多阶段多属性配电网规划项目优选模型及求解

目前配电网规划项目优选方法很少考虑负荷增长速度快慢对项目供电效益和项目入选年的影响,也很少同时考虑项目的紧急程度、技术效益和经济效益,为此建立以技术效益和经济效益最大为目标的中低压配电网规划项目优选模型。根据项目的紧急程度对项目技术效益进行奖优罚劣,为衡量项目供电效益的逐年变化速度,采用差异化权重法得到项目投产后5 a的供电效益综合水平。提出改进的多目标粒子群算法求解模型,得到一系列目标互有优势的项目组合方案,根据供电企业的目标偏好对项目组合方案集进行多级筛选,得到最优项目组合方案。以某地区配电网规划项目库为例,优选结果表明所提模型能更好地考虑项目的紧急程度和供电效益变化速度,并实现多区域多目标综合提升。     

考虑配电网结构的电力系统综合负荷建模

电力系统综合负荷模型结构是负荷建模领域中最为基础和关键的问题之一。在电力系统仿真计算中,负荷模型直接与变电站高压母线连接,而负荷一般通过高压配电网接入电网,这在现有的综合负荷模型未能体现。文中提出了一种适用于负荷建模的高压配电网建模方法,基于不复杂化综合负荷模型,将高压配电网等效模型集成至负荷模型中,从而构建了一种考虑配电网结构的综合负荷模型。通过仿真分析可知,所提综合负荷模型在模型描述能力、电压适应范围等方面相较于已有的综合负荷模型有显著的提高,其2种结构形式在模型综合性能方面相近,在参数稳定性和维持负荷电压稳定方面差异不显著。     

考虑DG与负荷不确定性的主动配电网重构

分布式电源(Distributed Generation,DG)以其清洁性的特点越来越多的接入配电网中,但是具有明显的不确定性,所以本文主要考虑了DG与负荷的不确定性对主动配电网重构的影响。针对DG与电力负荷的不确定性,通过信息熵与场景划分法相互结合,根据负荷曲线将负荷划分为多个场景,并且以Wasserstein概率距离指标对风力发电与光伏发电的场景进行划分。提出“无重复”的环路编码与初始种群生成策略,提高了优化效率。建立基于有功网络损耗期望值的多场景配电网重构模型,最后使用改进的烟花算法对制定场景的重构目标函数进行优化。     

考虑需求响应不确定性的主动配电网优化调度

需求响应的多样性和不确定性给主动配电网的运行带来了很多不利影响,为此本文从各类需求响应行为的特征出发,构建了考虑需求响应不确定性的主动配电网优化调度模型。首先针对价格型需求响应,利用消费者心理学原理和价格修正系数来描述经济因素所引起的需求响应不确定性,进而利用不确定参数和范数约束条件来表示非经济因素对需求响应的影响,从而更精细化地刻画了价格型需求响应的不确定性并能够引导用户更好地参与需求响应;然后针对激励型需求响应,构建了可中断负荷与可激励负荷的融合机制及其相应的机会约束来减小负荷峰谷差;最后本文以运行成本和多种需求响应成本的综合成本最小为目标,计及多种系统约束和需求响应约束条件,建立了主动配电网优化调度模型。结合算例分析证明了本文所提模型的优越性。     

基于CIM 模型的配电网网架拓扑结构问题优化∗

随着配电网的不断发展与扩大,网架拓扑结构不断扩张,最终会造成配电网网架结构愈加复杂与臃肿,许多规划之初避免的拓扑结构问题也日益显现.针对这一问题,提出了基于公共信息模型(C I M)的配电网网架拓扑结构问题优化方案.首先对CIM原有的数据进行简化与重构,提取出其中拓扑相关信息,极大减小了数据存储规模,简化了运算方式,为后续大数据规模应用提供了条件.其次提出了两种配电网典型网架拓扑结构问题的定义,并以降低配电网停电时户数为目标函数,提出了具体的网架优化方案.最后以某市实际网架数据为算例,对该方案进行了实例验证,最终的优化方案结果也得到了一线工程师的认可,表明所提出的网架优化方案可有效辨识出配电网中存在的网架问题,并提出相应有效的网架优化方案.     

