基于二进制粒子群算法的交直流混合配电网故障恢复方法

针对交直流混合配电网特殊的网架结构和电气特性,构建交直流混合配电网故障恢复模型。所提出的模型以故障恢复综合满意度指标为目标函数,并计及潮流约束、节点电压约束、支路传输约束和网络辐射状约束等约束。对所建立的模型设计两阶段优化求解流程,第一阶段采用二进制粒子群算法进行求解,第二阶段采用粒子群算法进行求解。最后通过一个算例表明,交直流混合配电网故障位置对故障恢复策略以及故障恢复综合满意度指标有着较大影响,同时所提出的模型适用于交直流混合配电网故障恢复问题。     

计及电能质量的分布式电源并网优化研究

分布式电源在配电网中并网的情况越来越普遍,但分布式电源输出功率的波动性和不确定性会给配电网的运行带来很大影响.在分析分布式电源功率特性及其对配电网的影响的基础上,建立了计及电能质量的分布式电源并网优化数学模型,通过对分布式电源并网位置和容量的优化来实现经济性和电能质量的相关指标,其中电能质量评估指标为节点电压偏差和电压总谐波畸变率,模型的求解则采用提出的改进遗传粒子群融合算法.建立分布式电源并网优化仿真实例,验证了优化模型及求解算法的有效性和优越性.     

基于随机机会约束规划的面向能源互联的 主动配电网选址定容方法

面向能源互联的主动配电网作为能源互联网的重要实现形式,是目前智能配电网领域的前沿方向。针对面向能源互联的主动配电网选址定容问题,计及系统不确定性采用随机机会约束规划建立模型。考虑到系统多能互补协调特性,采用全寿命周期成本理论计及设备购置成本、安装成本、运行维护成本、系统运行成本以及残值回收,以概率形式的配电网选址定容综合成本为目标函数,计及设备配置容量约束、系统供能可靠性约束、功率平衡约束、设备运行约束等必要约束条件建立模型。对基本人工鱼群算法引入反馈策略、全局最优记录以及自适应视野和步长进行改进,并采用改进人工鱼群算法对所建立的模型进行求解。最后通过两种选址定容场景的仿真,验证了所提方法以及算法改进的有效性。     

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。     

基于柔性互联技术的含高渗透率新能源配电网多目标优化运行

智能软开关（SOP）可控制潮流、提供无功补偿,进而改善配电网电压、降低网损。因此,针对可再生能源大规模接入配电网后电能质量下降问题,采用K-means算法构建风-光典型场景,同时建立了基于SOP、可投切电容器的含高渗透率分布式电源的主动配电网优化运行模型。该模型以电压偏差、系统网损最小以及系统运行成本最低为目标,综合考虑了能源利用率及系统运行稳定性。最后利用基于参考点的非支配排序方法的多目标优化算法（NSGA-III）进行求解,输出Pareto最优解集,并采用改进的IEEE 33节点系统对所建立模型的有效性进行了验证。     

含高渗透可再生能源的动态网络重构与无功电压调整协同优化

具有出力不确定性的可再生能源高渗透并入,导致传统单一的主动管理策略难以实现配网最优运行。在此背景下,提出一种动态网络重构与无功电压调整协同优化方法。首先,采用基于形态和幅值的双尺度相似性度量谱聚类算法对负荷进行聚类,进一步利用反映负荷曲线波动特征的自适应聚合算法对时段做出合理划分。其次,计及风光不确定性,构建考虑配电网动态重构与储能和微型燃气轮机出力调控协同的机会约束双层优化模型,模型上层以配电网综合运行成本最小为目标,下层以系统电压总偏差最小为目标,实现对配电网运行经济性和系统电压质量的综合优化。然后,针对该模型提出了基于十进制编码的改进鲸鱼优化算法和内点法相结合的混合策略对模型进行求解。最后,在改进的IEEE33节点系统中,对所提的运行优化模型进行分析和验证。仿真结果表明：所提双层优化模型能够有效提高电压质量和降低配电网运行费用,所提时段划分方法能够得到符合曲线变化趋势的分段方案,改进后的算法大大提高了求解效率。     

基于概率潮流法的含分布式光伏的配电网电压状态评估

为克服高渗透分布式电源接入所导致的传统配电网运行状态评估方法存在盲区的困难,对计及分布式电源随机特性的配电网电压质量的状态定量评估方法进行研究。首先引入一种半不变量结合Gram-Charlier级数展开的概率潮流计算方法,并建立含系统电压平均越限概率、节点电压置信区间和节点电压最大越限概率指标的评估体系。然后以分布式光伏为代表,构建了其有功出力服从Beta分布的概率模型,并定义一种改进的计及光伏波动特性的光伏渗透率指标,由此定量评估不同光伏渗透率对配电网电压质量的影响。最后验证该算法用于配电网电压质量状态评估的可行性。     

