计及分布式电源发电不平衡度约束的三相不对称配电网动态重构

该文提出一种计及分布式电源(distributed generation,DG)发电三相平衡需求的三相不对称配电网的动态重构方法。首先以开关成本与网损成本之和最小为目标,构建了同时计及配电网络三相不对称及DG发电不平衡度约束的动态重构模型;其次,在模型中引入三相储能装置(energy storage,ES),实现DG与ES的协调运行,从而在保证DG发电不平衡度约束的同时,能够满足三相不平衡负荷的需求;最后,基于多种线性化手段,将模型转化为混合整数线性规划问题,实现其有效求解。该方法体现了配电网运行安全性与经济性的协调,可在保证DG运行安全性的同时,有效降低网络损耗,提高配电网运行的经济效益。通过对修改的IEEE 34节点及IEEE 123节点配电系统的计算与分析,验证了方法的有效性。     

提升分布式电源接纳能力的配电网三相鲁棒动态重构

不可控分布式电源(UDG)给主动配电网带来了显著的功率波动和不确定性。为消纳更多的UDG,主动配电网的拓扑结构应随系统的运行工况动态灵活配置。此外,由于配电系统的负荷通常是三相不平衡的,实际应用中也需要计及网络三相不平衡的重构模型。对此,基于自适应二阶段鲁棒优化方法,提出了一种三相不平衡配电网的动态重构方法。其中,第一阶段为在考虑的整个重构超前时段内优化网络的拓扑,以减少日常的开关费用并保持网络的辐射状结构。第二阶段为基于给定的网络拓扑和UDG出力不确定集合,通过执行三相动态最优潮流来最小化系统最坏情况下的运行成本。所提二阶段鲁棒动态重构模型可采用列与约束生成算法进行求解,并且线性三相潮流模型的采用,使主问题与子问题均可建模为混合整数线性规划问题。通过对修改的IEEE 34节点及IEEE 123节点系统的测试计算,验证了所提方法的有效性。     

基于连续潮流的配电网供电能力评估

随着非全相运行的分布式电源大量接入配电网,配电网固有的三相不平衡特征更加突出,传统配电网供电能力评估因忽略配电网三相不平衡特征导致结果不准确。为了准确分析三相不平衡特征对配电网最大供电能力评估的影响,建立了以配电网供电负荷参数最大为目标函数,考虑了支路热约束和节点电压等状态变量和分布式电源的有功和无功功率等控制变量的含分布式电源三相不平衡配电网供电能力评估模型。选择电压跌落情况最严重的相作为连续参数,确保预测-校正过程的的连续潮流法求解的结果更加精确。最后,采用拓展的IEEE33节点配电系统进行仿真验证,表明文中所提的模型和求解方法是有效的。     

基于数据潮流模型的高比例光伏配电网三相不平衡优化

随着分布式光伏的大规模接入,配电网固有的三相不平衡问题日益严重,给系统的电能质量、经济运行等带来不利影响。此外,高比例光伏的接入使得配电网的物理结构和运行方式更加复杂多变,导致当前依赖精确拓扑结构和线路参数的三相不平衡优化方法难以应用。因此,提出一种基于数据潮流模型的高比例光伏配电网三相不平衡优化方法。首先,采用基于双阶段注意力机制的循环神经网络方法建立数据潮流模型,拟合三相潮流约束中变量之间的函数关系。同时,提出图特征嵌入的方法将部分已知的拓扑信息嵌入到数据潮流模型中以提高拟合精度。其次,以训练后的数据潮流模型为基础重建配电网三相不平衡优化模型。最后,通过条件梯度下降方法求解该模型,以修改的IEEE33节点配电网络为例,验证了所提方法的有效性。     

端对端交易模式下基于移动储能共享的配电系统韧性提升

配电网韧性是指配电网抵御极端灾害、减少故障损失、尽快恢复供电的能力。为了避免配电系统因韧性不足而引起的大规模停电事故,文中提出一种端对端(P2P)交易模式下基于移动储能(MES)共享的配电系统韧性提升策略。首先,构造了一个P2P交易框架。在此框架下,配电系统中的用户能够根据负荷需求对电能进行管理、分配,实现发电、用电和储能之间的源荷储协同;其次,提出了MES共享机制,通过优化MES的行驶路径与充放电功率,实现MES的时空转移与系统的韧性提升;然后,提出基于比例分配法的MES共享成本均摊机制;最后,基于Julia分别对15节点、IEEE 33节点、IEEE 69节点辐射型配电系统进行仿真分析,验证了所提策略的有效性。     

