含电动汽车充电站的主动配电网二阶段鲁棒规划模型及其求解方法

基于电力-交通耦合单元联系主动配电网和交通系统,针对耦合系统中配电负荷、分布式电源和电动汽车充电需求的不确定性,提出一种含电动汽车充电站选址决策的主动配电网二阶段鲁棒规划模型。第一阶段优化投资决策方案,在考虑第二阶段可行性的基础上展开规划,不仅包括电动汽车充电站的选址、配电线路的升级与扩建,而且考虑分布式电源、静止无功补偿器、有载调压变压器、储能等设备的投资;第二阶段考虑运行层,用于不确定参数的关键场景辨识和可行性检测。针对所提模型呈现的min-max-min形式的二阶段优化问题,采用列约束生成与Benders分解相结合的二阶段法进行求解。最后,以一个由改进的33节点配电系统和25节点交通系统耦合而成的网络为例进行仿真,仿真结果证明了所提模型和算法的有效性。     

计及相关性的主动配电网动态鲁棒规划方法研究

为进一步科学地制定配电网不确定规划策略,考虑到分布式电源及多元负荷的不确定性及相关性,提出了一种计及相关性的主动配电网动态鲁棒规划方法.利用Cholesky分解将具有相关性的随机变量转换为相互独立的变量.同时利用多面体不确定性集合表征的方法,将随机变量的不确定性通过无分布的有界区间来表示.提出了主动配电网二阶段鲁棒规划...     

主动配电网分布式鲁棒优化调度方法

分布式电源渗透率的增长使配电网运行的不确定性增大,加上分布式电源与配电网往往归属于不同利益主体,集中式的确定性优化调度方法已不能满足主动配电网的实际运行需求。考虑可再生能源出力的不确定性,建立了主动配电网分布式鲁棒优化调度模型。首先将配电网潮流方程进行简化以获得节点电压和注入功率之间的近似线性关系,进而推导出节点电压安全和线路电流安全约束的近似线性表达式;接着通过对偶优化理论将鲁棒优化调度模型转化为不含不确定变量的二次规划模型;然后将二次规划模型分拆成配电网侧和可控资源侧的优化子问题,采用交替方向乘子法对各子问题进行分布式优化求解。最后以修改的IEEE 33节点系统为例,验证了该方法的正确性和有效性。     

主动配电网中计及网络重构的分布式电源鲁棒规划

网络重构作为主动配电网(ADN)中优化潮流、减小网损的重要手段,有必要在规划阶段进行考虑。为此,在电源规划中计及网络重构,以年综合费用最小为目标函数,除传统分布式电源(DG)规划约束,还考虑了风电和光伏发电的运行约束、重构次数限制约束,以及DG的渗透率约束,并针对风速、光照和负荷的不确定性,给出了"风—光—负荷"的不确定场景集,建立了主动配电网中计及网络重构的DG鲁棒优化模型。同时,针对模型特点,利用双层优化方法对其进行分解,并采用粒子群优化(PSO)算法和二进制粒子群优化(BPSO)算法分别对上、下两层规划模型进行求解。最后,采用IEEE 33节点系统对模型进行算例仿真,分析了网络重构和鲁棒性对DG规划方案、系统经济性及可靠性的影响,验证了该模型的有效性。     

基于不确定随机网络理论的主动配电网多目标规划模型及其求解方法

提出一种基于不确定随机网络理论的主动配电网多目标规划模型。将线路的不可用度和稳定性指标作为权值,建立不确定随机主动配电网络。基于该网络,模型以投资总成本、维修、运行和管理费用最小为经济目标,以搜寻在不确定随机网络下的最小生成树为第二目标。规划的决策变量不仅包含系统线路的升级与扩建,且考虑主动配电网中分组投切电容器、静止无功补偿器、电压调节器和分布式电源等主动管理设备的投资与模拟运行,即主动网络管理措施。为求解复杂的混合整数非线性模型,该文采用二阶锥松弛技术将原模型转换为混合整数二阶锥规划问题,并构造了三维不确定机会空间以求解多目标规划问题。通过改进33节点系统的仿真结果,验证了模型的有效性。     

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。     

考虑电价不确定性的主动配电网网损成本鲁棒优化模型

提高配电网的运行效率和可靠性是配电网运营商优化系统运行的主要目标,在开放电力市场中,市场电价波动可能会使得上述优化目标下不能够最小化配电网的网损成本。基于此,构建考虑电价不确定性的配电网运营商网损成本鲁棒优化模型。分析不同优化目标下电价波动以及需求响应和储能调度策略对配电网运行网损成本的影响,并给出在不同情境下的最优运行策略。IEEE 33节点配电网的仿真结果验证了所提模型的有效性。     

