负荷调度的配电网两阶段灵活性提升优化方法

分布式电源出力的强波动性及电动汽车(EV)的无序充电使配电网的灵活性不足问题日益凸显,因此非常有必要通过灵活性资源的有效调度提高配电网灵活适应性。在充分分析配电网灵活性提升措施的基础上,提出了能够表征配电网灵活性的净负荷峰值裕度、净负荷谷值裕度、净负荷允许波动裕度3个灵活性评价指标;建立了综合考虑EV充电与储能及可中断负荷调度的配电网两阶段灵活性提升优化模型,阶段1构建了基于蒙特卡洛树搜索的EV有序充电策略,合理引导EV负荷在谷时段进行充电;阶段2在阶段1的基础上,建立了计及储能及可中断负荷的优化调度模型,并采用粒子群优化算法进行优化求解。IEEE 33节点系统算例验证了所提灵活性指标及EV有序充电模型的有效性,结果表明配电网两阶段灵活性提升优化方法能有效提升配电网的灵活性且整体经济性最优。     

基于模糊区间算法的配电网潮流计算

考虑配电系统运行中的不确定性因素，建立了负荷、并联电容器组和调相机的模糊区间模型。结合配电网络的特点以及模糊潮流和区间潮流各自的优点，提出了一 种基于模糊区间计算的前推回推配电网潮流算法。一般测试系统和阜新市10 kV实际配电系 统的计算结果验证了该算法快捷、有效。     

面向需求响应的建筑用能在线分解方法

建筑负荷参与需求响应的潜力巨大,但限于目前的能耗监测技术而无法大范围应用。通过分析建筑能耗分项计量的特性,提出了面向需求响应的建筑用能分解方法。基于建筑负荷工作时电流、功率、分相等特征差异,从多个公共建筑和住宅建筑的电力公共数据集中,提取了建筑负荷的三重能效特征,包括功率能效特征、暂态能效特征和稳态能效特征,并形成建筑负荷特征数据库。通过信息筛选、三重特征匹配和比较修正,对建筑负荷进行辨识,实现了建筑负荷的在线分解。在公共建筑的实际验证中,将分解结果与既有的分项计量数据比对,表明该方法对需求响应资源有较高的辨识精度,能够满足建筑级需求响应的能耗监测要求。     

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.