基于搜索矢量拟态物理学算法的微电网脆弱性评估及重构

借鉴大电网脆弱性的定义,考虑微电网数学模型和元件的可靠性参数,提出加权复杂网络参数及微电网节点和线路运行综合灵敏度,形成微电网脆弱性评价体系,在此基础上建立考虑联网/孤岛两种运行模式的微电网重构数学模型。模型以微电网综合脆弱度最小为目标函数,选取美国微电网CERTS为算例,采用搜索矢量拟态物理学(SV-APO)算法进行优化计算。结果表明所述模型能根据微电网固有的网络结构参数和运行状态及时正确地给出微电网的重构及运行方案,可为日后微电网安全运行维护及改造提供参考。     

微电网脆弱性预评估方法

对未来某一时刻的微电网运行状态和脆弱程度作出准确评估,有利于发现薄弱环节,实现系统自愈运行。基于微电网模型与特性,提出基于风险理论的微电网脆弱性预评估方法。首先对微电网脆弱性进行定义,其次根据微电网各脆弱事件发生的概率及造成的后果严重度,建立微电网脆弱性预评估指标体系,包括发电容量充裕度和系统供电脆弱性两大类,最后建立微电网预评估的流程步骤,并通过算例验证评估指标的有效性及合理性。     

多扰动下微电网故障检测方法

针对微电网复杂运行方式及故障信号特征薄弱难以提取从而造成故障检测困难的问题，提出一种基于逐次模态分解与多尺度排列熵联合使用的微电网故障检测方法。针对变分模态分解的K值需人为设定的问题，通过增加分解约束条件，自适应分解得到固有模态函数，并引入峭度值对其进行优化重构。利用多尺度排列熵对信号突变敏感的优点，提取优化后的故障信号特征，从而表征不同故障类型。由于核极限学习机模型精度受参数C、γ的影响，利用鲸鱼优化算法对其进行优化，将故障特征作为输入进行学习，从而构成微电网故障检测模型。最后，在PSCAD仿真平台搭建微电网系统进行仿真实验，实验结果表明本方法不受接地电阻、故障点及故障时刻等影响，在微电网不同运行状态下均能实现准确故障检测。     

低压微电网运行脆弱性评估

基于微电网拓扑结构和运行状态,提出了微电网运行脆弱性评估方法。首先定义了孤岛运行状态下的微电网脆弱性;其次对微电网进行脆弱性实时评估,分析微电网脆弱性实时评估的各种影响因素,建立微电网脆弱性实时评估概率模型,并基于风险理论建立风险后果度量函数。最后,通过算例验证评估方法的有效性及合理性。可以及时找出微电网脆弱性环节,为实现自愈提供理论基础。     

基于有色Petri网的微电网被动式孤网控制方法研究

针对微电网发生被动式孤网事件后,进行并网模式转换为孤网模式的过程中的网架重构控制方法研究。利用有色Petri网的方法,结合Multi-Agent微源协作模型构建微电网模式控制器,弥补了运用传统方法下微电网架重构时间长的缺点。在Multi-Agent和有色Petri网的基础上引入Petri网元件状态事件表,从而大大提高了重构的效率和加强了重构过程中的监控。利用IEEE16结合微电网的改进模型进行仿真验证,验证了基于Multi-Agent和有色Petri网模型的微电网模式转换控制方法,完全适用于微电网的被动式孤网转换中的经济型重构过程。     

基于风险理论的微电网脆弱性评估

该文提出了基于风险理论的微电网脆弱性评估方法。首先给出微电网在独立运行方式下的脆弱性概念和5类脆弱源,并提出了以失负荷量为衡量标准的3种元件脆弱度指标;接着以风险理论为基础分析了微电网中各脆弱源发生的概率和相应后果,并给出各类风险后果间的定量关系;最后应用模糊综合评价法求取了微电网的综合脆弱值。算例分析结果表明所提方法有效,对各参数的灵敏度进行分析,为降低微电网综合脆弱值的措施提供了依据。     

含风电孤立中压微电网暂态电压稳定协同控制策略

分析了孤立中压微电网中双馈异步风力发电机组(DFIG)与动态负荷的暂态运行特性。为改善含DFIG微电网的暂态电压稳定性,提出了基于就地层储能稳定控制、DFIG快速变桨控制和甩动态负荷的暂态电压稳定协同控制策略。基于PSCAD/EMTDC建立了东澳岛中压微电网系统和稳定控制策略模型,研究结果表明,微电网暂态电压稳定性与微电网中风电渗透率和负荷特性密切相关;在大扰动下,提出的暂态电压稳定协同控制策略能有效增强微电网的电压稳定性。     

