兼顾经济性和可靠性的配电网待修线改造方法研究

为兼顾配电网待修线改造方案的经济性和可靠性,促进配电网精准化投资,文章提出一种考虑经济性和可靠性的配电网待修线改造方法。首先,引入一种故障率指标模型,可直接由线路状态评估量得到线路故障率;然后使用检修总费用和可靠性指标边际提升2个目标函数,建立了离散非线性多目标优化模型;同时对非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm)进行了适当改进;最后通过实例分析验证了所提模型和算法的有效性与可行性。     

基于NSGA-Ⅱ算法的分布式电源优化配置

以合理配置分布式电源(DG)发挥其综合效益为目的,建立了以最小化分布式电源投资运行成本、最小化配电网网损和最大化静态电压稳定性为目标的配电网DG多目标优化配置模型。引入了多目标遗传算法—带精英策略的快速排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),该算法能够协调各目标函数之间的关系,找出能使各目标函数尽量达到比较大的Pareto最优解集。在考虑不同类型DG的接入特性的基础上,采用NSGA-Ⅱ优化求解DG配置问题。算例分析表明,DG接入配电网后有利于节省配电网投资、减少配电网网损、提高静态电压稳定性。多目标优化计算结果表明,DG配置方案能够达到经济、技术、安全3个方面最优。     

考虑GIS信息的城市配电系统网格化动态投资策略优化

配电网分区规划能够实现配电网规划由大到小、由繁到简,独立的网格规划能避免配电网集中规划计算量过大的问题。基于配电网网格划分结果,提出一种考虑地理信息系统(geographic information system, GIS)信息的城市配电网格动态投资策略。首先,建立基于Matlab-OpenDSS的配电网投资仿真方法,其中Matlab生成配电网投资策略,OpenDSS搭建配电网格物理模型,并通过计算相应的投资指标校验投资策略的可行性。其次,明确配电网规划投资的目标函数及其周期数。然后,采用NSGA-Ⅱ算法优化求解出兼顾配电网规划方案多目标需求的各周期最优投资策略,下一周期的投资依托于上一周期的最优投资方案进行测算,从而使配电网动态投资更加符合配电网实际投资与建设流程。所提方法将多个规划评估指标加入目标函数,可提升投资策略的经济性、可行性;同时,利用动态规划将总的投资周期分成多个短期过程,更契合投资规划需求。最后,以某城市配电网格作为算例系统验证了所提方法的可行性。     

基于需求侧减排的节能调度及其改进NSGA-Ⅱ算法

提出一种基于需求侧减排的节能调度方法,在此基础上,建立基于火电机组负荷分配和需求控制方案最优的双层优化模型,设计了迭代算法,并利用改进NSGA-Ⅱ法对下层多目标模型进行求解。算例分析表明,该模型在保证电网运行经济性的前提下,能使发电和需求侧的污染物排放水平显著降低,并能提供各发电机组的调度方案及需求的控制方案,具有一定的实用性;所提出的改进NSGA-Ⅱ法与一般NSGA-Ⅱ法、多目标遗传算法相比,能改善帕雷托解集的空间分布,降低迭代次数,因此性能更优。     

基于可靠性显式表达的交直流混合配电网规划方法

为了克服基于启发式优化算法难以得到交直流混合配电网规划模型最优规划方案的缺点,同时在规划时更好地兼顾交直流混合配电网的经济性与可靠性,文中基于改进的配电网可靠性显式表达方法和线性潮流约束,提出了计及可靠性成本的中压交直流混合配电网的混合整数线性规划模型。所提模型以最小化投资建设成本、运营成本、可靠性成本为目标,对配电网中的节点建设类型以及待规划支路进行规划求解。然后,将得到的交直流混合规划方案与交流规划方案和直流规划方案进行了比较。最后,分析了换流器故障率对交直流混合配电网规划结果的影响。     