计及三相不平衡的有源配电网重构

针对单相光伏的大量接入引起配电网运行的三相不平衡、线路有功损耗增大问题，提出以有功损耗和三相不平衡度为目标函数，构建基于三相电流注入法的配电网动态重构模型，采用大M法对节点电压方程进行松弛，避免断开线路的约束条件对模型的影响，并采用多边形内近似法将非线性约束线性化。通过修改的IEEE 33节点配电系统的分析计算，验证了算法的有效性，提高了算法的求解效率和求解精度。     

基于前推回代法的弱环配电网三相潮流计算

针对配电网特有的网络结构,提出了一种基于前推回代法的配电网三相潮流算法。该算法采用广度优先搜索算法对节点进行编号;同时考虑到配电网的三相参数不对称和三相负荷不平衡问题比较突出,直接采用相分量法进行计算;而对于配电网的弱环问题,则采用开环点注入补偿电流的方法进行了有效处理。通过对IEEE 33节点配电系统进行验算,证明了该算法的有效性。     

基于半正定规划的低压不对称配电网储能优化方法

高渗透率分布式电源的不对称接入加剧了有源配电网的电压波动,使得有源配电网的三相不平衡问题更加突出,导致配电网中设备的损耗增加并处于不正常运行状态,给系统的安全运行带来风险。为此,提出了一种基于储能系统的有源配电网不对称运行优化方法,通过调节储能系统的运行策略,提高系统运行的经济性,并改善有源配电网运行中的三相不平衡程度。通过引入线性化和凸松弛技术,将原本非凸非线性的优化模型变为半正定模型,降低了优化问题的求解难度,提高了求解效率;最后,基于改进的IEEE 123节点系统验证了所提方法的正确性和有效性,通过调节储能的运行策略,减小了三相配电系统不对称运行损耗和电压波动。     

面向韧性提升的交直流混合配电网协同恢复方法

交直流混合配电网是未来配电网的重要形态。近年来愈发频繁的极端灾害对交直流混合配电网的安全可靠供电提出了严峻挑战,如何提升交直流混合配电网的韧性水平亟待解决。考虑极端灾害造成的时序故障及其修复过程,提出面向韧性提升的交直流混合配电网协同故障恢复方法,充分协同利用分布式电源、移动式应急电源（mobile emergency generators,MEG）和交直流配电网络动态重构,实现极端灾害下关键负荷的快速恢复。在故障时序发生和修复的过程中,通过远程可控制开关（remote-controlled switch,RCS）实现交直流混合配电网交流部分和直流部分的协同动态重构,从而隔离故障并恢复负荷,同时配合分布式电源、MEG的动态调度形成恢复性孤岛,从而保证关键负荷的快速恢复,提升系统韧性水平。采用二阶锥松弛技术将潮流方程进行凸化松弛,使得优化问题转化为可有效求解的混合整数二阶锥规划模型。采用改进的IEEE 33节点交直流混合配电系统验证了所提方法的有效性,以及考虑MEG实时调度、RCS动态重构和配电网交直流部分协同对于配电网韧性提升的重要性。     

基于改进前推回代法的弱环配电网三相潮流计算

基于配电系统特有的网络结构,对配网潮流计算的前推回代法作了改进,提出了一种适合弱环配电网的三相潮流算法。该算法采用了一种独特新颖的分层方法,将网络节点从末稍节点依次向上层搜索至根节点,形成了一个链式层次的分层节点数组,省去计算过程中对节点和支路的复杂编号;同时考虑到配电网的三相参数不对称和三相负荷不平衡问题比较突出,直接采用相域模型进行计算;而对于环网问题,则运用功率补偿的方法进行了有效处理。通过对IEEE33节点系统的验算,证明了该算法的有效性。     

针对三相不平衡配电网状态估计的虚假数据注入攻击方法

针对实际配电网三相不平衡的运行特点,首先分析并简化配电网的三相线路结构,推导三相节点导纳矩阵的计算方法。随后针对系统的不良数据检测机制,分析并构建有效的注入攻击向量,在此基础上提出一种针对三相不平衡配电网状态估计的虚假数据注入攻击方法。最后,对改进IEEE三相不平衡配电系统进行两种运行场景下的仿真,并将所提攻击方法与两种传统攻击方式进行对比。结果表明,当网络处于正常运行场景下,所提出的三相不平衡配电网状态估计方法具有较高估计精度;而网络遭受虚假数据攻击时,所构建的虚假注入数据攻击方式能够成功躲避系统的不良数据检测,并有效篡改状态估计结果。     

