考虑光伏及负荷时变性的配电网故障恢复

针对配电网故障恢复持续时间较长、故障恢复未考虑光伏和负荷功率随时间变化的问题,基于时变性对含光储系统的孤岛划分和配电网故障恢复进行研究。将故障时段内配电网恢复重要负荷总电量最大为上层目标函数,光储系统恢复孤岛内的重要负荷总电量最大为下层目标函数,建立了配电网故障恢复二层规划模型,上下层模型之间的关联实现了配电网故障恢复与孤岛划分整体寻优。分别采用蚁群算法和遗传算法对上下层模型进行求解。仿真结果表明:光伏出力和负荷时变性对配电网故障恢复具有重要影响,配电网进行故障恢复应该结合故障发生后的实际光伏出力和负荷需求进行合理操作;将主网和光储系统进行协调配合能够最大限度恢复失电区域的供电。     

基于电压偏差机会约束的分布式光伏发电准入容量研究

针对光伏发电并网输出功率随机性及相关性导致配电网节点电压越限的不确定性,提出基于电压偏差机会约束的分布式光伏发电并网准入容量规划方法。首先,建立考虑光伏相关性的配电网概率潮流计算模型,将Nataf变换与基于矩法的三阶多项式正态变换相结合处理光伏的相关性,采用多重积分理论和Gram-Charlier级数展开得到配电网节点电压分布;然后,以最大化光伏发电并网准入容量为规划目标,电网电压不越限为机会约束,建立基于电压偏差机会约束的光伏并网准入容量计算模型,利用改进的随机权重粒子群算法对模型进行求解。仿真算例结果表明该方法能够提高光伏并网容量,使配电网运行满足电压偏差不越限。     

主动配电网低压分布式光伏连锁故障分析

分布式光伏发电系统大规模离散式接入配电网的趋势日益明显,电网节点光伏渗透率升高,功率传输流向发生改变,影响配电网电压分布。含分布式光伏发电系统的主动配电网模型通常是在单一节点处并联等效光伏电源模型,难以体现分布式电源离散性分布的特点。为此,建立含低压分布式光伏发电系统的主动配电网仿真模型,模拟低压分布式光伏系统脱网所引发的配电网电压波动以及各节点分布式电源连锁故障。基于牛顿-拉夫逊法潮流计算原理,提出关于节点功率变化对配电网电压分布影响的分析方法;仿真结果表明,低压分布式光伏发电系统连锁故障的分析方法能够较为准确地描述相应主动配电网在电压跌落情况下的连锁故障情况。     

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。     

计及光伏调压能力的分布式光伏并网机会约束规划方法

为了在光伏计划接入容量的基础上制定其最优接入方案,最大程度发挥其无功调压能力对系统效能的贡献,本文提出一种计及调压能力的分布式光伏发电机会约束规划模型。所建规划模型充分考虑系统运行无功优化措施,利用光伏逆变器剩余容量、有载调压器分接头控制及电容器投切组合3种无功优化手段对配电网进行调压;以系统网损最小为目标,电压偏差为机会约束对光伏发电最优接入容量进行规划。针对光伏发电输出功率的概率分布时序特性,利用中值拉丁超立方抽样技术形成24个时段光伏与负荷初始时序样本;采用用多重积分法和Gram-Charlier级数展开得到配电网节点电压分布作为机会约束条件。根据模型特点,采用改进的随机权重粒子群算法对模型进行求解。最后,选取IEEE33节点系统进行仿真算例分析。仿真结果表明,在光伏发电规划过程中充分考虑光伏无功电压调节能力,能够改善系统电压质量,促进可再生能源高效利用。     

计及柔性负荷的高比例风光渗透下配电网孤岛划分策略

分布式电源的渗透率逐步提高,为配电网的供电恢复带来了新的方案,利用分布式电源进行孤岛划分可以在停电故障后迅速恢复供电以减小损失。然而在故障后孤岛划分时分布式电源的出力通常采用预测数据,由于风电和光伏等间歇电源的出力具有不确定性,为了确保能稳定、可靠的供电,因此有必要考虑风电和光伏作电源时的备用需求。首先建立考虑风电和光伏不确定性的预测误差模型,采用机会约束规划处理模型中的随机变量并得到各孤岛的备用需求。在孤岛划分阶段,首先得到最大供电范围,通过粒子群遗传混合算法充分发挥柔性负荷的调控能力,使得得到的孤岛结果最优。最后,以修改后的IEEE33节点配电系统为例,对所提出的模型和方法进行了验证。     

