基于回路分析的含分布式电源配电网简化潮流计算

针对含分布式电源(distributed generation,DG)的配电网快速潮流分析和实时调度计算的工程需要,提出了一种基于回路分析的实用简化潮流计算方法。该方法以回路分析法作为潮流计算的理论基础,并利用配电网各节点电压的相角相差不大等特点对回路电压方程进行化简,使其直接转化为线性代数方程;又利用PV节点类型的简化回路电压方程组获得PV型DG的发电无功功率;最后只需通过一次公式代入计算即可得到电压分布结果。IEEE 33节点算例表明,实用简化潮流计算方法用于含DG的配电网潮流计算与牛顿法相比,计算时间显著缩短,计算精度和计算时间符合快速潮流分析和实时调度计算的工程要求。     

考虑微电网供电潜力的配电网孤岛划分

针对含微电网的配电网发生故障后恢复供电的孤岛划分问题,提出考虑微电网供电潜力的配电网多目标孤岛划分优化模型。首先提出了考虑微电网内间歇性电源与负荷随机性的基于风险电量的微电网供电潜力评估方法,在此基础上建立了以恢复供电的负荷加权和尽可能大、孤岛数尽可能少、孤岛平均供电综合置信度水平尽可能高为目标函数的配电网孤岛划分优化模型;通过比较单目标方向寻优所得非劣解构成的Pareto解集与理想目标的满意度距离,建立了求解多目标优化问题的优化方法。算例表明所提多目标孤岛划分模型与方法能够得到较为满意的供电恢复方案。     

电压无功全局优化分散控制系统的研究开发

针对地区电网各变电站VQC分散控制造成潮流分布不尽合理,站间调节震荡的不足,介绍了所研制的立足于全网角度合理设置VQC限值,进行全局电压无功优化、各站分散协调控制的系统结构和软件功能。该系统主站基于已有的调度自动化系统,在未来一天的预测负荷基础上,利用基于专家知识的遗传算法求解该无功优化模型,并根据求出的电压无功最优曲线结合负荷实际情况整定出VQC控制范围,下发至各站VQC设备,完成闭环控制。该系统已应用于甘肃金昌电网,经过实验室闭环仿真运行证明效果良好。     

微电网风/光发电功率预测软件的设计与开发

风力发电和光伏发电功率的预测是进行微电网能量调度计划制定的前提。运用基于时间序列法的风/光发电功率预测模型,引用等效平均风速概念,以提高风功率预测的准确度;采取在线滚动建模的方式修正基于时间序列法的预测模型,最后运用天气预报信息修正风/光发电功率预测的误差。设计了风/光发电功率预测软件的功能组成结构,制定了包括超短期、扩展短期与短期预测模块的程序流程,应用实例验证了所开发软件的实用性与有效性。     

基于相似搜索与多开端重组的配电网两时间尺度无功协调控制

规模化的分布式电源接入配电网后造成了电压高间歇性波动,影响了无功补偿设备的调节效果。提出基于相似搜索与多开端重组的多目标无功优化算法,考虑了非平滑补偿设备的日投切次数限制,加入变化的次数成本约束,调节尺度为1 h;DG和SVG的实时平滑调节设备,调节尺度为5 min,进行超短期预测反馈调节,优化目标为电压偏差、网损和调控成本综合最优。求解算法采用改进的多目标粒子群算法,运用相似搜索技术,调用适用性最高的历史无功方案作为方案粒子加快算法的初期收敛速度;引用Pareto熵协调多目标间的适应度,同时依托Pareto解集存优能力,在算法收敛后期设计了多开端重组方法,进一步提高优化效果。经实际算例验证了该方法的有效性。     

含微电网的配电网优化调度

提出一种含微电网的配电网优化调度方法。首先根据多时间尺度微电网不平衡能量预测评估出未来调度周期微电网对外的最大输出功率和最大输入功率两个评估指标;然后以最大输出功率和最大输入功率为微电网与配电网交互功率约束条件的上、下限值,建立以运行成本最小为目标的配电网经济优化有功调度模型,并提出了求解该模型的最小费用最大流计算方法;最后在经济优化有功调度的基础上进行配电网无功优化。仿真算例表明,与基于微电网单一日前调度计划曲线的主动配电网优化调度方法相比,该模型与方法能够充分考虑微电网对外呈现的功率允许调节裕度,从而更有效地减少系统运行成本,降低网损,提高电压合格率。     

基于线性相关分析的周期自回归短期负荷预测

对配电系统短期负荷预测的周期自回归模型和配电负荷的周期性进行了研究。采用相关分析法对配电负荷的周期特性作了深入地分析,研究结果表明配电负荷的日周期性比周周期性更明显;基于配电负荷的时刻相关性分析,挑选出对预测结果起决定性作用的特征输入量,据此提出了改进的配电负荷日周期PAR预测模型。实例研究表明,该模型较常规PAR预测模型的预测速度更快、精度更高。     

计及灵活性辅助服务费用的配电网灵活型资源优化配置

针对高渗透率可再生能源配电网短时间大幅功率波动造成的灵活性调节能力不足问题,为了减少配电网对上级电网灵活性供给的依赖,提出了计及上级电网灵活性辅助服务费用的灵活型资源优化配置方法.定义了表征配电网灵活性水平的关口功率波动程度评价指标,基于Copula理论制定了配电网灵活性评估方法,给出了基于节点功率对关口功率波动影响指标排序的灵活型资源安装位置选择方法;进而面向未来电力市场场景,基于配电网对上级电网灵活性需求和上级电网灵活性供给能力之间的平衡博弈,结合各类型灵活型资源设备灵活性供给约束,构建了计及上级电网灵活性辅助服务费用的灵活型资源优化配置模型.配电网算例仿真结果表明,所提出的灵活型资源配置方法能够有效降低配电网年总运行费用,提高可再生能源消纳量和系统供电可靠性,削弱关口功率波动程度,从而减轻可再生能源和随机性负荷波动对上级电网造成的冲击影响.     

电压无功全局优化分散控制系统的研究开发

针对地区电网各变电站VQC分散控制造成潮流分布不尽合理,站间调节震荡的不足,介绍了所研制的立足于全网角度合理设置VQC限值,进行全局电压无功优化、各站分散协调控制的系统结构和软件功能.该系统主站基于已有的调度自动化系统,在未来一天的预测负荷基础上,利用基于专家知识的遗传算法求解该无功优化模型,并根据求出的电压无功最优曲线结合负荷实际情况整定出VQC控制范围,下发至各站VQC设备,完成闭环控制.该系统已应用于甘肃金昌电网,经过实验室闭环仿真运行证明效果良好.     

基于三层博弈的社区综合能源系统电热交易策略

随着综合能源系统逐渐向智能化、清洁化、去中心化转型,发用电一体的产消者应运而生。为实现综合能源系统可再生能源的充分消纳,提高各主体的交互效益,提出基于三层博弈的社区综合能源系统电热交易策略。首先,建立基于社区合作博弈嵌套的综合能源运营商与能源社区主从博弈模型,运营商以最大化自身效益为目标制定分时电价、热价并传递给能源社区。能源社区响应运营商的电热决策,以消费剩余最大为目标制定与其他社区的交互策略,确定购能需求并传递给运营商。其次,为降低综合能源运营商碳排放,充分消纳各运营商的资源剩余,建立多综合能源运营商的纳什谈判模型。然后,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将模型进行转化,并利用McCormick法进行凸松弛。最后,采用交替方向乘子分布式算法对模型进行求解,通过算例验证了所提策略能够有效提升各主体交互效率、降低综合能源系统碳排放、提高各主体效益。