含混合式配电变压器的主动配电网电压鲁棒模型预测控制

混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)能够替代传统配电变压器,在配电网中实现无功功率动态调节,从而提升电能质量。为了将HDT应用于主动配电网电压无功优化场景,对其拓扑结构以及运行机理进行分析,由此推导其可控无功功率范围。以稳定节点电压和控制成本最小化为目标,建立含多台HDT的无功动态优化模型。为解决动态优化模型存在由于线路参数误差所导致的模型不确定性问题,设计一种鲁棒模型预测控制策略。通过确定模型不确定性的边界,将含不确定性约束的优化问题转化为Min-Max问题,并最终转化含二阶锥约束的二次规划问题。在有效应对模型不确定性影响的同时,实现优化问题高效求解。在改进后的IEEE 33节点系统上的测试结果,验证了所提控制策略的有效性和鲁棒性。     

考虑电动汽车配置的主动配电网鲁棒孤岛恢复

主动配电网中包含各种分布式发电、电动汽车、储能设备和柔性负荷,因其在时空上的不确定性给配电调度机构的运维带来了挑战。从故障恢复的角度出发,考虑主动配电网中风光机组出力不确定因素,将电动汽车作为应急调度资源,建立了一个形式为min-max-min的三层鲁棒孤岛恢复数学模型,使得在最恶劣的运行场景下,切负荷量最小,即尽量恢复失电负荷;在求解方法上,使用(columnconstraint generation,CCG)方法将该三层鲁棒优化模型转化为min松弛主问题和max-min子问题,通过迭代和添加可行割、最优割来得到原问题的最优解;考虑到max-min子问题中Distflow潮流模型中的非凸性,利用松弛技术将子问题转换为一个MISOCP规划模型,同时利用对偶理论将max-min子问题转化为单层max问题。最后,通过PGE 69配电网系统验证了所提模型和方法的有效性。     

主动配电网的多阶段鲁棒综合电压控制

可再生能源出力的随机性和波动性给主动配电网电压调控带来了较大的影响,本文提出了一种基于鲁棒优化的主动配电网电压调控方法,引入需求响应技术,充分利用弹性负荷的调节能力,在保证电压调控可靠的基础上优化配网运行。方法分为三个阶段:第一阶段通过不确定集的形式描述可再生能源出力的不确定性,并通过极端场景法对集合进行合理削减,将不确定性参数转化为确定性参数;第二阶段运用需求响应技术控制弹性负荷的大小,以达到对负荷削峰填谷的作用;第三阶段运用两层规划理论将可再生能源的无功容量调节与传统调压手段相配合,以减少系统网损和传统调压设备的调节次数。最后基于美国PG&E 69节点系统分析所提模型的鲁棒性、经济性、可靠性以及方法的有效性。     

有功无功协调的主动配电网鲁棒电压控制

光伏出力具有较强的波动性且难以预测,同时配电网中量测装置不足导致负荷估计精度差,因此传统的确定性电压控制方法不完全适用于主动配电网。电压越限是导致配电网中光伏发电弃光或停运的主要原因,文中提出了一种考虑光伏出力和负荷不确定性的鲁棒区间电压控制方法。该方法计算出最优无功补偿决策的同时,给出光伏电站的允许有功出力区间。所提出的方法在保证系统安全的基础上使得光伏电站尽可能运行在最大功率点跟踪模式。在改进的IEEE 33节点算例系统上进行了分析,通过蒙特卡洛仿真验证了所提方法的鲁棒性。     

考虑循环寿命折损的主动配电网仿射可调鲁棒优化方法

针对主动配电网在源荷储协同下的不确定性优化问题,提出了基于仿射可调鲁棒优化的主动配电网运行策略。首先,考虑分布式光伏的可控模型、循环寿命折损的电池储能模型和ZIP负荷模型,构建了主动配电网优化运行模型。然后,采用椭球集合来描述分布式光伏出力的不确定性,并结合仿射策略形成优化模型中决策变量与分布式光伏出力不确定性变量之间的线性决策机制。最后,通过对偶变换将主动配电网鲁棒优化模型转化为一个确定性的混合整数二阶锥规划模型进行求解。在改进的IEEE33节点算例系统中对比验证了所提出的仿射可调鲁棒优化方法的有效性和优点。     