基于机会约束规划考虑DG与负荷多状态的配电网重构

分布式电源(distributed generation,DG)的大规模接入使配电网成为有源网络,风力、光伏具有出力随机的特点,传统的配电网重构方法不能完全适用含DG的配电网。考虑自然资源和负荷的随机性,依据概率密度函数分别对不可控DG和负荷建立了多状态模型,进而获得了配电系统的多状态模型。以开关状态为优化变量,高于置信水平的网络损耗最小为目标函数,节点电压和支路功率越限概率满足置信水平要求为约束条件,建立了含多种DG的配电网重构机会约束规划模型。基于生成树策略搜索网络结构,应用改进蚁群算法进行求解。算例结果验证了该模型和算法的有效性。     

基于图论和OBDD的含分布式电源配电网故障恢复算法

为快速确定含分布式电源(DG)配电网故障恢复的最优方案,首先,提出了基于改进Bellman-Ford算法的含多DG配电网孤岛划分图论模型,该模型综合考虑DG发电成本、网损及负荷优先级确定孤岛范围,转换为孤岛运行以提高重要负荷的供电可靠性。然后将DG孤岛外故障恢复问题转化为约束满足的布尔型决策问题的三步法:(1)根据节点类型将节点按位编码分区枚举生成初始解空间;(2)定义电源约束、负荷损失约束和辐射状约束的布尔函数,合成为OBDD模型减少解空间中解数量;(3)对解空间中的解逐一进行校验、寻优切负荷及排序,稳定获得系统故障恢复的全局最优解。最后通过IEEE33节点系统和某地区实际配电网验证了该算法的有效性。     

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。     

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。     

含分布式光伏电源的微电网孤岛动态运行策略

在充分考虑含光伏电源的城市配电网中负荷与光伏电源之间的日分布特性曲线差异的基础上,提出了一种在配电网故障情况下的光伏电源微电网孤岛动态运行策略。该策略建立了孤岛运行的优化模型,优先保证对少数重要负荷进行供电。通过三次样条插值模拟几类典型行业的日负荷曲线和光伏电源的日输出功率曲线,并采用粒子群优化算法得到各分布式光伏电源在各时段对各行业非重要负荷的最优供电功率,从而实现负荷需求与电源发电之间的动态适配。 针对所提出的微电网孤岛运行策略,以美国PG&E69节点配电系统为仿真算例进行了验证。仿真实验的结果表明,该供电策略在配电网发生故障后,可以合理地生成针对负荷需求的最优孤岛供电方案,并充分地利用可再生资源对失电的负荷恢复供电,有效提升了电网的自愈能力。     

含光伏发电的配电网有功无功资源综合优化配置

针对配电网中光伏发电渗透率逐渐提高、而当前配电网光伏发电规划未充分考虑其无功调节能力的现状,研究将配电网中提供有功和无功的光伏发电、提供无功的电容器进行综合协调优化配置。考虑时序性和随机性,对光伏发电出力和负荷建立分时段多状态模型。以高于置信水平的年费用最小为上层规划目标函数,光伏电源和电容器安装位置和容量为上层优化变量,以高于置信水平的运行年费用最小为下层规划目标函数,每个时段光伏发电无功出力和电容器投切状态为下层优化变量,建立嵌入机会约束规划的二层规划模型。因为考虑光伏发电的无功调节能力以及运行中电源出力随负荷变化的调整,所以配电网损耗、电压等指标和目标函数计算更准确。采用分段二进制编码方式和精英保留策略遗传算法对二层规划模型求解。算例结果表明：配电网中光伏发电、电容器综合配置有利于提高资源利用率、减少投资和运行费用;充分利用光伏发电的无功调节潜力,有助于保证配电网经济安全运行;同时,若光伏发电配合微型燃气轮机等可控电源,可获得更好的投资与运行效益。     

基于二阶锥规划考虑主动管理的主动配电网故障恢复

故障恢复是未来智能配电系统实现自愈的关键环节,对满足用户供电需求和减少停电损失有重要作用。针对含分布式电源的主动配电网,提出了考虑主动管理措施的故障恢复方法。考虑分布式电源出力调节和电容器组无功补偿约束,首先,构建了主动配电网孤岛划分模型,利用深度优先搜索结合广度优先搜索的算法进行孤岛的划分。然后,建立了主动配电网故障重构模型,采用二阶锥松弛技术将其转化为混合整数二阶锥规划模型进行快速求解。最后,在改进的IEEE 33节点主动配电网算例上进行了仿真计算,算例结果验证了所述模型和方法的合理性和有效性。     

考虑分布式光伏电源与负荷相关性的接入容量分析

研究了配电网网架结构和运行工况已知的条件下,分布式光伏电源的可接入容量问题。通过分析配电网网架结构和各节点负荷的历史数据,设定分布式光伏电源接入位置和容量初始值,构建了初始相关性样本矩阵。通过分析分布式光伏电源出力与负荷的相关性,提出了光伏发电就地消纳能力指数的概念及计算方法,构建了改进型相关性样本矩阵。以系统向配电网传输功率最小为目标函数,建立了节点电压、配电网潮流为主要约束的规划模型,利用前推回代潮流算法和退火算法求解。以中山供电局马新站10 kV配电网为例,仿真及潮流验算结果表明:对于一个已知网架结构和运行工况的配电网,考虑分布式光伏电源与负荷的相关性可有效提高分布式光伏电源的接入容量。     

