考虑分布式发电孤岛运行方式的智能配电网供电恢复策略研究

鉴于传统的配电网供电恢复算法都没考虑分布式发电孤岛运行产生的影响,提出考虑DG孤岛运行方式下的智能配电网供电恢复算法。当配电网发生严重故障引起大面积停电时,对DG进行孤岛划分,DG按孤岛划分方案转入孤岛运行模式维持对孤岛内重要负荷供电。采用基于二进制粒子群优化算法的供电恢复算法对孤岛外非故障停电区域进行供电恢复,在维持孤岛内重要负荷供电的前提下最大限度地对孤岛外停电区域恢复供电。最后将该算法应用到33节点测试系统,仿真结果验证了该算法的有效性。     

含分布式电源的配电网故障恢复策略

针对含分布式电源配电网故障,把配电网的负荷分为岛内负荷和岛外负荷,分别进行供电恢复。对岛内负荷采用基于广度优先搜索算法进行孤岛划分,由分布式电源恢复岛内负荷的供电;对岛外负荷采用基于蚁群算法的网络重构进行供电恢复。最后以IEEE33节点系统验证故障恢复的两个部分,证明了故障恢复策略的可靠性。     

分布式发电相关问题研究 含分布式电源的配电网故障恢复策略

针对含分布式电源配电网故障,把配电网的负荷分为岛内负荷和岛外负荷,分别进行供电恢复。对岛内负荷采用基于广度优先搜索算法进行孤岛划分,由分布式电源恢复岛内负荷的供电;对岛外负荷采用基于蚁群算法的网络重构进行供电恢复。最后以IEEE33节点系统验证故障恢复的两个部分,证明了故障恢复策略的可靠性。     

含分布式电源的配电网供电恢复的多代理方法

针对含分布式电源的配电系统,特别在考虑了由分布式电源和负荷组成微网运行的情况下,建立了以恢复负荷最多、开关操作数最少为目标的供电恢复模型。在提出配网调度中心、微网、分布式电源三者的分层协调控制策略的基础上,应用多代理理论,建立了一个由全系统控制协调代理（CAG）、微网控制代理（MGAG）、分布式电源代理（DGAG）以及母线代理（BAG）组成的多代理系统,在保证配电网辐射状运行、满足配电网电压与电流及馈线容量等约束条件的情况下进行供电恢复。通过分析一个含2个变电站、14条母线和4个分布式电源的配电系统的单重及多重故障供电恢复问题验证了该方法的有效性。     

基于智能配电终端的分布式供电恢复方法

针对配电网集中式供电恢复方法存在信息交互范围大、集中式决策系统计算量大等问题,提出了一种基于智能配电终端的分布式供电恢复方法。描述了以智能配电终端为核心的分布式供电恢复系统的结构和功能,在基于智能终端间对等通信交互信息的基础上,提出了分布式供电恢复的实现方法,包括分布式拓扑搜索和供电恢复控制两部分。首先采用分布式的方法搜索非故障停电区域,然后基于逆向搜索与约束条件相结合的方法确定可恢复供电区域,最后考虑分布式电源的特性和约束条件确定孤岛运行区域。提出了与分布式供电恢复网络拓扑搜索过程相适应的约束条件简化求解方法,以电网逐步戴维南等值为基础,在确定可恢复供电区域的搜索过程中实现功率、电压、支路潮流约束验证,同时还考虑了电网有分支时对约束条件的修正,无需进行集中式的潮流计算。算例分析验证了所提方法的有效性。     

含非可靠分布式电源的配电网孤岛划分

当大量分布式电源接入电网时,合理的孤岛运行方式可以在配电网故障期间充分发挥分布式电源的潜能,提高配电系统运行可靠性。根据分布式电源的供电特性和配电网孤岛运行的特点,建立了不同可靠性类型的分布式电源联合供电表达式,并根据电力负荷的等级和可控性,在满足各类安全约束的基础上,建立了优先恢复一、二级负荷供电,提升配电网最大供电收益的智能配电网孤岛划分数学模型。该模型全部采用解析性表达,利用数学优化方法求解,最大程度上实现解的最优性。经多个算例的计算结果,证明了所提模型的有效性和实用性。     

含分布式电源的复杂配电网故障恢复

考虑到实际配电网复杂多变及负荷等量测数据大量缺乏,建立基于等效负荷的配电网简化模型,减小了计算时间,并可以反映配电网的潮流分布。提出了一种针对含分布式电源的复杂配电网故障恢复方案,当配电网发生故障引起大面积停电时,首先在已知分布式电源容量的情况下确定各孤岛系统的最佳供电范围,转入孤岛运行模式以保证重要负荷的持续供电,然后依据启发式规则对剩余失电网络进行供电恢复并利用改进支路交换法对恢复后的网络进行重构优化,使得失电负荷和网损都尽可能少。算例表明,提出的方案能够有效地解决含分布式电源的配电网故障恢复问题。     

