考虑电能质量的分布式电源优化配置

针对大量电力电子设备投入电网造成严重电能质量问题的现状,提出考虑谐波畸变和电压暂降损失的分布式电源(Distributed Generator,DG)优化配置方法。该方法以DG配置成本、有功损耗、电压暂降损失最小为目标函数,并在满足配网潮流等式和不等式约束的基础上增加谐波畸变限值的约束条件,建立多目标优化模型,最后采用非劣排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II)求得最优配置方案。通过IEEE 33节点配电网络对此配置算法进行仿真验证,结果证明该方法得到的DG配置方案可有效降低谐波畸变率、暂降损失及网络损耗。     

基于区间TOPSIS与遗传算法混合的分布式电源优化配置

针对现有的分布式电源(DG)优化配置方法在处理不确定性因素时综合决策能力不足的缺陷,提出一种计及信息不确定性的DG优化配置模型与算法。该方法在DG类型、位置和容量不确定的情况下,建立了以投资成本最少、收益最高、环境效益最高和配电网网络损耗最小为优化子目标的多目标、非线性优化模型。对于存在多种不确定性因素且其概率分布难以确知的情况,区间分析可以定量分析不确定性因素对DG优化配置的影响。最后利用文中提出的一种基于区间TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)算法与遗传算法(GA)相结合的计算方法对此问题进行了求解,通过典型的配电网算例验证了所提方法的可行性。     

多DG不确定性建模及其对配电网谐波潮流的影响

分布式电源(DG)出力的随机性和间歇性导致其并网谐波电流具有不确定性,进而导致含DG配电网的谐波分布具有不确定性。为处理配电网谐波潮流计算中DG作为谐波源的不确定信息,以复仿射数代替点值,建立DG并网逆变器输出阻抗复仿射模型,该模型反映了直流侧电压源的不确定性对DG并网谐波电流的影响。在所提模型的基础上,改造传统确定性谐波潮流算法,提出含多DG配电网的不确定谐波潮流计算方法分析DG不确定性对谐波潮流的影响。采用典型33节点配电网算例进行仿真,与确定性分析方法计算结果的对比验证了所提方法的有效性和应用价值。     

一种考虑DG参数随机性的改进LHS概率谐波潮流算法

分布式发电(distributed generation,DG)接入规划中需要分析多种工况对电网谐波的影响,计算电网谐波指标约束下的最大接入容量。针对蒙特卡罗概率谐波潮流为保证计算精度需要较大样本数量而存在计算量大的不足,首先采用部分解耦法求解确定性谐波潮流,选择节点电压谐波畸变率在限值附近的样本作为核样本,然后利用重要抽样改进拉丁超立方采样,使得抽取的样本以更大的概率落在关注的参数取值区域,从而缩减了样本数量,进而在IEEE-30节点测试系统验证了所提方法的有效性和正确性。最后通过IEEE-33节点系统的概率型谐波潮流计算分析了DG谐波注入幅值相关性和相角随机性对节点电压畸变率的影响,指出DG接入优化时必须考虑谐波注入幅值相关性和相角随机性。     

计及不确定因素的多目标分布式电源优化配置

针对分布式能源(distributed energy resource,DER)并网所引起的不确定因素问题,首先建立了各不确定因素的概率模型,以协调分布式电源(distributed generation,DG)投资方、电网公司以及社会公共效益三者之间利益作为出发点,从DG投资效益指标、网损指标及环境指标3个方面建立了多目标数学优化模型。针对不确定因素问题,基于机会约束规划进行了概率潮流计算,以检验机会约束条件。提出一种基于蒙特卡洛模拟的多目标粒子群优化算法(multi-objective particle sw arm optimization algorithm based on M onte Carlo simulation,M PSO- CS)进行DG优化配置。最后以IEEE 33节点系统作为算例进行仿真,仿真结果表明,考虑分布式能源不确定因素能够更贴近实际地进行分布式电源的优化配置,针对规划后的结果从概率的角度分析系统网损及电压的波动情况,验证了所建立模型及方法的有效性及合理性。     