基于互近似熵的微电网并网同步检测方法

针对经典的微电网并网同步检测方法需同时比较两侧电压相位、 幅值和频率的繁琐过程,提出基于互近似熵的微电网并网同步检测方法。该方法只需利用单一的互近似熵值就能比较并网开关两侧电压的相似度。分析基于互近似熵的微电网并网同步检测方法的原理和优势,研究微电网并网同步检测方法中互近似熵参数取值等关键问题,进而具体介绍基于互近似熵的微电网并网同步检测方法的实现步骤。最后在Matlab中搭建微电网通过断路器并入配电网的简化模型,仿真微电网开关两侧电压相位、 幅值和频率变化时的互近似熵值。仿真结果证明了该方法的有效性。     

微电网建模及并网控制仿真

针对现有仿真工具难以准确仿真微电网及含微电网配电网的现状,研究了微电网的建模技术。基于Digsilent仿真平台建立了适用于潮流分析、动态仿真的光伏发电系统模型,包括光伏电池组件的I-U特性模型、光伏逆变器控制模型和电池储能系统模型。在验证模型准确性的基础上,使用电力系统分析软件Digsilent对微电网并网运行控制的恒功率输入/输出控制、变功率输入/输出控制和最优功率控制三种模式进行仿真。在光伏输出变化和负载变化的情况下,对馈线有功功率控制的仿真结果表明,所建的微电网模型可准确模拟微电网并网控制模式,可用于实际微电网系统的并网运行分析。     

考虑不确定性影响的微电网优化重构

考虑到微电网中分布式能源出力和负荷不确定性的影响,提出一种基于云理论的随机框架对其进行处理,利用云模型将微电网不确定性的模糊性和随机性转换为定量的形式。建立了以网络损失最小和供电质量最优为优化目标的微电网重构模型,同时利用一种基于模糊理论的综合评价方法对多目标函数进行了处理,并提出一种改进的大爆炸算法对模型进行求解。最后以33节点微电网标准模型作为案例研究,仿真结果证明了所提优化模型和算法的有效性及实用性。     

考虑元件可靠性的舰船电力网络综合脆弱性分析

针对复杂网络理论研究电网节点脆弱性时存在的局限性,在考虑舰船电力网络结构脆弱性的基础上,将源与负载间连接路径的可达性叠加到舰船电网的综合脆弱性中;利用多属性决策方法,提出基于主客观赋权法相结合的综合权重自适应获取模型。首先,将舰船电网结构脆弱性和物理脆弱性相结合,提出综合脆弱性的概念;其次,选取层次分析法和熵法这两种典型的主、客观赋权法,利用加权和法的评价函数作为优化模型的目标函数,提出自适应综合权重获取的优化模型,实现对舰船电网综合脆弱性的全面评价;最后,将所提综合脆弱性指标与传统结构脆弱性指标相比较,通过某环形舰船电网验证了模型的有效性。     

面向园区微电网的综合能源系统评价方法

面向园区微电网的建设方向,逐步从"源-源"横向多能互补系统向"源-网-荷-储"纵向一体化的综合能源系统发展。首先分析了面向园区微电网的综合能源系统组成及其特点,考虑经济、可靠、能耗、环保4个方面的影响因素,建立了面向园区微电网的综合能源系统的指标评价模型。基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)-改进熵权法确定各项指标的权重赋值,建立VIKOR多准则评价体系。选取某园区作为算例进行灵敏度与比较分析,验证了基于AHP-改进熵权法的VIKOR多准则评价体系评价综合能源系统的正确性与合理性。     

含风电孤立中压微电网静态电压稳定性分析及改善策略

分析了孤立微电网中双馈异步风力发电机组(DFIG)的功率电压特性,针对微电网不同运行方式约束,为改善含DFIG微电网的静态电压稳定性,提出了基于就地层储能稳定控制、DFIG快速变桨控制的静态电压稳定增强控制策略。基于PSCAD/EMTDC建立了微电网系统和稳定控制策略模型,研究结果表明,在不同运行方式下风速扰动时,提出的增强控制策略能有效增强微电网的静态电压稳定性,确保微电网的安全稳定运行。     

基于效用风险熵的复杂电网连锁故障脆弱性辨识

研究了基于效用风险熵理论的复杂电网连锁故障脆弱性评估模型和算法实现问题。首先,结合支路断开后的潮流转移特性和潮流分布特性建立支路脆弱度评估模型,计及支路退出运行给系统带来的影响;其次,建立节点脆弱度传递模型,克服目前社会网络类指标和系统科学类指标存在的不足;最后,以元件脆弱性评估结果为基础,辨识电网组织结构面临的风险不确定性。通过IEEE 39节点系统仿真验证了所述方法的合理性和有效性。     

