考虑转供与重构协同的多端柔性互联配电网供电恢复策略

柔性互联装置（FID）实现配电网不同馈线之间的柔性互联,可实现故障后配电网的快速恢复供电。该文以含直流网络的四端柔性互联配电网为研究对象,提出基于FID和网络重构的多端柔性互联配电网两阶段供电恢复策略。首先,在分析FID运行模式工作原理的基础上,提出了故障快速转供的FID平滑控制结构和考虑开关同期并网控制虚拟同步发电机（VSG）控制策略,支撑故障后第一阶段FID的快速供电恢复;然后,通过建立和求解考虑联络开关和FID容量限制的全局优化模型得出FID与网络重构相结合的第二阶段供电恢复策略,更大限度地恢复失电负荷;最后,利用PSCAD/MTDC仿真软件搭建了一个58节点四端含直流网络的柔性配电系统进行仿真验证。结果表明,所述供电恢复策略不仅能实现部分负荷的不停电转供,还能够通过网络重构大幅提高负荷恢复水平。     

基于云边协同的配电网无功电压控制方法研究

配电网的无功电压问题对于降低线损、提高供电质量至关重要。针对配电网中无功电压集中控制无法快速响应、就地控制难以整体协调的问题,结合边缘计算技术提出了一种基于云边协同的配电网无功电压控制方法。首先,搭建了AVC作为云控制中心,配电网支线作为边缘节点控制终端的云边协同框架;然后,在云端和边端部署调控模型优化无功电压;最后,利用云边协同的控制方式进行变压器和电容器的优化调控,达到配电网无功功率整体平衡。通过仿真验证了所提方法具有易协同、易调控的特点,从而解决了配电网中电压合格率较低、通信困难、网络时延较长等问题。     

考虑电压-无功调节的台区互联装置规划方法

伴随分布式能源广泛接入低压配网,对配电网运行灵活性和消纳能力要求不断提高。利用低压柔性互联装置将独立运行的低压配电台区分区互联,避免传统电压调节和无功补偿装置频繁动作。考虑柔性互联装置造价昂贵,协同传统电压-无功调节装置,提出了低压柔性互联装置的选址定容规划方法。首先,分析低压柔性互联装置拓扑结构和运行方式,建立其潮流模型。其次,建立低压柔性互联装置优化配置的双层规划模型,上层规划以年综合费用最少为目标,下层规划考虑电压-无功协调控制时间序列模型,以运行成本和电压偏差最小为目标,基于粒子群算法和混合整数二阶锥规划算法交替求解,得出配网系统最优柔性互联方案和最优运行方式。最后在IEEE 33节点算例上进行实例分析,验证该双层规划算法的有效性。     

基于储能型柔性互联装置的配电网孤岛恢复方法

为有效发挥储能型柔性软开关（soft open points with energy storage,E-SOP）灵活的故障恢复能力,提出了基于E-SOP的柔性互联配电网孤岛划分和故障恢复方法。首先,构建了双端变压器故障后,基于E-SOP的柔性互联配电网故障恢复模型;其次,以负荷恢复容量最大为目标,综合考虑功率平衡约束、E-SOP容量约束和电压约束,提出了基于拓扑搜索的柔性互联配电网孤岛快速划分和故障恢复方法;最后,对所提柔性互联配电网孤岛划分和故障恢复方法进行仿真分析。仿真结果表明所提柔性互联配电网孤岛划分方法计算速度快、划分效果好,能有效满足快速供电恢复的要求。     

基于多目标模糊优化的配电网柔性互联装置 运行配置

配电网中柔性互联装置优化运行方式能够提高配电网的供电可靠性,合理配置柔性互联装置需综合兼顾设备投资经济性、供电可靠性及运行经济性等。针对柔性互联装置的运行配置展开研究,提出了基于预想故障集下的平均失电负荷减少率,对柔性互联装置的布点进行了优化分析,筛选对供电可靠性影响较大的布点;采用多目标模糊优化对柔性互联装置的容量配置进行优化,建立了配电网最小失电负荷和最小网络损耗目标函数,采用模糊优化的贴近度对不同量纲的多目标函数趋近于优化解的程度进行衡量;同时考虑柔性互联配电网交直流潮流平衡的确定性约束、配电网负荷和分布式电源功率波动引起的支路安全电流和节点电压的不确定性约束。最后,基于改进的IEEE 33节点柔性互联配电网模型对所提运行配置方案进行了验证和分析。     