含DG的主动配电网供电路径优化的研究

含分布式电源(distributed generation,DG)的主动配电网供电路径优化可以提高配电网运行的经济性和可靠性,并达到平衡负荷的目的。不确定性的DG出力、负荷的描述及求解是研究的难点。文中引入区间数以描述DG出力和随机负荷的不确定性,建立了以区间数表示的网络损耗为目标的主动配网供电路径优化模型;在Ybus高斯迭代潮流方程的基础上结合区间分析建立了区间潮流计算模型,对区间的加减法引入仿射运算有效地克服了区间运算过于保守的问题;最后,结合邻域搜索以及克隆选择算法提出了求解上述模型的优化方法,以实现考虑多种不确定因素下配电网供电路径的优化。算例分析验证文中所提方法快速性和有效性。     

计及电动汽车和可再生能源不确定因素的多目标分布式电源优化配置

大规模电动汽车(plug-in electric vehicle,PEV)和风光等可再生能源发电并网使配电网分布式电源(distributed generation,DG)定容选址需考虑更多的不确定因素,为此,利用机会约束规划方法建立了以环境效益、供电可靠性、DG总费用和有功损耗最优为目标的DG优化配置模型,并提出蒙特卡洛模拟嵌入改进量子粒子群(improved quantum particle swarm optimization algorithm-Monte Carlo simulation,IQPSO-MCS)的方法进行求解。在优化配置中考虑了风电、光伏、微型燃气轮机3种DG的选址和定容;并针对输出功率不确定的风力发电、光伏发电和电动汽车建立了概率模型,利用蒙特卡洛模拟法将随机性问题转化为确定性问题,实现含不确定因素的配电网随机潮流计算;最后由带自适应变异机制的IQPSO算法全局寻优得到最优配置方案。以IEEE 33节点测试配电系统为例,验证了所提模型和方法的有效性和实用性。     

考虑电网谐波影响的配网电容器优化配置的研究

随着电网结构的日益复杂,用户对电压质量的要求不断增加,对配电网的经济性和安全性的研究越来越重要。目前多数对无功优化配置的研究过多重视了配电网的经济因素,为了能更好兼顾经济性和安全性,提出了考虑谐波因素和配网安全性的配电网电容器优化配置模型,在约束条件中考虑了谐波畸变率的约束,以保证优化方案下节点电压畸变率控制在规定值以内,并且将带有安全性指标的电压水平计入优化目标函数中,在降低系统网损的同时,使网络的整体安全性也有所提高。按照无功就地平衡和抑制谐波两个原则,求得补偿点电容器的补偿容量范围,缩小寻优空间。最后用遗传算法对一个17节点配电网实例进行仿真,结果表明该模型符合实际,取得了较为满意的结果。     

计及需求响应柔性调节的分布鲁棒DG优化配置

弃电现象制约着风电、光伏的发展,采用需求响应措施提高配网对清洁能源的消纳是一种有效的措施,但传统处理分布式电源(distributed generation,DG)出力或需求响应不确定性的方法具有很大的局限性,因此,该文建立计及需求响应柔性调节的配电网两阶段分布鲁棒DG优化配置线性模型。首先,该模型以配电公司运营商年利润最大化为优化目标,考虑各种投资约束和运行约束,并将清洁能源出力和负荷的差值作为基于实时电价的需求响应的定价依据,以提高配电网对清洁能源的消纳率;其次,通过基于多面体的线性化技巧和McCormick方法,将原始混合整数非线性模型线性化,建立混合整数线性规划模型;然后,充分利用需求响应和DG出力的历史数据,构建数据驱动的两阶段分布鲁棒DG优化配置模型,其中第一阶段确定DG的投资方案,第二阶段模拟投入DG后的系统运行,并同时考虑不确定性概率分布置信集合的1-范数和∞-范数约束;最后,采用列与约束生成(columnandconstraintgeneration,CCG)算法对分布鲁棒模型进行求解,并基于IEEE33节点系统验证所提模型的有效性。     