考虑开关状态集调整的含光伏并网配电网动态故障恢复方法

故障恢复作为智能配电网自愈能力的重要保障,对系统运行可靠性至关重要.针对含分布式光伏并网的配电网故障恢复问题,计及故障期间光伏出力和负荷水平变化建立光伏型配电网动态故障恢复方法.以当前时段系统失电负荷量最小为目标函数,计及网络辐射状约束、功率平衡约束、节点电压约束、开关状态集约束等必要约束条件建立光伏型配电网动态故障恢...     

考虑节点电价机制的主动配电网两阶段动态故障恢复方法

针对含分布式发电并网的主动配电网故障恢复问题,考虑系统节点电价机制提出基于两阶段优化的主动配电网故障恢复方法。该方法第一阶段优化以开关状态集为控制变量,以失电负荷价值最小为目标函数,计及功率平衡约束,网络拓扑辐射状约束等必要约束条件。第二阶段优化首先建立配电网节点电价制定机制以及负荷响应模型,以决定系统节点电价方案的支路容量约束拉格朗日乘子为控制变量,以支路容量越限量最小为目标函数,计及节点电价机制约束等约束条件建立模型。最后通过一个仿真算例表明,考虑节点电价机制的主动配电网故障恢复方案相比于不考虑的情形下故障恢复指标更优,说明所建立的模型能够降低失电负荷量,提升系统在故障恢复期间运行的可靠性。     

一种计及无功功率的光伏储能系统并网功率损耗模型研究

光伏储能发电系统快速发展导致光伏发电渗透率迅速上升,逐渐改变了传统配电网结构和运行方式。基于潮流计算分析,提出一种计及无功功率损耗的分布式光伏储能发电系统并网功率损耗模型。根据配电网最优运行状态进行功率损耗功率模型寻优分析,优化光伏储能发电系统注入配电网节点的功率,改善分布式光伏储能发电系统并网性能。以某单电源配电网为例进行仿真分析,对比不同功率损耗常数下节点电压波动、系统功率损耗,验证文中功率损耗模型的正确性与可行性。     

考虑风光荷不确定性的配电网故障恢复策略

风光等可再生分布式电源在配电网中渗透率不断提升,其出力受自然因素的约束具有很强的随机性,给主动配电网的故障恢复带来更大挑战。为此,综合考虑风光荷的不确定性,提出了一种孤岛划分与恢复重构相结合的综合故障恢复策略。首先,构建风光和储能系统联合出力模型以及负荷特性模型,采用广度优先遍历和深度优先遍历相结合的方法进行孤岛划分,对配电网中重要负荷优先恢复;然后,以配电网中开关操作次数最少和网损最小为目标,建立主网与剩余失电区域的恢复重构模型,采用改进灰狼算法进行求解,对配电网中剩余失电负荷进行恢复;最后,以IEEE33节点配电网模型为例进行仿真分析,实验结果表明,该文提出的方法可准确、快速地获得不同故障时刻配电网故障恢复最优策略,验证了方法的有效性和优越性。     

多目标随机机会约束规划在配电网重构中的应用

通过分析和比较目前国内外已有配电网故障重构算法,提出一种新型多目标随机机会约束规划模型,并应用混合智能算法搜索全局最优解。模型引入开关操作时间为随机向量,以恢复供电时间最短和恢复供电负荷最大为优化模型目标,应用机会约束不等式表示重要用户的恢复供电次序,将随机模拟、神经元网络和遗传算法结合在一起,设计出混合智能算法求解该多目标随机机会约束规划模型。     

计及不确定性的含分布式发电并网的配电网 故障区段定位方法

主动配电网作为分布式发电的高效集成和管理平台,其故障区段定位是一门重要课题。针对含分布式发电并网的主动配电网故障区段定位问题,计及分布式发电出力的不确定性,基于随机机会约束规划建立配电网故障区段定位模型。所建立的模型以概率形式的评价函数为目标函数,计及控制变量定义域约束,故障类型限值约束等约束条件构建。通过对基本帝国竞争算法进行改进得到二进制帝国竞争算法,并采用改进帝国竞争算法设计模型求解流程。仿真算例表明,所建立的模型适用于含分布式发电并网的主动配电网故障区段定位求解,并计及分布式发电出力不确定性对定位结果的影响,改进帝国竞争算法在模型的求解中性能较优。