基于智能软开关优化配置的配电网柔性互联策略

针对优化互联配电网综合运行成本以及智能软开关（soft open point,SOP）配置问题,提出一种基于改进鲸鱼优化智能算法和二阶锥规划的混合算法。在分析SOP运行模型的基础上,利用蒙特卡洛法模拟风电与光伏功率分布特性,建立了一种考虑配电网购电成本、网络损耗、SOP损耗以及储能充放电成本的SOP优化配置模型;设计了一种基于改进鲸鱼优化算法和二阶锥规划结合的混合优化算法,实现不同配电网间SOP柔性互联选址与系统运行成本优化。基于IEEE33节点与IEEE69节点互联系统进行分析验证,并对比既有柔性配电网互联策略,结果表明,所提策略能够实现配电网间设备协调互补,有效降低系统综合成本,提高有源配电网运行的经济水平。     

基于云-边协同的配电网快速供电恢复智能决策方法

分布式电源高渗透率接入对配电网故障自愈能力提出了更高的要求。基于模型的供电恢复方法利用精准的网络参数构建优化模型,可以实现供电恢复策略的准确制定。但在配电网实际运行中,精准的配电网络参数往往难以获取,导致基于模型的供电恢复方法应用受限。云-边协同运行模式可作为配电网快速供电恢复的一种实现方案。提出一种基于云-边协同的配电网快速供电恢复智能决策方法。首先,在云端基于图卷积神经网络建立配电网快速供电恢复智能决策模型,包括网络重构模块和潮流模拟模块。当故障发生后,云端利用网络重构模块,快速制定网络重构策略,经过破圈法/避圈法验校后下发至配电网边缘侧的边缘计算装置。边缘侧根据云端的网络重构策略利用潮流模拟模块就地制定负荷恢复策略,实现系统的快速供电恢复。最后,依托改进的IEEE33节点配电网算例对所提模型进行分析,验证了所提方法可有效提升配电网的供电恢复能力。     

柔性配电网中考虑SOP优化的分布式电源双层规划

在分布式电源DG(distributed generation)广泛并网的背景下,配电网柔性互联技术成为解决源端强波动性与不确定性的重要发展趋势。以风电为研究对象,首次提出了含智能软开关SOP(soft open point)的柔性配电网中考虑网侧运行调节的DG双层协调规划方法。首先,分析了柔性配电网中SOP的组网模型及控制模式;其次,建立了源侧DG规划与网侧SOP运行联合优化、交替迭代的双层模型,上层以DG运营商收益最大为目标确定DG规划方案,下层以网络运行性能最优为目标实现网络的调节优化;提出改进帝国主义竞争算法及锥规划混合算法进行求解;最后,基于改进的33节点柔性网络,证明了所提双层模型及求解方法的有效性。     

城市配电网柔性互联系统故障重构研究

柔性电力电子开关(Soft Normally Open Point,SNOP)用于替代传统配电网中的联络开关,文中对SNOP单侧交流系统故障后进行恢复重构研究。SNOP在配电网故障后可提供电压支撑作用,在配电网故障恢复重构研究时,除了要考虑系统运行约束条件外,还需考虑SNOP的运行特性。文中首先建立了SNOP的潮流稳态模型;通过牛拉法潮流计算去掉不符合系统运行约束条件的开关组合;然后以二进制粒子群算法(Binary Particle Swarm Optimization,BPSO)为基础,建立以重要失电负荷最少、网损最小、开关操作数最少为目标函数,设置潮流、电压、电流等约束条件,寻求故障重构的最优开关组合。最后以两个IEEE33节点算例互联为例用matlab仿真,验证所建立模型和算法的可行性。     

基于智能软开关的智能配电网柔性互联技术及展望

以智能软开关(SOP)为基础的柔性互联技术将给传统的配电系统建设及运行方式带来巨大变革。文中围绕以SOP为核心的智能配电网柔性互联问题,对柔性互联技术理念、特征与优势进行了详细阐述,对未来SOP在智能配电网中的典型应用场景进行了分析,并分别面向运行优化、故障恢复、优化配置、装备实现等关键技术环节,对基于SOP的智能配电网柔性互联技术研究与发展进行了展望。     