基于二阶锥松弛和Big-M法的配电网分布式电源优化配置

提出一种基于二阶锥松弛和Big-M法的配电网DG(distributed generation,DG)优化配置的有效方法。通过适当处理PQ、PV、PI和PQ(V)4种类型DG的并网潮流约束,精确计及DG的运行控制方式对优化配置的影响。利用二阶锥松弛方法,将交流潮流约束、ZIP负荷约束和PI、PQ(V)型DG并网潮流约束转化为二阶锥规划问题,并通过适当设置优化目标函数,保证松弛误差趋于零。为了解决DG优化配置中的混合整数非线性约束、PV型节点无功功率越限和无功补偿整数约束问题,利用Big-M方法将其转化为便于有效求解的混合整数二阶锥规划问题。通过多个测试场景表明,所提出的二阶锥松弛方法具有非常高的求解精度,而且具备求解多类型DG多区域优化配置问题的能力。并且发现,适当调整DG的功率因数可以显著降低系统损耗;采用多DG分散配置比单DG集中配置的降损效果更好;增加电压偏移质量优化目标后,可以使电压分布更加扁平,显著提高系统电压质量。采用IEEE-33节点和PGE69节点配电系统的仿真结果验证了所提出方法的可行性和有效性。     

基于灵敏度分析的谐波治理设备多目标优化配置方法

在非线性负荷和分布式电源大量接入配电网的背景下,配置有源电力滤波器是解决电压波形畸变、谐波损耗激增、电能质量下降等一系列谐波污染问题的有效措施之一。为合理选择配电网中有源电力滤波器安装位置与容量,协调谐波治理成本和效果之间的关系,文中提出一种基于灵敏度分析的有源电力滤波器多目标优化配置方法,实现了有源滤波器位置和容量的快速求解。建立配电网谐波潮流计算模型,使用灵敏度分析方法处理所有节点,获得了安装节点集合;考虑节点电压的谐波畸变率和投资成本,建立滤波器容量优化模型;通过分解多目标进化算法求解优化模型;对IEEE 18节点配电系统进行仿真计算,结果表明了文章所提方法的有效性。     

Optimal reconfiguration of distribution systems with representation of uncertainties through interval analysis

The present work presents an approach for optimal reconfiguration of electrical distribution systems (EDS) to minimize energy losses considering uncertainties in the load demand and in the wind based distributed generation (DG). The optimization algorithm applied to solve the reconfiguration problem is based on the bio-inspired metaheuristic Artificial Immune Systems (AIS). An interval power flow model is used to obtain an interval energy loss from the representation of the uncertainties. The interval loss is used to guide the AIS algorithm through the search space. Network and operational constraints as the radiality and connectivity of the network as well as different load levels are considered. Well-known test systems are used to assess the impact of the uncertainties representation in the reconfiguration problem.     

基于鲁棒优化的主动配电网分布式电源优化配置方法

为优化配置作为分布式发电的有效管理平台的主动配电网,针对含分布式发电并网的主动配电网优化配置问题,给出一种基于鲁棒优化理论的优化配置模型。首先,以综合配置成本最小为目标函数,计及功率平衡约束、可控微源运行约束、旋转备用约束等必要约束条件,建立主动配电网优化配置模型。针对模型中的不确定性,采用鲁棒优化框架将分布式光伏和风电区间模型中的不确定变量进行消除,再采用线性对偶理论和拉格朗日求导法将其转化为确定性的优化配置模型。仿真算例表明,主动配电网相比于传统配电网具有更高的运行经济性和可靠性。同时,所建立的模型能够计及风光出力不确定性对配置结果的影响,从而适用于主动配电网优化配置方案制定。     

抑制谐波的配电网无功优化规划

在配电网中,为进行无功优化以降低网损,装设了大量的电容器.这些电容器的装设,导致了在谐波频率下,容易产生系统与电容器之间的谐波谐振或谐波放大,从而使系统的谐波畸变率大为增加,破坏了系统的安全运行.针对这一问题,文中提出了谐波畸变情况下对配电网进行无功优化规划的模型,给出了用灵敏度指导遗传算法进行求解的具体步骤,并用VB编制了仿真程序,对实际配电网进行了仿真计算.计算结果表明,该模型能使电网在满足电压和谐波标准约束的情况下,系统网损和谐波畸变率均得到改善,且大大提高了寻优效率,验证了文中所提方法的有效性.     