基于用户停电损失评估的有源配电网灾后供电恢复模型

当自然灾害等极端事件发生时,配电网可能受到严重破坏,引起大停电事故并造成重大经济损失。为了有效地减少由极端事件引发停电造成的经济损失,文中提出了基于用户停电损失评估的有源配电网灾后供电恢复模型,利用多种分布式电源和储能系统快速恢复重要负荷,提升配电网韧性。基于不同类别电力用户停电损失的间接评估方法,建立了最小化用户停电损失的目标函数,并针对孤岛融合提出了改进辐射状拓扑约束,实现孤岛数目的在线优化。结合多种配电网供电恢复约束,将包含不同类型分布式电源和储能系统的配电网多时间段故障恢复问题建模,并线性化为混合整数线性规划模型。最后,通过改进的IEEE 33节点配电系统算例和仿真验证了所提模型的有效性。     

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。     

基于IEC 61850的主动配电网故障自恢复多代理系统

鉴于分布式能源(DER)在电力系统中的渗透率不断上升,可孤岛运行的DER对配电网馈线故障及恢复供电有新的影响,为此提出一种基于IEC 61850的主动配电网(ADN)故障自恢复多代理系统(MAS)。该MAS由部署在馈线分段开关上的领导代理和馈线其他元件上的成员代理组成。重点基于IEC 61850的信息模型研究了自治区域代理之间的功能布局和通信流程,故障区域通过代理之间的通信与协商完成故障定位、隔离和供电恢复。MAS考虑了ADN架构和各区域负荷供电特性,并顾及与IEC 61850在ADN中的兼容性和适用性。仿真结果表明所提MAS满足ADN中各设备之间的互操作性和可配置性,确保ADN供电恢复的可靠性和安全性。     

含分布式电源的配电网供电恢复模型及改进贪婪算法

分布式电源及储能系统的并网运行使配电网供电恢复更加复杂。基于功率可控分布式电源及储能系统倍率放电、荷电状态与孤岛运行时间等因素,提出了孤岛运行约束条件及孤岛备用容量模型;提出了以恢复供电负荷最大为目标函数,考虑孤岛运行备用容量约束、无电磁环网运行约束、支路潮流及节点电压约束的配电网供电恢复模型。结合配电网辐射状网络、负荷依次接入的特征,提出了逐步最优的改进贪婪算法,分别以可供电功率最大与线损微增率最小为选择判据,求解故障后配电网网络重构与孤岛划分。通过算例验证了考虑孤岛并网备用容量的供电恢复模型与改进贪婪算法,并对算法效率进行了比较分析。     

含分布式电源的配电网多代理故障自恢复系统

提出一种完全分布式的多代理系统(multi-agent system,MAS),来实现包含分布式电源配电网的故障自恢复功能。该MAS由母线代理组成,每一个母线代理(bus agents,BA)都具备独立引导供电恢复的能力,通过BA之间的通讯与协作来完成供电恢复任务。为保障BA间通讯的有效进行,制定了深度优先通讯机制,该通讯机制与深度优先搜索类似。该MAS不仅能处理单一故障的情况,而且能处理连锁故障的极端情况。采用Java语言和多代理开发框架设计MAS。通过典型的故障算例验证了该MAS的有效性。     

重合闸与低电压穿越相配合的有源配电网故障恢复方案

分布式电源的接入给配电网的运行方式带来了较大影响,同时也使配电网对故障恢复方案提出了更高的要求。通过对配电网重合闸和分布式电源处电压变化的分析,考虑重合闸对DG低电压穿越的影响,提出了一种重合闸与低电压穿越相配合的有源配电网的故障恢复方案。该方案预先对分布式电源划分计划孤岛区域,并根据故障位置、孤岛区域以及分布式电源处电压变化等不同故障情况对有源配电网实施不同的供电恢复方法。最后通过PSCAD模型仿真验证了所提方案的可行性和有效性。     

主从控制模式下有源配电网供电恢复研究

有源配电网发生故障后,综合利用备用联络线路与内部DG的孤岛运行能力为故障后的停电负荷综合恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。针对此综合优化问题,提出了DG孤岛运行静态稳定裕度水平的概念,建立了有源配电网恢复供电的多目标数学模型,并通过将备用联络线路等值为DG的方式,有效简化了综合优化问题的复杂性。鉴于配电网的分布式结构及供电恢复决策的多阶段性,基于多代理技术构建了由协调层、决策层和设备层构成的多层分布式智能决策系统,并充分考虑了DG的类型及控制方式,基于孤岛的主从控制模式对恢复供电方案进行了优化计算。最后对包含3条馈线、7台DG的有源配电网的恢复供电进行了仿真计算,仿真结果表明所提模型与算法能够充分利用备用线路和各种DG资源,恢复方案切实可行。     