计及电能质量影响的智能配电网孤岛划分策略

现有智能配电网孤岛划分研究主要从功率平衡的角度出发,对电网安全约束考虑不充分,未考虑电能质量的影响,难以保证孤岛安全可靠运行。提出一种计及电能质量影响的智能配电网孤岛划分策略。故障后,首先计及联络开关进行网络连通性分析,进行初始孤岛划分。然后,对每个初始孤岛,建立切负荷-网络重构双层优化模型,并采用微分进化算法和混合粒子群算法求解,以降低搜索空间维数。具体地,在切负荷优化模型中,在允许频偏范围内充分发挥DG的调频特性,以减少负荷切除量;在网络重构优化模型中,建立包含频率约束、负序及谐波不确定性约束的电能质量综合约束集。提出基于序列二次规划法的配电网柔性潮流算法计算频率偏移条件下的孤岛潮流,引入点估计法进行负序、谐波不确定性分析,以改善孤岛的电能质量,提高其运行可靠性。最后,基于实际复杂配电网算例,验证了该策略的有效性和优越性。     

基于主从博弈理论的含分布式发电的主动配电网故障恢复方法

基于主从博弈理论针对主动配电网故障重构问题,建立了主动配电网故障恢复模型。以开关状态集方案作为博弈策略,以故障恢复综合满意度作为博弈支付,考虑网络辐射状约束、节点电压约束等约束条件建立主体博弈模型;以优化运行方案调整作为博弈策略,以故障期间运行成本最小为博弈支付,计及功率平衡约束、可控微电源运行约束等必要约束条件建立从体博弈模型。仿真算例表明了所提方法的有效性。     

基于无向生成树的并行遗传算法在配电网重构中的应用

随着以风电、光伏为代表的不可控型分布式电源在配电网中的渗透率日益提高,分布式电源出力的不确定性成为配电网重构中必须考量的重要因素。因此建立了以系统网损最小为目标,计及潮流方程、节点电压、支路潮流和配电网开环运行约束的配电网重构随机优化模型。模型以机会约束描述节点电压和支路潮流约束,采用基于拉丁超立方采样的蒙特卡洛法随机潮流进行检验。提出了基于无向生成树的并行遗传算法以实现配电网重构模型的并行求解。IEEE 33节点系统的测试结果验证了模型的合理性,并将所提出的算法与基于无向生成树的遗传算法、粒子群优化算法、蚁群搜索算法和改进和声搜索算法进行比较,验证了其高效性。     

基于主客观组合赋权法的低压配电网电能质量能耗综合评估

电能质量恶化导致低压配电网能耗明显增加,而目前多数研究局限于单一电能质量指标对单一电网设备能耗造成的影响,缺乏整体性分析。对此文章提出一种基于主客观组合赋权法的低压配电网电能质量能耗综合评估方法。考虑当前低压配电网中的典型电能质量指标和能耗设备,构建电能质量能耗综合评估指标体系;采用改进层次分析法确定主观权重,采用变异系数法确定客观权重,综合考虑主观、客观权重对各项指标进行组合赋权;基于组合权重值建立电能质量能耗综合评估模型。实际算例分析验证了该方法的有效性,评估结果也更加准确、合理。     

计及电能质量影响的10 kV配电网损耗计算模型及其实验验证

随着智能电网的不断发展,电能质量扰动日益增加,探索计及电能质量因素的配电网损耗计算模型对电力系统节能降损有十分重要的意义。分别给出了在谐波、三相电流不平衡、电压偏差这3种常见的电能质量扰动影响下的10 kV配电网的损耗计算模型;然后提出了同时考虑多种电能质量扰动的10 kV配电网损耗评估方法并建立了计算模型,提高了10 kV配电网损耗理论计算的准确度。配电网损耗综合评估分为固定损耗评估和可变损耗评估2个部分,固定损耗评估主要考虑电压偏差对变压器固定损耗的影响,可变损耗评估对以上3种电能质量扰动进行解耦评估,然后综合估算出10 kV配电网的可变损耗的综合附加损耗率。最后通过实验验证了所提计算方法及对应模型的正确性。     

考虑电网运行特性含风、光发电的配电网动态重构

为了使配电网在线实时网络重构工作更加实际有效,提出了兼顾安全性和经济性的实时网络重构新方法。选取网络损耗、负荷均衡度和电压偏差3个指标,建立系统运行性能指标;利用层次分析法对多指标进行融合,形成综合性能指标,并对传统的网络重构编码方式进行改进,提高算法的寻优效率;通过对含分布式电源的IEEE33节点系统进行仿真分析,得到了不同时段配电网的最优重构方案,验证了该方法的可行性及正确性。     

基于改进乌燕鸥算法的分布式电源优化配置

对分布式电源(DG)接入配电网进行合理规划配置,能够在兼顾运营商和用户利益的同时,提高系统电压稳定性.在考虑经济指标的情况下,提出了一种新的系统电压增强指标,改善了系统整体电压分布.建立了多目标优化模型,利用层次分析法确定各目标函数的权重,进而转化成单目标函数规划问题.针对乌燕鸥算法全局搜索能力较强和局部搜索能力较弱的...     