考虑配电网电能质量改善的分布式光伏优化调度方法

针对配电网中存在的电压越限、谐波畸变、三相不平衡等问题,从综合改善多电能质量问题的角度出发,研究了一种配电网分布式光伏优化调度模型及其求解方法。首先,分析了分布式光伏并网逆变器进行无功功率、谐波电流及不平衡功率补偿的控制方案;在此基础上,以可调度分布式光伏的三相功率及谐波电流输出为控制变量,基于配电网三相基波及谐波潮流方程,建立了最小化网络损耗、不平衡电压以及谐波电压的最优潮流模型;然后,提出了一种潮流计算与优化计算交替迭代的两阶段优化求解算法,对非凸非线性的最优潮流模型进行变量削减,并将其转换为凸二次约束二次规划模型从而实现高效求解;最后,通过一个162节点三相配电网进行算例分析,结果表明,根据最优潮流模型结果对分布式光伏进行调度后,配电网谐波畸变、三相不平衡以及电压越限问题得到了有效改善,且两阶段优化求解算法的计算效率也满足配电网调度时间要求,验证了所提分布式光伏优化调度方法在改善配电网电能质量方面的有效性。     

考虑配电网电能质量改善的分布式光伏优化调度方法

针对配电网中存在的电压越限、谐波畸变、三相不平衡等问题,从综合改善多电能质量问题的角度出发,研究了一种配电网分布式光伏优化调度模型及其求解方法。首先,分析了分布式光伏并网逆变器进行无功功率、谐波电流及不平衡功率补偿的控制方案;在此基础上,以可调度分布式光伏的三相功率及谐波电流输出为控制变量,基于配电网三相基波及谐波潮流方程,建立了最小化网络损耗、不平衡电压以及谐波电压的最优潮流模型;然后,提出了一种潮流计算与优化计算交替迭代的两阶段优化求解算法,对非凸非线性的最优潮流模型进行变量削减,并将其转换为凸二次约束二次规划模型从而实现高效求解;最后,通过一个162节点三相配电网进行算例分析,结果表明,根据最优潮流模型结果对分布式光伏进行调度后,配电网谐波畸变、三相不平衡以及电压越限问题得到了有效改善,且两阶段优化求解算法的计算效率也满足配电网调度时间要求,验证了所提分布式光伏优化调度方法在改善配电网电能质量方面的有效性。     

计及可再生电源不确定性的配电网鲁棒最优潮流

主动配电网中可再生分布式电源出力的不确定性影响系统安全运行。基于鲁棒优化方法,首先建立考虑可再生分布式电源出力不确定性的主动配电网鲁棒最优潮流模型,该模型考虑了能改善其解保守性的价格型需求侧响应。对模型中的不确定集进行凸转换,采用凸优化方法对模型进行求解。IEEE 13节点和IEEE 123节点系统的仿真测试结果表明,相比于传统确定性模型,采用所提鲁棒优化模型获得的优化结果能同时兼顾安全性和经济性。     

考虑多种调节手段的配电网经济运行优化

由于配电网中有功与无功功率存在强耦合关系,传统将有功、无功分别优化的处理方法无法让配电网处于最优经济运行状态,且负荷需求和分布式发电出力的不确定性也给配电网运行带来巨大挑战。基于此,以支路潮流模型为基础,提出一种考虑多种调节手段（包括有载调压变压器、电容器组、静止无功补偿装置、储能装置以及开关重构）的配电网两阶段鲁棒经济运行优化方法,并将非线性潮流约束进行二阶锥松弛,从而将经济运行优化模型转化为混合整数二阶锥规划问题进行有效求解。为解决负荷需求和分布式发电出力的不确定性,采用两阶段鲁棒优化方法,并通过列与约束生成（column-and-constraint generation,CCG）算法进行求解获得各调节措施的最优鲁棒运行策略。最后通过IEEE 33节点验证了所提模型的有效性。