基于动态孤岛混合整数线性规划模型的主动配电网可靠性分析

为了得到配电网最优孤岛划分的准确方案,准确评估分布式电源（distributed generation,DG）接入对提升配电网可靠性的有益效果,文章提出了基于混合整数线性规划（mixed integer linear programming,MILP）的多时段动态孤岛划分模型,并基于序贯蒙特卡洛模拟提出了考虑故障状态下动态孤岛的可靠性评估流程。动态孤岛划分模型考虑了分布式电源和负荷的波动性,并建立了分布式电源和和负荷的功率时序模型。通过建立支路功率与节点状态的线性逻辑约束保证故障期间孤岛的辐射状拓扑结构,以改进的RBTS-BUS6系统为例,对含分布式光储的主动配电网（active distribution network,ADN）进行可靠性分析,结果表明文章所提出的电力孤岛模型能最大范围地恢复供电,并有效提高配电网的可靠性水平。     

考虑负荷损失最小的配网孤岛划分策略研究

配电网发生故障时,计及分布式电源的配电网可能进入孤岛划分模式运行。文中针对分布式电源接入可能带来的孤岛运行模式,提出以负荷失电损失最小为目标的孤岛划分算法。首先对失电区域建立孤岛划分模型,简化负荷节点信息,引入功率圆的概念,通过搜索孤岛划分的可行域,形成孤岛划分矩阵,进而建立孤岛划分求解方法,实现故障后配电网失电区域的负荷恢复。PGE 69节点算例验证了文中孤岛划分方案的可行性和有效性。     

基于风光荷功率曲线的有源配电网动态孤岛划分方法

分布式电源大量融入配电网后,基于分布式电源孤岛运行成为配电网故障处理的一种重要方式,其中孤岛划分是实现分布式电源孤岛运行的关键。文中从孤岛控制方式以及多时间段有功平衡这两个角度对有源配电网孤岛划分问题进行了研究。介绍了孤岛控制方式研究情况,综合考虑了分布式电源出力间歇性和负荷需求波动性,建立了基于风光荷功率曲线的孤岛风险评估模型;提出了多时段动态孤岛划分方法,该方法实现了恢复负荷最大化,同时也考虑了孤岛内控制方式,为实现工程化奠定基础。对一典型含风光储配电网算例进行了仿真,仿真结果表明了所述动态孤岛划分方法的可行性和有效性。     

考虑联络线转供及孤岛划分的配电网风险评估

基于风险评估理论和N-1安全准则,针对含分布式电源的配电系统故障及其供电恢复情况,提出负荷点损失风险指标、线路过负荷风险指标及其综合风险指标评估系统的风险程度,通过统计分析找到系统脆弱节点及线路。基于启发式算法,提出优先联络线转供、然后通过分布式电源孤岛划分相互配合的故障恢复策略,并从最大限度地降低系统负荷点损失风险的角度讨论了分布式电源的入网位置。以IEEE 33节点配电系统为例,验证了所提评估指标能反映含分布式电源配电网的风险程度,所提故障恢复策略及分布式电源入网位置方案能有效降低系统风险。     

分布式电源接入对配电网电压变化的分析

靠近负荷侧分布式发电DG(distributed generation)系统的接入对配电网电压有着多方面影响。文中给出了一种含分布式电源的三角形负荷分布模型,并且根据电路叠加定理提出了基于此模型的电压分布计算方法。结合具体算例,研究了含分布式电源的放射状链式配电网负荷节点电压变化情况,分析了分布式电源的电压调节作用。研究结果表明,含分布式电源的三角形负荷分布模型可以有效运用于配电网的电压分布计算中;分布式电源出力及位置变化直接影响着配电系统电压水平。     

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。     

计及微网孤岛运行方式的配电网可靠性评估

提出了一种既适用于传统配电网络,也适用接入分布式电源的微网配电系统的可靠性评估方法。首先,依据微网孤岛运行方式对传统配电网故障分类方式进行了改进;其次,通过研究传统分布式电源与可再生分布式电源的发电特性,提出了各类分布式电源发电概率模型;最后,综合考虑甩负荷与切负荷2种情况,给出了微网孤岛运行时分布式电源对负荷供电的充裕度概率模型,并将其成功运用到含微网的复杂配电系统可靠性评估中。以RBTS-BUS6配电系统为例验证了所提评估方法的有效性。     