柔性直流技术在配电网中的应用及运行控制

柔性直流技术应用于配电网可提高配电网的可靠性和灵活性。结合苏州工业园区两端口柔性直流互联的交直流混合配电网，分析了该区域在正常和故障情况下的运行控制策略。正常情况下，采用集中-分区的控制层级模式，利用柔性直流的运行特性和微电网控制技术，支撑新能源消纳、重载风险消除等多个场景。故障情况下，基于柔性直流带无源负荷的供电能力分析模型，通过配网主站系统、柔性直流控制系统和保护装置的协同配合，实现配电网故障的快速处置。     

含柔性软开关的有源配电网故障恢复策略

随着智能配电网的发展,新型的电力电子装置柔性软开关(SOP)替代配电网中传统的联络开关(TC),可增加配电网运行控制的灵活性。分析了含SOP的有源配电网正常运行和故障情况下的SOP控制模式。对于配电网中部分失电区域由于严重故障致使无法通过联络开关连接到端电源的情况,文中将该失电区域称为失联侧子网,将其余可以通过联络开关与上级网络相连的区域称为联网侧子网,并据此提出了由SOP和分布式电源协同供电的故障恢复策略。该策略考虑了联网侧子网的转供能力,可为失联侧子网恢复运行提供相应的约束。通过设定SOP为Vf控制模式,以总失电负荷加权值最小、脱离主网分布式电源最少,以及网络损耗最小为目标函数,建立了含SOP的配电网故障恢复模型,优化变量为联络开关状态及SOP的出口电压,采用混沌蚁群联合优化算法进行求解。采用含SOP的单回IEEE 33节点系统、手拉手双回IEEE 33节点系统作为测试算例,从恢复策略和负荷波动适应性两个层面验证了所提故障恢复策略的有效性,仿真结果表明该恢复策略不仅能实现配电网失联侧最大恢复供电,还能保证配电网联网侧的正常运行。     

考虑低压台区柔性互联的配电网最大供电能力

“双碳”目标下,配电网将承载分布式发电、电动汽车、电采暖等低碳技术的大规模应用,面临着承载能力不足、负载不均衡以及电能质量等问题的严峻挑战,而低压台区柔性互联技术被认为是应对上述挑战的有效手段。因此,研究了考虑低压台区柔性互联的配电网最大供电能力(TSC)。首先,给出了考虑台区柔性互联的配电网典型结构以及运行方式,建立了考虑柔性互联设备多端口潮流灵活分配、负荷多级转供的配电网TSC模型;其次,针对所提TSC模型的非线性非凸特征,提出了基于分支定界算法的模型求解方法;然后,计算了实际台区柔性互联配电网算例的TSC,并进行N-1安全性校验;最后,观测了不同低压柔性互联设备容量下TSC数值的变化规律,给出了台区柔性互联配电网的规划运行建议,为低压台区柔性互联技术在配电网的大规模应用提供了理论基础。     

基于混合编码方式的配电网故障恢复算法研究

为提高遗传算法求解配电网故障恢复问题的效率,提出了一种染色体混合编码模型。对配电网的网络拓扑进行节点深度法编码,通过相应的交叉变异操作,产生可行的配电网生成树。非故障失电区的可中断负荷采用0-1编码,实现切负荷控制,增加故障恢复的灵活性。这种混合编码方式可以大大降低不可行解的数量,加快算法收敛速度。采用多目标优化算法NSGA-Ⅱ,减少权重系数主观性对最优解的影响,实现各个优化目标的协同进化,可以为调度人员提供多个最优恢复方案。算例计算结果验证了所提出的模型和算法的正确性和有效性。     

基于鲁棒优化的电-气互联型主动配电网故障恢复方法

电-气互联型主动配电网作为能源利用的重要形式,其故障恢复对于提升系统供电可靠性至关重要。针对电-气互联型主动配电网故障恢复问题,计及系统不确定性采用鲁棒优化理论建立故障恢复方法。模型以风光出力和故障恢复方案分别为自然决策者和系统决策者,令两者进行博弈。其中以最大化失电负荷量为目标函数,计及区间形式不确定性约束建立自然决策者模型。以最小化失电负荷量,计及电气互联约束、电能网络辐射状约束,功率平衡约束、电能网络运行约束建立系统决策者模型。基于两阶段松弛法设计故障恢复鲁棒优化模型的求解步骤。最后通过一个算例验证了所建立模型的有效性。     