考虑负荷差异化需求响应的配电网多目标扩展规划

为应对不断增长的能源需求和环境污染,发展分布式电源(distributed generation,?DG)、需求侧响应(demand response,?DR)成为促进全球能源体系发展的重要举措。基于此,提出基于改进k-means聚类和最优特征集提取的用电行为画像方法,以实现针对用户差异化用电特征的需求响应方案界定。然后,构建考虑差异化需求响应方案的配电网扩展规划模型,在决策目标中添加年综合成本、DG利用率等优化目标,采用规格化法平面约束法(normalized normal constraint,?NNC)求解帕累托最优解集。最后,在IEEE33节点系统上验证了该需求响应方案界定方法和扩展规划模型的有效性。     

考虑配电网络的综合负荷模型

介绍了电力系统稳定计算分析程序中常用的负荷模型,分析了上述负荷模型的结构及其在电力系统计算分析程序中的实现过程,指出了上述负荷模型的不足。根据变电站负荷的实际构成,提出了物理意义明确的综合负荷模型。该模型物理结构合理,可操作性强,可方便地模拟负荷元件和包括配电网络、无功补偿系统和接入低压电网的发电机的供电系统。2004年和2005年东北电网的4次三相短路试验验证了该综合负荷模型的有效性。     

考虑新型直流负荷接入的交直流混合配电网负荷承载能力分析

随着我国以新能源为主体的新型电力系统建设进程的不断加速,电动汽车充电设施、数据中心等新型直流源荷爆发式增长,科学、合理地计算交直流配电网的负荷承载能力,是当前城市配电网精细化评估与规划的关键环节.提出了一种考虑潮流约束和N－１约束的交直流混合配电网负荷承载能力评估方法,充分考虑N －１供电可靠性约束和各类用户的负荷时序特性不同及差异化的电能质量需求,建立了交直流混合配电网负荷承载模型,并以天津某地区两条实际馈线为算例验证了该评估方法的可行性和科学性.     

面向远景目标网架的中压配电网供电模型

针对目前国内对网架结构的研究主要集中于接线模式,未能体现区域电网中不同地形和不同负荷密度条件下变电站的供电结构的问题,借鉴国外高水平配电网典型供电模型设计理念,构建了适用于我国中压配电网的典型供电模型.首先分析了国外城市中压配电网供电模型的特点,然后对供电模型进行了定义,总结了其优势及特点,并提出供电模型构建的思路与原...     

考虑需求响应不确定性的配电网模糊可信约束规划

合理利用需求侧资源是延缓配电网规划和促进风电消纳的有效方式之一,但需求响应的不确定性会对配电网规划产生重要影响。为分析该影响,首先,针对用户参与需求响应的不确定性,引入了分时电价机制下的用户响应模糊模型,阐述了用户响应率误差的变化机理。然后,基于用户响应模糊模型,建立了考虑需求响应不确定性的配电网模糊可信约束规划模型;针对传统模糊模拟结合确定性潮流在校验可信性约束时计算效率低下的问题,提出一种内嵌增量潮流配合模糊模拟的遗传算法,降低了模型的求解难度。最后,建立了配电网潮流越限风险评估指标,用以评价需求响应不确定性对配电网安全性的影响。仿真算例表明所提模型和算法能有效提高配电网规划的安全性,降低由需求响应不确定性引起的节点电压和支路功率越限风险。     

计及源荷不确定性的主动配电网网架扩展柔性规划

在配电网源端与荷端的不确定性变量增多、主动性增强的背景下,进行适应发展需要的网架规划具有重要的研究意义。对系统中的不确定变量和主动控制变量分类建模,对经济性、可靠性和安全性技术目标做柔性处理,提出计及源荷不确定性的主动配电网网架扩展柔性规划模型;提出包含问题解耦、简化潮流和逆向搜索3个步骤的求解流程;结合19节点算例系统进行验证,算例结果表明采用提出的柔性规划模型和方法求解网架扩展规划问题具有有效性和可行性。     

计及不确定性的配电网合环点安全性与经济性评估

系统地研究了计及不确定性的配电网合环点安全性与经济性评估问题,并在某地配电网进行实际应用。首先,从配电网合环运行的实际需求出发,探讨一种配电网合环点的安全性与经济性评估的总体框架。其次,充分考虑电力系统状态的不确定性的影响,提出一种新的合环电流区间与网损区间计算方法。该方法可以确定合环电流和网损的变化范围,为配电网合环点的安全性与经济性评估提供依据。再次,提出一种新型的区间数比较方法,从可信度的角度对合环电流区间与网损区间的优劣情况进行对比。进一步提出一种新的配电网合环点的安全与经济性双层评估方法,从安全与经济两个层面选出总体最优的配电网合环点。最后,将所提方法应用于某地配电网合环点的选择中,结果表明了所提方法的可行性与有效性。     