基于CSP的复杂配电网孤岛划分方案研究

在含分布式电源的复杂配电网系统发生故障时,制定合理的孤岛划分方案可提高系统的供电可靠性。利用复杂配电网简化模型,采用两阶段策略解决孤岛划分问题。首先提出了基于约束满足问题的孤岛划分方法,离线生成满足约束问题的单元集合,将孤岛划分问题转化为寻求孤岛最优解的问题。然后在配电系统发生故障时,采用启发式的回溯搜索策略,得出最终的孤岛划分方案。通过对IEEE69节点配电系统进行仿真．验证了该方法有效性和实用性。     

考虑负荷管理影响的配电网孤岛划分方法

采用改进的邻接矩阵模型,通过对含分布式电源DG的配电网系统进行合理的简化假设,实现了对配电网网架结构的参数化运算。充分考虑负荷管理对孤岛划分的影响,根据孤岛运行时的功率平衡等要求以及优先保证重要负荷的供电等原则,依据定义的"负荷顺序"采用启发式的搜索策略,能在较短时间内得到可行的孤岛划分方案,包含DG的配电网合理运行、规划和改造提供依据。该方法适合计算机编程,且充分考虑了孤岛划分问题中可能出现的各种约束条件。通过配电网IEEE34节点测试馈线的仿真结果,说明了所提方法的正确性和可行性,并证明负荷管理对孤岛划分的影响。     

计及分布式电源的配电网供电可靠性

孤岛是引入分布式电源以后在配电网中新出现的一种运行方式.根据配电网中负荷的重要程度,以等值有效负荷最大为目标函数,建立配电网孤岛划分的模型,并采用深度优先搜索和广度优先搜索技术求解该模型.结合配电网孤岛运行方式,对传统可靠性计算中的最小路法进行改进,使之适用于含分布式电源的配电网供电可靠性分析计算.通过对IEEE-RBTS Bus 6系统的仿真计算,说明本模型的有效性与实用性,计算结果表明,分布式电源合理接入配电网后,可以提高配电网供电的可靠性.     

配电网孤岛划分的启发式方法

随着分布式电源(Distributed Generation, DG)的渗透性越来越强,提高配电网的自我修复能力是完善智能电网体系的重要环节,而电力孤岛划分是配电网自愈的核心技术。文中引入了含DG配电网的有根树模型,构建了孤岛划分问题的数学模型。基于配电网孤岛划分的主要原则,分析了负荷供电恢复路径的选择方法,创新性地提出了孤岛圈和供电恢复系数的概念,并在此基础上归纳出一套新的孤岛划分的启发式规则,提出了“缩圈法”这一新的孤岛搜索方法。通过仿真算例验证了该方法能更迅速有效地解决含DG配电网的孤岛划分问题。     

Experimental Study of Islanding‐Prevention Method by Harmonic Injection Synchronized with Exciting Current Harmonics of Pole Transformer

As distributed generators (DGs) such as photovoltaic (PV) systems are increasingly used in distribution systems, quick prevention of islanding caused by power system failure is essential to assure electrical safety. Various islanding protection methods have been used practically, but the conventional active systems tend to increase the detection time, because mutual interference occurs between active signals due to asynchronous states. A new active islanding detection method, the frequency feedback method with step reactive power injection, also has the possibility of extending the detection time in the so‐called perfect balance area (PBA). Thus we propose a novel method of islanding‐prevention by harmonic injection synchronized with the exciting current harmonics of the pole transformer. We performed an experimental study using prototype inverters equipped with the proposed method. We have shown the feasibility of detecting islanding quickly and reliably, even if the islanding state is in the PBA. The experimental results demonstrate that mutual interference does not occur due to asynchronous states between active signals, and also that the proposed method is applicable to islanding detection system in clustered installation of PV systems.     

Islanding Detection based on ROCOV and ROCORP Parameters in the Presence of Synchronous DG Applying the Capacitor Connection Strategy

Nowadays, penetration of DG resources into the power systems due to their advantages is rapidly increasing. Islanding performance is one of the most disadvantages of using DGs, which should be considered, because this option may lead to negative effects on the protection, performance, and operation management of distributed systems implementation. An island must be detected in less than 2 sec based on IEEE STD 1547-2003 standard, and DG resources must be disconnected from distribution network immediately. In this paper, a novel hybrid algorithm to identify the islanding has been proposed based on the passive parameters (ROCOV and ROCORP) and capacitor bank connection strategy. In the incompatibility conditions of the large-scale power, by combining two parameters i.e. ROCOV and ROCORP and investigating their changes, the islanding is carefully and quickly identified. This strategy is completely verified in the mismatch conditions of small-scale power by applying the capacitor bank connection strategy. The presented approach is tested on two case studies and the detailed results were completely reported. As it was shown, the proposed approach is able to distinguish between islanding and the other events.     