基于一致性算法的柔性互联配电网负载均衡控制

传统配电网馈线负载均衡依赖网络重构来解决,但不能保障参与重构每回线路的负载动态均衡。强随机性分布式电源及冲击性负荷的高比例接入,加剧了配电网中馈线负载的实时不均衡,限制分布式电源接入容量。而网络重构动作过程的时间尺度较长,难以解决含高比例分布式电源的主动配电网负载不均衡问题。柔性互联配电网能够实现馈线间准确的潮流控制,显著有利主动配电网运行。为了解决有源配电网中馈线负载不均衡问题以及分布式电源的就地消纳,提出了一种动态调节的基于柔性互联的馈线经济负载率模型,提高了馈线运行的经济性的同时实现了分布式电源的就地消纳。同时将一致性算法与负载均衡控制策略相结合,避免了信息处理集中化的同时实现了非健全通信网络下系统的稳定运行。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建四端柔性互联配电网仿真模型验证了所提模型与控制策略有效性。     

基于主从博弈理论的能源互联配电网多能互补协调故障恢复方法

针对能源互联配电网故障恢复的问题,采用主从博弈理论进行建模,所建立的能源互联配电网故障恢复模型计及了多个能源子网之间的多能互补协调。以发生故障后电能子网开关状态为主体博弈者的策略,以能源互联配电网故障恢复后系统的失电负荷量最小为主体博弈者的支付;以包括电能子网、热能子网、气能子网以及交通子网在内的各能源子网优化运行计划调整为从体博弈者的策略,以系统在故障期间综合运行成本最小为从体博弈者的支付,并计及各能源子网运行的必要约束。主体博弈者在提供故障发生后开关状态的同时从体博弈者对能源互联配电网的优化运行计划进行调整。仿真算例表明,能源互联配电网相比于传统配电网,系统在故障恢复之后的运行经济性以及可靠性均更高。     

基于图论的含分布式电源配电网故障恢复算法

含分布式电源配电网的故障恢复策略对于配电网的安全性至关重要。针对含分布式电源和联络开关的配电网络,提出了基于图论的故障恢复算法。在充分考虑负荷恢复总量、开关次数和网络损耗的基础上,建立了含分布式电源的配电网故障恢复模型,以及配网故障恢复下的目标函数;设计了基于图论理论的不可行解修正和调整机制,即通过网络状态生成、网络区域划分、网络结构修正、负荷校验4个步骤,实现对不可行解的修正;利用量子离散粒子群算法其优越的优化特性,实现目标函数的最优;通过算例分析,验证了图论算法在智能优化算法中对不可行解修正的优越性和基于图论算法应用于配电网故障恢复问题上的有效性。     

含多端SOP柔性互联配电网供电恢复方法

智能软开关（soft open point, SOP）的应用使得多供区电网联合运行成为新趋势。针对含多端SOP柔性互联配电网的供电恢复问题,提出一种基于SOP和网络重构联合恢复供电的策略。在目标函数中考虑经济性与供电恢复效果,建立以总恢复负荷加权值最大、非失电供区负荷均衡指数最小和网络损耗最小为目标函数的供电恢复优化模型,并采用改进粒子群和二阶锥规划的混合优化算法求解网络重构方案与三端口智能软开关的功率转供供电恢复方案。以三端口智能软开关互联 3 个 IEEE33 节点网络为算例进行分析验证,结果表明,所提模型不仅能实现失电供区的最大恢复供电,还能保证非故障供区间的负荷均衡。     

馈线失电情况下基于柔性多状态开关的供电恢复策略

馈线发生故障时,柔性多状态开关能够迅速检测和隔离故障,并恢复非故障失电区负荷供电。基于此,建立了dq坐标下三端口柔性多状态开关故障离网侧和正常并网侧的动态数学模型,针对馈线失电故障情况,建立以失电区域负荷失电量最小、馈线负载均衡因子最大和网络损耗最小为目标的优化模型,通过GAMS软件求解得到非故障侧的功率转供分配方案,推导出最优的配电网供电恢复方案。根据功率补给方案计算值来确定功率控制模式下的有功功率参考值,并在MATLAB/Simulink中验证了三端口柔性多状态开关的动态响应特性和控制策略选择的有效性。