基于犹豫模糊决策法的电网脆弱性综合评估

电网脆弱性评估对预防连锁故障具有重要意义。综合考虑系统潮流分布、系统电压稳定性以及电网拓扑特性等因素构建了电网脆弱性评估模型。最小奇异值可定量表示系统电压与电压静稳临界点的距离,表征节点电压稳定状态;改进潮流熵综合了网架结构完整度和系统平均负载率,提高了信息熵表征电网潮流分布的准确性;最小奇异值灵敏度熵反映了系统所面临负荷冲击的风险。综合以上因素利用犹豫模糊决策方法综合评估系统的脆弱节点。仿真算例评估了新英格兰39节点系统和河北南网实际系统的脆弱性,验证了模型的有效性。     

面向源储优化配置的港口微电网运行场景高保真压缩与重构方法EI北大核心CSCD

港口微电网源储配置与生产作业和靠港船舶等因素密切相关,直接按照天、周等自然规律确定场景时间尺度难以准确刻画系统运行特性。该文提出了港口微电网运行场景高保真压缩与重构方法,可根据运行状态动态调节各运行点对应的时间尺度,在有效压缩数据量的同时保真刻画港口微电网源荷功率特性。通过层次聚类,利用港口微电网各运行周之间的相似性得到代表运行周;提出了连续层次聚类法,根据代表周中相邻时刻间的相似性动态调节各运行点时间尺度,实现运行点重构。建立了可调节运行点时间尺度的源储优化配置模型,并通过凸松弛实现模型线性化。以日照港为算例,该文方法在运行场景1.92%压缩率的情况下,所得源储配置方案的总成本与全数据方法的误差仅为0.6%,准确性相比于现有其他方法提升了6%以上。     

微电网黑启动中考虑DG特性与线路投入顺序的串行恢复策略

制定合理的孤立微电网黑启动恢复策略对于加快微电网的恢复进程、减少事故损失具有重要意义。提出了一种适用于微电网黑启动的串行恢复策略。首先分析了分布式电源(Distributed Generation, DG)与大电网中传统火电机组所不同的特性,在此基础上建立了基于变异系数法的DG黑启动能力评估模型,并用于选取黑启动电源。然后以线路重要度和节点重要度作为网架重构的指标,建立了网架重构优化模型,并采用遗传算法进行求解。在求解出目标网架后,以单位时间内恢复发电量最大为目标,进一步确定线路的投入顺序。最后通过算例的分析及结果验证了所提方案的有效性。     

基于功率能量特性的含小水电微电网储能容量配置方法

含小水电微电网受源荷不确定性影响易产生较大的功率波动,离网状态下易导致微电网系统停电、弃电的发生。为了充分考虑含小水电微电网功率、能量的平衡特性,提高含小水电微电网运行的经济性和鲁棒性,提出一种基于功率能量特性的含小水电微电网储能优化配置方法。首先,分析了含小水电微电网的功率能量平衡机理,提出了该微电网的功率能量特性模型;然后,在含小水电微电网功率能量特性模型和源荷不确定性模型的基础上,提出了基于功率能量特性的随机场景分解聚类方法和储能容量配置方法。最后,以某地区离网型含小水电微电网为仿真算例,通过与现有方法进行结果对比和影响因素分析,验证了所提方法的有效性。     

考虑电网状态和网络结构的脆弱线路评估

在电网结构脆弱性分析的基础上,计算出线路介数。考虑移除电网中任一线路后的电网潮流分布状态,引入潮流熵的概念来评价电网在线路移除后潮流分布的均衡性。提出了结合电网结构脆弱性的线路介数和潮流分布均衡性的潮流熵的综合脆弱性指标,判别电网中的脆弱线路,可为电网脆弱性评估及电网运行维护提供参考。     

混合储能系统反演自适应变结构控制

为提高混合储能系统及直流微电网的鲁棒性,建立带有扰动上界未知的DC/DC状态空间平均模型,采用反演控制和变结构控制相结合的方法,提出反演自适应变结构控制。在Matlab/Simulink中搭建独立型直流微电网的仿真模型,仿真结果表明,相对于PI控制,反演自适应变结构控制有效抑制了负载突变时直流微电网的母线超调电压,缩短了电压稳定时间,提升了混合储能系统及直流微电网的鲁棒性。