主动配电网孤岛划分的混合整数规划模型

无功平衡是制约孤岛可行性和安全性的重要因素,而作为主动配电网主要无功电源的分布式电源自身功率特性常常被忽视,使孤岛功率平衡难以满足。为调和模型求解速度与准确度的矛盾,构建了一种主动配电网孤岛划分的混合整数规划模型。该模型基于解析几何模型线性化DG的P-Q功率极限,有效计及了双馈风力发电机、同步发电机和逆变型发电机的功率特性;通过双线性模型线性化含电压功率乘积项的基尔霍夫电流方程;分离约束模型解决孤岛网络拓扑变化和负荷切除的问题;采用特殊排序集合2线性化平方项。通过算例验证了所提模型,结果表明:所提模型求解准确度高、适应性好,DG运行点满足功率特性,符合工程实际;合理化分段数取值是保证孤岛方案可行性和模型求解准确度的关键,推荐取分段数大于等于12,但其与求解CPU时间无单调关系。     

计及分布式电源出力和负荷不确定性的配电网孤岛划分

针对计及分布式电源(DG)出力波动性及负荷需求不确定性的配电网孤岛划分问题,提出了一种基于树背包理论的最优孤岛划分新模型及相应求解方法。所述方法的基本思路为:首先,构造了DG出力波动性和负荷需求不确定性基于树背包理论的随机最优孤岛划分新模型;进而,基于拉丁超立方超样方法、确定性树背包算法、数理统计方法,确定各初始孤岛的组成,包括DG及相应负荷节点;最后,对每个初始孤岛在考虑孤岛重构的基础上采用基于随机最优潮流的优化调整,通过优化调整而保证DG孤岛运行的最优性、安全性和经济性。所述方法实现了计及分布式发电及负荷出力不确定性情况下最佳孤岛的系统形成方法,能根据实时情况确定最大可能出现的孤岛,相对于在确定性条件下的孤岛具有更强的可信度。含有多个DG的PGE 69节点系统的算例验证了所述模型及算法的有效性。     

Estimation of Magnetizing Characteristics of Pole Transformers in Islanding Area

For the detection of islanding, it is very important to choose the threshold value for the change in the harmonic voltage. In this paper, we propose an analytical model of a pole transformer using a Fourier series and clarify the nonlinear magnetizing characteristics of the pole transformer in an islanding area. After determining the proposed model coefficients from the tests of the pole transformer excited by a sinusoidal voltage, distorted wave voltage tests were performed under conditions in which the third harmonic voltage or the fifth harmonic voltage was superimposed. The results of the testing showed that the magnetic properties vary greatly upon increasing the harmonic component of the voltage. The analytical and measurement results were in good agreement. By using the proposed method, the distributed generators (DGs) can estimate the magnetizing characteristics of the pole transformer by monitoring the connected terminal voltage. Thus, as an active signal for islanding detection, DGs can inject a harmonic current synchronized to the excitation current harmonics of the pole transformer into the distribution network. In the case of DGs equipped with the above functions, there is no need to change the settings of the islanding detection threshold for changes in the harmonic voltage even when there is a change in the excitation voltage or an increase in the number of DGs.     

智能配电网全寿命周期低碳仿真与评估研究

在电力系统低碳化背景下,分析比较智能配电网中分布式发电、储能电站、电动汽车充电桩接入对智能配电网碳排放的影响。研究考虑分布式发电、储能电站、电动汽车充电桩接入的智能配电网全寿命周期碳排放机理,建立其接入智能配电网的碳排放模型。结合碳排放流理论,提出智能配电网全寿命周期低碳仿真方法,说明智能配电网运行阶段碳排放占全寿命周期碳排放的主要部分。仿真分析了分布式发电、储能电站、电动汽车充电桩单独接入和共同接入配电网对运行阶段碳排放的影响,并针对智能配电网低碳运行方式提出建议。以IEEE33节点配电系统验证了方法的有效性和合理性。     

Impact Study on Intentional Islanding of Distributed Generation Connected to a Radial Subtransmission System in Thailand's Electric Power System

Traditional interconnection standards avoid the islanding operation of distributed generators (DGs) because of concerns of equipment failure and safety. However, in some cases, allowing the islanding operation of DGs in a radial subtransmission system could improve system reliability and decrease outage cost during power outages or a scheduled maintenance. This paper presents an impact study on a DG connected to a radial subtransmission system. The dynamic study is conducted to show how to manage DGs and electric power systems for the proper intentional islanding in specific cases.