含分布式电源的配电网多目标供电恢复

为充分发挥分布式电源的优势,进一步提高配电网的供电可靠性,提出考虑分布式电源孤岛运行的多目标供电恢复算法。在分析含分布式发电配网故障到供电恢复流程的基础上,采用二进制粒子群算法搜索Pareto非支配解获得供电恢复方案。根据对开关动作次数和网损侧重点不同,为减少Pareto非支配解的数目,可分别优先考虑负荷损失最少、开关动作次数最少和负荷损失最少、网损最小为目标得到Pareto非支配解,然后分别计算网损、开关动作次数,从中选择非劣解,兼顾了供电恢复过程中负荷损失、开关动作次数和网络损耗。方法可生成具体供电恢复方案由用户根据情况灵活选择。最后通过IEEE 33节点测试系统验证了算法的有效性。     

计及故障重构的含分布式电源配电网可靠性评估

含分布式电源配电网具有灵活的故障重构能力,使传统的可靠性评估解析算法难以适用.为此,文中计及了负荷功率及风力发电和光伏发电出力的随机性,推导了负荷获得分布式能源供电的概率计算公式.在此基础上,提出了计及故障重构的含分布式电源配电网的可靠性评估快速算法.利用该算法,对不同故障重构策略下美国PG&E 69节点配电网的供电可靠性进行了计算分析.结果证明了文中理论分析的正确性,验证了所述方法能全面、定量地评估含分布式电源配电网的供电可靠性,表明其可为配电网故障快速恢复策略的制定和评价提供理论依据.     

有源配电网的综合供电恢复及改进遗传算法

随着分布式电源在配电网中渗透率的提高,利用DG的孤岛运行能力为故障后配电网中非故障区域的停电负荷恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。在考虑功率平衡、DG孤岛个数和配电网内联络开关的影响因素下,对有源配电网的恢复供电进行了研究。通过将备用联络线路等值为DG,在恢复决策过程中同时考虑DG与联络开关,提高了整体方案的优越性。在利用DG对负荷恢复供电的过程中,充分考虑了DG的类型及控制特性,通过将DG分为主电源和从电源,研究了主从控制模式下孤岛供电的恢复方案。在孤岛划分过程中,采用改进遗传算法进行了求解,结合有源配电网的网络结构以及故障后孤岛的主从控制模式,提出了染色体编码时的两大约束条件以及基因组与基因子块的概念,染色体间的交叉和变异操作全部基于基因组进行操作,有效避免了无效解的产生。最后对一包含3条馈线、7台DG的配电网进行了仿真研究,验证了所提方法的有效性。     

含分布式电源的配电网故障恢复研究综述

随着分布式电源大量接入配电网中,传统的配电网故障恢复方法不能再应用于含分布式电源(DG)的配电网中。分析了DG的运行方式以及对故障恢复的积极作用,论述了含DG的配电网故障恢复的策略、数学模型与优化的研究现状,总结了不同策略应用于DG条件下配电网故障恢复的利弊,并指出了今后研究的问题和方向。     

基于Multi-agent的含分布式电源配电网故障处理方法

针对分布式电源(DG)接入配电网后配电网故障情况变得更加复杂等问题,提出了一种基于多代理系统的配电网故障处理方法。系统采用分层分布式结构,由系统协调代理(SCA)、子站代理(SSA)和FTU代理(FTUA)组成。系统启动后,SCA将整个配电网划分为若干个继电保护子区域,当配电线路发生故障时,FTUA基于闭锁式方向纵联原理将故障瞬时隔离,可以实现配电线路的全线速切,SSA以相对重要负荷切除量最小为供电恢复目标函数。通过各层Agent之间的合作和协调,该系统能够及时准确地完成故障检测、隔离和恢复。在JADE平台中设计并开发了多Agent系统(MAS),以1个双电源供电的手拉手配电网为例,通过对比含DG与不含DG时的故障恢复结果,验证了MAS能够保证开关动作的选择性,并且具有较高的可靠性。     

配电网故障智能研判与快速复电方法研究

以传统配电网馈线自动化技术为基础,研究在分布式电源接入情况下的故障定位、故障隔离与非故障区域恢复供电技术,开发出基于配电自动化主站系统的分布式电源建模、接入监视以及故障研判系统,并结合配电终端设备初步实现智能配电网的自动恢复供电功能。该研究成果在厦门电业局运行后达到了预期效果。