考虑分布式新能源动态不确定性的配电网灾后时序负荷恢复方法

现有弹性配电网负荷恢复研究较少考虑到接入的分布式新能源出力不确定性及其动态更新对负荷恢复策略的影响,同时新兴的动态微电网技术能根据不确定因素的预测曲线灵活调整网络拓扑,进一步提升系统弹性。为此,提出了一种考虑分布式新能源动态不确定性的配电网灾后时序负荷恢复方法。建立了基于高斯Copula的不确定因素预测概率分布滚动修正模型,并提出了基于切片采样法的场景生成方法形成分布式新能源出力和负荷的典型场景;在考虑动态微电网划分的基础上,建立了配电网多时段负荷恢复模型;将滚动修正与负荷恢复模型相结合,建立了弹性配电网在线负荷恢复决策框架。所提方法在改进的IEEE 37节点馈线测试系统中得到了验证,算例结果表明其能充分考虑动态变化的不确定性以及灵活的配电网拓扑对负荷恢复策略的影响,从而有效提高系统的恢复能力。     

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。     

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。     

虑及现货市场不确定性的发电集团燃煤优化

燃料成本占发电总成本的比重极大。电力工业市场化改革使得发电企业面临的不确定性增加。如何应对市场不确定性,优化燃料配给,最大化自身利益是发电集团亟待解决的问题。建立了发电集团参与多个市场(或同一市场不同价区)竞争时,以集团利润期望最大为目标,虑及现货市场电价和上网电量不确定性的燃料配置优化的随机期望值模型,并以随机模拟、神经网络和遗传算法相结合的混合智能算法进行求解。实践和算例分析表明,该模型和算法能有效地解决市场环境下发电集团燃料的优化配置。     

考虑光伏出力不确定性的园区配电网日前运行计划

随着分布式光伏大量接入配电网,其出力的不确定性成为影响配电网安全运行的重要因素,在制定日前运行计划时需要予以考虑。提出一种以最小化购电费用和电压偏移期望为目标的园区配电网日前运行机会约束规划模型。使用高斯混合模型描述光伏出力的不确定性,并采用样本均值近似方法将表述电压越限概率的机会约束转化为确定性约束,从而将机会约束规划模型转化为确定性的混合整数线性规划模型。通过求解该模型得到最优的配电网日前运行计划。以IEEE 13节点标准算例和北京某高校校园配电网为例,验证了所提模型和方法的有效性。     

Robust dynamic network expansion planning considering load uncertainty

This paper presents a dynamic transmission expansion planning framework with considering load uncertainty based on Information-Gap Decision Theory. Dynamic transmission planning process is carried out to obtain the minimum total social cost over the planning horizon. Robustness of the decisions against under-estimated load predictions is modeled using a robustness function. Furthermore, an opportunistic model is proposed for risk-seeker decision making. The proposed IGDT-based dynamic network expansion planning is formulated as a stochastic mixed integer non-linear problem and is solved using an improved standard branch and bound technique. The performance of the proposed scheme is verified over two test cases including the 24-bus IEEE RTS system and Iran national 400-kV transmission network.     

基于机会约束规划的主动配电网最大供电能力双层优化

与传统配电网不同,接入主动配电网的可控分布式电源能够参与配电网的经济运行。可控分布式电源的出力分配由主动配电网的经济调度策略确定。为实现供电能力最大化,可控分布式电源通常运行在额定状态,这与经济运行的目标相背离。这一矛盾会对最大供电能力计算带来影响。提出一种基于机会约束规划的主动配电网最大供电能力双层优化模型。上层模型用于求解主动配电网的最大供电能力;下层模型在负荷增长的过程中结合主动配电网对可控分布式电源有效管理的特点,对可控分布式电源出力按经济调度原则进行分配。以改进IEEE-33配电系统为例对该模型进行验证,结果表明该模型可获得符合主动配电网经济运行要求的最大供电能力。