基于相变储能系统主动响应能力挖掘的配电网经济调度

为了解决配电网面临的供电电压不合格和潮流分布欠优等问题,提出基于相变储能系统(PCMTESS)需求响应的配电网经济调度策略。介绍PCMTESS的构造和工作机理,分析热力侧的能耗规律,建立计及热耗散的热力侧和计及无功调节能力的电力侧封装模型。在此基础上,考虑潮流分布约束和分布式新能源出力特性,以配电网的购电成本最小化为目标,在综合考虑光伏、风机、负荷不确定性的条件下,建立统一的配电网调度模型。提出主、子问题交互迭代的求解策略,实现优化模型的高效求解。基于IEEE 41节点配电网的仿真结果表明,所提PCMTESS在维持室温舒适的前提下,能够优化配电网的潮流分布和改善电网的电能质量;所提调度模型为配电网的安全经济调度和综合能源消纳问题的解决提供了一个崭新的视角。     

考虑变流器四象限运行的不平衡配电网DESS两阶段优化配置

分布式储能(distributed energy storage system, DESS)可通过功率四象限运行以高效服务于配电网电压管理。现有以改善电压质量为导向的DESS优化配置研究缺乏对储能功率四象限运行和配网三相不平衡状态的全面考虑。为此,提出一种适用于不平衡配电网的功率四象限DESS两阶段优化配置方法。在选址阶段,基于三相牛顿-拉夫逊潮流算法提出全维电压灵敏度分析方法,从提升系统电压质量的角度深入探究DESS的最优选址。在定容阶段,考虑系统运行经济效益,以年均投运成本最低和节点电压偏差最小为优化目标建立了DESS经济运行模型,通过粒子群-灰狼优化算法进行求解。以改进IEEE33节点三相配电网为例开展算例分析,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

计及需求响应的分布式光伏集群承载能力评估

针对传统配电网分布式光伏承载能力评估方法中未考虑光伏集群的问题,构建了一种以光伏集群为评估单元的承载能力双层评估模型。模型外层通过价格弹性系数描述负荷需求变化,以售电商收益最大为目标优化分时电价,采用粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法进行求解。内层以不往主网反送电作为指标,考虑电压偏差和设备热稳定约束,提出灵敏度排序方法求取光伏承载能力。在我国某县域实际配电网中求取了配电网光伏集群的承载能力,验证了所提模型和算法的有效性。     

基于柔性多状态开关的有源配电网双层优化方法

大量间歇性分布式电源的接入,给配电网带来了新的挑战。柔性多状态开关(soft open point, SOP)是一种新型的电力电子装置,具有强大的功率调控和潮流优化能力。文中提出了一种基于SOP的有源配电网双层优化方法。首先考虑SOP运行控制的约束条件,建立了多端口SOP等效模型。然后以年综合费用最小为目标建立SOP上层规划模型,以多时段配电网电压偏差、网损最低为目标建立基于最优潮流的下层优化模型,并采用改进的遗传粒子群混合优化算法对双层优化模型进行求解。最后在IEEE 33节点算例上,对比分析了规划前后三端口SOP的优化能力。结果表明,SOP能有效解决配电网电压越限问题,同时降低系统损耗,并且合理的SOP规划对配电网运行优化效果更为显著。     

兼顾区域自律和消纳品质的配电网新能源消纳能力分析方法

为降低新能源发电随机不确定性导致配电网对主电网的强烈功率扰动,提高电力系统新能源多层次有序消纳能力,提出新能源配电网利用可控资源实施区内自律管控的输配协调消纳策略,研究在配电网资源给定条件下满足区域自律特性和消纳品质的新能源合理消纳能力分析方法。首先,阐述配电网自律运行实施策略,提出描述自律运行能力的性能指标;构建配电网新能源消纳容量优化配置模型,建立基于储能、柔性负荷和网络重构手段的配电网满足自律约束的运行行为模型,并采用遗传算法进行求解;提出考虑法纳品质的新能源消纳能力评估指标,并采用年时序仿真手段分析配置方案综合性能。最后,以某城市经济技术开发区为算例进行分析,验证了该方法的有效性及合理性。     

面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型

线路改造是在电网侧进行电压暂降治理的主要方式之一。为了经济、合理地确定线路的改造位置和治理方式,建立了面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型。针对断路器重合闸和熔断器配合保护的配电网,考虑故障位置、故障类型等因素,讨论分析了10种典型的保护动作配合方式,评估了配电网电压暂降持续时间。结合传统电压暂降幅值的计算方法,计算线路改造治理方案的成本及效果。考虑用户电压暂降耐受能力,建立了用户生产中断次数评估模型。定义了电压暂降总支出,以总支出最小为目标,计及技术约束、经济约束、治理范围约束和风险域约束,建立了面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型,并基于人工蜂群算法进行模型求解。以IEEE 33节点系统为算例,考虑治理投资成本充足和不足2种场景,通过仿真验证了所提方法的正确性和实用性。