基于LCC和改进粒子群算法的配电网多阶段网架规划优化

市场环境下,配电网规划方案全寿命周期经济性变得越来越重要。基于设备全寿命周期成本建立了配电网多阶段网架及开关布置规划新模型,模型同时考虑了规划方案初始投资、运行维护成本、停电成本、报废成本;在满足各阶段负荷发展需求的条件下,以规划项目全寿命周期经济性最优为目标函数确定不同支路的建设时间;建立了配电网停电成本计算模型,该模型反映了停电频率、停电持续时间及停电电量对停电成本的综合影响。提出一种将均值聚类与随机粒子群算法相结合的改进离散粒子群算法对上述模型进行求解,该算法克服了基本粒子群算法的"早熟"问题。该规划方法使得规划方案不仅满足全寿命周期经济性最优,而且兼顾一定的可靠性水平。规划实例验证了上述模型和方法的正确性和有效性。     

考虑电压权重的配电网分布式电源优化配置

为更合理配置分布式电源(Distributed Generation,DG),提出考虑电压权重因子的配电网DG优化配置模型。该模型以电压总偏差和包括DG投资运行维护费、网损费、购电费的总费用为目标函数。通过在该模型的电压总偏差目标函数中引入电压权重因子来反映DG配置对各节点电压的影响和反映对用户电压质量需求的评判,从而使优化过程有利于较大电压偏差的节点或具有电压评分较高的节点的电压幅值更容易接近其期望值。基于拉丁超立方抽样得到DG和负荷的状态,采用NSGA-Ⅱ算法和基于信息熵赋权的灰靶决策算法得到最优方案。仿真算例表明文中所提方法的可行性和有效性。     

配电网开关优化方法研究及应用

为了寻找配电网薄弱环节,在配电网改造过程中兼顾电网的可靠性与经济性,利用可靠性成本效益分析法的基本原理,建立了配电网开关优化配置的数学模型及算法,开发了基于免疫算法的配电网开关优化程序。利用该程序,对长安西、金花变电站14条10kV馈线进行了开关优化配置计算,得到了最优开关配置方案,并在长西线、首堡线改造中实施了该开关配置方案,证明了其科学性及有效性。     

基于改进NSGA2算法的配电网项目组合优选方法研究

电力体制改革新形势以及电网发展的新阶段,要求电网企业加强电网的精准化投资。面对电网投资项目资金需求不断加大而资金总额有限的情况,需要对电网项目进行多目标组合优选以实现综合效益最大化。为此以配电网项目为研究对象,提出一种基于改进的第二代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm 2,NSGA2)的项目多目标组合优选方法。基于灰色预测方法计算总投资情况,从安全性、经济性、紧迫程度3个属性构建配电网项目综合评价体系,对项目进行综合评价;设定多个目标函数及约束条件,通过网格搜索改进NSGA2算法进行项目组合优选,使算法具有更强的全局搜索能力和收敛能力,实现满足多目标的项目组合优选;最后通过算例分析,验证上述多目标项目组合优选方法的有效性及可操作性,对提高配电网精准投资管理水平具有指导意义。     

基于信息熵和模糊分析法的配电网投资效益评估及决策

随着电网建设规模增大,完善配电网建设改造方案,做好配电网投资,对保证优质的电力供应和地区经济社会发展具有重要的意义。针对大量可选改造措施,提出一种适用于配电网经济改造的投资效益评估和决策模型。首先,考虑分布式清洁能源、配电自动化等主动元素,从技术性能和经济效益两方面出发,建立了配电网技术经济评估指标体系。根据配电网改造项目的投资效益单体评估结果,结合信息熵和模糊分析法建立了改进的配电网投资效益综合评估方法和评估模型。在量化打分和综合排序基础上,以资金约束和性能约束为条件,建立了针对项目组合优选的配电网投资决策模型。通过算例验证了所提模型的有效性。研究结果对于指导未来配电网投资效益评估与投资决策发展有重要意义。     

基于随机机会约束规划的有源配电网多目标规划

含分布式新能源配电网规划均采用被动、保守接入分布式新能源的规划方法,固然保证了配电网安全,但并没有反映分布式新能源的出力特征,因而造成不必要的配电网建设投资。为了解决这一问题,采用基于随机机会约束规划的有源配电网规划方法,将有源配电网规划中必须满足的硬性约束条件转变为较高置信度的软约束形式,同时,在模型中引入反映经济效益的投资成本、网络损耗以及反映配电网供电安全性的电压偏移度这3个目标函数作为优化对象,形成了有源配电网规划的多目标随机机会约束规划模型。采用结合量子法改进的非支配排序多目标优化遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm2, NSGA-2）求解获得非劣解帕累托前沿,在此基础上,运用逼近理想解排序法（technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS）对非劣解排序得到最优方案。最后,以57节点的配电网网络为算例,验证了方法的可行性、有效性。     