配电网中分布式风电可调鲁棒优化规划

随着分布式风力发电接入配电网的比例不断提高,考虑风电出力随机性的分布式风电规划成为了配电网规划中的重要研究内容。提出了一个计及风速不确定性的鲁棒优化规划方法,为了简化配电网中鲁棒优化的计算,首先对配电网的潮流计算进行了线性化处理,然后又利用线性优化强对偶理论将鲁棒优化模型转变成了一个混合整型线性规划(mixed integer linear program,MILP)问题。接着又引入了可调鲁棒优化规划模型,通过不确定度弥补鲁棒优化偏于保守的不足。最后通过商业软件CPLEX对上述问题进行求解计算,算例分析表明,使用所提的鲁棒优化模型可以快速有效的计算出规划结果,可调鲁棒优化模型可以提高系统的性能鲁棒性。     

一种考虑极限场景的配电网鲁棒扩展规划方法

近年来,以风电、光伏为代表的分布式能源发展迅速,然而其出力的不确定性可能会导致出力严重偏离预测值,出现极端恶劣的场景,从而给配电网规划工作与可靠、稳定运行带来挑战。在上述背景下,文章以适应分布式能源以及负荷的不确定性为目标,以分布式电源的接入位置、安装数量以及新建线路为投资决策内容,提出了一种考虑极限场景的配电网鲁棒扩展规划方法。首先建立了配电网双层规划模型,通过大M法和二阶锥松弛将非线性模型转化为混合整数线性模型;其次,采用极限场景法处理随机变量,建立了基于极限场景法的配电网两阶段鲁棒规划模型;然后,采用了基于极限场景法的列和约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法进行求解;最后,仿真算例表明,文章采用的鲁棒规划方法可以增强配电网在极端情况下的普遍适应能力,提高了配电网的可靠性和经济性。     

含智能软开关的主动配电网3阶段鲁棒电压控制方法

为了解决大规模光伏接入主动配电网后引起的节点电压越限和波动的问题,提出了一种含智能软开关(soft open point,SOP)的主动配电网3阶段鲁棒电压控制(three-stage robust voltage control,TSRVC)方法。该方法的第1阶段考虑了长时间尺度下光伏出力和负荷的不确定性,对有载调压变压器的分接头位置和电容器组的投切组数进行了鲁棒优化;第2阶段根据光伏和负荷的短期功率预测结果,对各个SOP的有功功率和其电压-无功下垂曲线进行了优化;第3阶段根据节点电压的实时测量值和上一阶段优化得到的电压-无功下垂曲线,动态地调整各个SOP的实时无功功率输出。最后,在改进的IEEE 33节点算例上进行了仿真,结果表明:所提3阶段鲁棒电压控制方法可以充分应对光伏出力和负荷的不确定性,将节点电压有效控制在理想范围内的同时,能够显著降低系统的运行损耗,实现含高渗透率光伏配电网的电压控制。     

考虑多能互补的主动配电网规划与高效Benders求解方法

提出了一种考虑风、光多能互补的主动配电网规划模型及求解策略。考虑了多种可再生能源自身的不确定性和相互间的互补特性,采用局部密度峰值的聚类法生成典型场景,以配电网的全寿命周期成本效益最优为目标函数,构建了基于二阶锥规划的主动配电网规划模型。由于多能互补环境下的配电网规划是一个包含大量场景的混合整数非线性规划问题,在Branch-and-Cut求解框架下,基于现代Benders分解算法给出了规划模型的高效求解策略。最后采用IEEE-24节点测试系统进行了算例分析,测试结果验证了规划模型的合理性以及求解策略的高效性。     

考虑规模化分布式光伏接入的配电网台区鲁棒优化规划方法

间歇强的分布式光伏规模化接入配电网台区具有点多面广、分散无序的特点,导致其接入方案的选址定容难,为此,考虑配电网台区接纳分布式光伏的能力,提出了一种规模化分布式光伏接入配电网的鲁棒优化规划模型.首先,设计了分布式光伏接入配电网台区的拓扑分析方法,并构建以成本最小为目标的分布式光伏接入配电网的规划模型.其次,应用鲁棒优化...     

主动配电网储能动态配置规划方法

主动配电网中的负荷和分布式发电出力具有明显的周期变化特性,已有的配电网储能规划方法,其规划结果均是接入点和容量固定不变的储能配置,储能的灵活性和价值尚存在较大的发挥空间。提出了一种主动配电网储能动态配置规划方法,即伴随负荷需求和分布式发电出力场景变化,在配电网中动态配置储能装置。以储能在不同场景下的接入点、容量、运行方式为决策变量,以储能带来的综合经济效益最大为目标,构建了主动配电网储能动态配置的混合整数二阶锥规划模型。以IEEE 33节点系统为例,验证了所提方法的可行性和有效性。该方法是对储能装置灵活性运行方式的有益拓展,使其能够服务于主动配电网多变的运行场景,从而使储能价值得到充分发挥。