基于无向生成树的并行遗传算法在配电网重构中的应用

随着以风电、光伏为代表的不可控型分布式电源在配电网中的渗透率日益提高,分布式电源出力的不确定性成为配电网重构中必须考量的重要因素。因此建立了以系统网损最小为目标,计及潮流方程、节点电压、支路潮流和配电网开环运行约束的配电网重构随机优化模型。模型以机会约束描述节点电压和支路潮流约束,采用基于拉丁超立方采样的蒙特卡洛法随机潮流进行检验。提出了基于无向生成树的并行遗传算法以实现配电网重构模型的并行求解。IEEE 33节点系统的测试结果验证了模型的合理性,并将所提出的算法与基于无向生成树的遗传算法、粒子群优化算法、蚁群搜索算法和改进和声搜索算法进行比较,验证了其高效性。     

基于改进KPCA和GA-BP神经网络的电能质量稳态指标预测

为提高电能质量稳态指标预测精度,以气象因素、有功负荷及历史电能质量数据作为输入变量,提出一种基于改进核主成分分析(KPCA)和遗传算法(GA)优化BP神经网络的电能质量稳态指标预测方法,首先将改进K-means聚类算法与KPCA相结合,通过改进K-means算法将输入变量划分为不同的子类,降低了核矩阵维数;再利用KPCA提取每类输入变量的非线性主成分,简化网络结构;然后分别将每一类中提取的特征作为BP神经网络模型新的输入变量,并结合GA算法优化BP神经网络参数,建立每一类数据的预测模型。算例应用结果表明,该方法的预测精度明显优于传统BP神经网络预测方法和KPCA+BP神经网络预测方法。     

采用主从控制策略的微电网等值方法

微电网中含有规模化灵活可控的柔性元件,采用传统配电网等值方法进行微电网等值会带来一定的不适应性。为此采用电力系统负荷建模中的总体测辨法研究微电网的等值模型,在考虑微电网控制策略对其外特性影响的基础上提出合理的模型结构,并用免疫算法对模型参数进行辨识,所提出的模型为非机理模型,能较好地还原微电网的动态特性。最后,通过故障仿真校验的方式验证了模型的有效性。     

双馈风电场故障序阻抗特征及对选相元件的影响

从双馈风电场故障序阻抗特征的角度出发,利用解析法分析了影响风电场送出线保护正确选相的原因。推导了双馈风电场启动转子撬棒保护后的序阻抗表达式,指出此时正、负序阻抗是风电场等效转速和撬棒阻值的函数,说明对于双馈风电场,电源正、负序阻抗近似相等的假设难以成立,由此导致风电场侧保护处各序电流分配系数也产生很大差异。基于以上结论,分析了相间电流突变量选相和对称分量选相发生选相失败的原因。最后,基于RTDS建立了仿真模型,对理论分析做了进一步验证。     

主动管理模式下含分布式发电的配电网网架规划

为了适应未来大规模分布式电源接入后的新型配电系统规划要求,考虑主动管理模式,建立了含分布式发电的配电网网架双层规划模型,上层规划以年综合费用最小为目标,下层规划是以分布式电源出力切除量最小为目标,并在约束中考虑了分布式发电加入后对配电网可靠性的影响。计及风电光伏等间歇式电源出力及负荷不确定性,分别利用树形结构编码的单亲遗传算法和原对偶内点法对上下层规划模型进行求解。通过29节点配电网算例验证了所提模型的合理性和有效性。     

基于萤火虫算法的分布式风电源优化配置

针对分布式风机出力的随机性和负荷的不确定性,建立了以年综合费用期望最小为目标的分布式风电源优化配置模型.模型中以机会约束的形式描述节点电压和支路潮流约束,并采用基于LHS-MCS的随机潮流进行检验.将萤火虫算法(Firefly Algorithm)应用于该优化配置模型的求解,结合IEEE 33节点算例验证了本模型的合理性,与遗传算法计算结果的对比表明了本文所提出算法的高效性.     

考虑风电出力不确定性的发用电机组组合方法

由于风电出力的不确定性,大规模风电接入电网将对电力系统的安全经济运行产生严重的影响。为了更好地消纳风电,从发电和用电两个角度出发,根据风电出力的Beta概率密度函数,提出基于风电概率模型的弃风成本和可中断负荷成本的发用电一体优化方法。为提高该方法的求解效率和实用性,在建模中仅引入机组组合变量,并采用Delta方法将非线性模型转换为线性模型求解。最后采用多个场景算例说明了模型与方法的实用性和有效性。     

辐射型主动配电网的自适应方向保护方案

为了适应辐射型主动配电网对保护的要求,提出了一种基于方向闭锁原理的自适应保护方案。根据配电网的树状结构特征定义了参考方向整定规则,并配合闭锁方向规则,实现保护原理对于线路和母线等故障元件的自适应性。在配电网重构后,通过拓扑分析完成参考方向的自动配置,实现对于动态重构的适应性。针对主动配电网中包含较多可再生能源的特征,以及孤岛运行模式的需求,采用全阻抗继电器作为启动元件以提高保护的灵敏性。针对主动配电网中易于出现的弱电源问题,利用联跳提高弱馈侧保护的动作可靠性。以实际配电网作为算例验证了方案的有效性。所提保护方案能够为主动配电网提供一种简单、经济和可靠的主保护方案。     

含确定性分量和随机噪声分量的宽频带信号分解方法

可再生能源发电、储能、电动汽车等基于电力电子变流器的并网设备快速增加导致配电网信号日趋复杂。将电力系统宽频带信号分为确定性分量和随机噪声分量,建立了电力系统宽频带信号模型,并基于此模型提出了一种宽频带信号分解方案。首先,应用鲁棒局部回归平滑滤波方法提取并过滤随机噪声分量;提出了基于均值和标准差估计的自适应阈值确定方法,用于分解随机噪声分量。然后,提出了基于间谐波子群频谱的自适应阈值确定方法,用于提取间谐波分量。最后,用无限脉冲响应滤波器组将确定性分量分解为独立的子信号,并基于泰勒傅里叶变换估计确定性分量的频率和相量,实现确定性信号的分解。仿真验证了所提方案能在低信噪比、系统频率动态变化等情况下实现间谐波分量的自适应捕获和宽频带信号的高精度分解并应用所提分解方案分析了实测电压信号。     

三相不平衡下交直流配电网状态估计

基于电压源型换流器(VSC)的柔性直流技术被越来越多地运用到配电网中,需要对含VSC的三相不平衡交直流配电网进行准确的状态估计,而配置相量测量单元(PMU)的测量数据是实现配电网准确状态估计的有效手段。首先,提出了考虑配电网三相不平衡特性的交直流配电网状态估计模型,采用加权最小绝对值法进行状态估计;其次,进行PMU测量数据的线性描述,给出了PMU及数据采集与监控(SCADA)系统的混合测量方程,并将多种交直流设备在测量方程中统一描述;最后,在三相不平衡的IEEE 33节点交直流配电网算例上,验证了所提方法的有效性和实用性。