基于灰靶决策和NSGA-II的配电系统分布式电源多目标优化

为优化分布式电源(Distributed Generation,DG)的安装位置和容量,以节点电压总偏差、DG投资运行维护费用、网损费用和购电费用为目标函数建立DG优化配置的多目标数学模型。模型中采用拉丁超立方抽样对DG和负荷的概率模型进行状态抽样,以计及DG出力和负荷的不确定性。运用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)算法求解建立的模型得到Pareto解集。采用基于信息熵赋权的多目标灰靶决策算法从Pareto解集中选择最优方案。对25节点配电系统进行仿真计算,结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

考虑客户画像和能量枢纽的配电网多目标抢修重构模型

随着大规模风电以及能量枢纽接入配电网,配电网故障后抢修重构面临新挑战,提出一种考虑客户画像和能量枢纽的配电网多目标多故障抢修重构模型。通过对配电网用电客户多因素精准画像,确定权重,建立兼顾客户画像和能量枢纽的配电网多目标抢修重构模型,提出一种改进NSGA-II算法以适应对模型求解,从而获得Pareto解集,并利用模糊最大满意度进行决策。算例仿真表明所提模型正确有效,与传统模型相比更加精细而客观。     

基于全生命周期投入产出效益的电网规划精准投资方法

电网投资建设规模持续增长,迫切需要一种电网规划精准投资方法,提高电网投资的经济效益。提出一种基于全生命周期投入产出效益的电网规划精准投资方法。首先,针对电网规划投资需要解决的不同问题,制定典型的电网规划投资场景,并分为刚性需求场景和弹性需求场景两类,统筹考虑不同场景所侧重的投入产出效益,建立电网规划全生命周期投入产出效益的综合评价指标体系和评价方法;其次,选取6种典型电网规划投资场景,为每种场景制定2种可行的规划方案,对不同规划方案进行全生命周期投入产出效益计算,并按照效益水平对可行方案进行优化比选,得到各种场景下的最优方案,按照优先考虑项目重要性、其次考虑项目投入产出效益的原则对最优方案排序,按照最优方案排序表,逐一安排项目,直到项目投资金额大于总投资计划或者安排完所有项目,得到电网规划投资的项目安排结果,实现电网规划精准投资;最后,结合某省级电网进行实证分析,结果证明该方法具有可行性和实用价值。     

考虑分布式电源出力随机性的多目标故障恢复

为充分利用分布式电源的出力,并谋求配电网故障恢复时的最优方案。文章充分考虑分布式电源出力的不确定性,建立了光伏发电机和风力发电机的机会约束模型。利用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化控制,并提出了主网进行故障恢复时的动态恢复方案。最后,在改进的IEEE33节点系统中进行了仿真。仿真结果表明应综合考虑失电负荷和有功网损的影响来制定故障恢复的决策。     

基于理想解法和灰色关联度的配电网投资效益评价

配电网投资效益将直接影响未来电网规划,合理的配电网投资效益评价对电网建设将起到重要的指导作用。针对配电网投资建设过程中产生的项目效益和管理效益,选取了21项指标,构建配电网投资效益综合评价指标体系,结合理想解法和灰色关联度建立了配电网投资效益评价模型,利用相对贴近度来评价各样本的优劣。以某电网公司的3个分公司的配电网投资为例,对其投资效益进行评价,验证了该模型的有效性和合理性。     

考虑效益耦合和时序关联特性的配电网规划项目多阶段双Q优选

电网企业在有限的预算下进行配电网规划项目优选是配电网精准投资的关键,但目前规划项目优选很少定量考虑项目间相互关系对配电网绩效提升的影响。定义配电网规划项目效益耦合和时序关联的相互关系,并在配电网双Q规划方法的基础上,结合不同地区的供电可靠性差异化要求,以停电损失减少量衡量配电网项目提升的可靠性效益,建立综合考虑效益耦合和时序关联的多阶段多区域配电网规划项目优选模型。含多个供电区域的配电网规划项目库的算例结果验证了所建模型的合理性和有效性。