基于数据驱动与物理模型的主动配电网双时间尺度协调优化

高比例间歇性分布式电源与电动汽车接入配电网时，容易导致功率与电压频繁、快速、剧烈波动。文中结合数据驱动与物理建模方法，提出了一种配电网双时间尺度有功无功协调优化策略。针对短时间尺度（分钟级或秒级）的功率波动，以静止无功补偿器、分布式电源无功功率为决策变量，以网损最小为目标函数，计及物理约束，针对平衡与不平衡配电网分别构建了二阶锥与二次规划模型。针对长时间尺度（小时级）的优化，以有载调压变压器分接头变比、可投切电容电抗器挡位、储能系统充放电功率为动作，以网损为代价，计及节点电压越限惩罚，构建了马尔可夫决策过程。为克服连续-离散动作空间维数灾，采用一种基于松弛-预报-校正的深度确定性策略梯度强化学习求解算法。通过IEEE 33节点与IEEE 123节点配电系统验证了所提方法的有效性。     

基于改进前推回代法的弱环配电网三相潮流计算

基于配电系统特有的网络结构,对配网潮流计算的前推回代法作了改进,提出了一种适合弱环配电网的三相潮流算法.该算法采用了一种独特新颖的分层方法,将网络节点从末稍节点依次向上层搜索至根节点,形成了一个链式层次的分层节点数组,省去计算过程中对节点和支路的复杂编号;同时考虑到配电网的三相参数不对称和三相负荷不平衡问题比较突出,直接采用相域模型进行计算;而对于环网问题,则运用功率补偿的方法进行了有效处理.通过对IEEE33节点系统的验算,证明了该算法的有效性.     

含分布式电源的三相不平衡配电网连续潮流计算

连续潮流是电力系统电压稳定分析的重要工具。针对含不同类型分布式电源的配电网及其三相线路参数和负荷不平衡的情况,提出了一种三相配电网连续潮流方法,由切线预测环节和牛顿法校正环节组成,并采用局部几何参数化策略处理三相不平衡系统PV曲线的斜锐角现象。考虑了PV和PQ节点类型分布式电源的限值约束,给出了新的节点类型双向转换逻辑和分岔点类型识别方法。通过对IEEE 33节点配电系统进行算例仿真,表明所述算法可以有效追踪三相配电系统的PV曲线,准确计算电压稳定临界点并识别分岔点类型。     

一种新的节点注入电流三相潮流算法

随着现代电网的不断发展,特别是智能电网的提出,使得配电网的重要性越来越突出。对于发电和输电而言,配电网络是保障供电可靠性、安全性的最主要环节,也是落实智能电网的核心环节。由于配电网三相参数不对称,使得应用成熟的对称分量法解耦失去优势,配电网网络模型应采用ABC全耦合的相分量模型,及有必要对配电网进行三相潮流计算,然而传统的潮流计算方法不适应配电网潮流计算的特性。本文提出一种新的节点注入电流潮流计算方法,该方法具有很广适应性,不管是传统的辐射状网络、复杂的环状网络还是含分布式电源的配电网络。文中对IEEE33节点配电系统进行仿真,验证所提出算法在配电网潮流计算中的实用性和有效性。     

基于模拟结晶算法的长效三相平衡优化换相策略

为解决配网系统中因三相不平衡造成的三相电压不对称、配电变压器出力降低、网络损耗增加等一系列问题,通过综合考虑配网系统中各节点的负荷曲线特征,建立长效三相平衡优化换相模型,弥补了常规基于单个时间点负荷换相模型需要频繁换相的不足;然后,提出一种基于分子动力学原理的新型模拟结晶算法求解模型,以在进化后期获得更高的个体多样性,从而可有效避免陷入早熟,快速求得全局最优换相方案;最后,通过对IEEE 34节点配电系统进行三相平衡优化换相计算,验证了所提方法的有效性及优越性。     

多源协同的智能配电网故障恢复次序优化决策方法

当因极端事件导致电力系统发生大规模停电时，可以协同配电网中的分布式电源、储能系统等本地资源恢复网内重要负荷，以提升配电网韧性。为了快速平稳地使系统从停电后状态过渡至恢复状态，需要优化开关投切次序。文章提出了多源协同的智能配电网故障恢复操作次序优化决策方法，将问题建模为混合整数线性规划模型，并利用成熟的商业优化求解器快速求解，确定最优的开关投切操作次序以及每次恢复操作后的系统运行状态。优化模型计及负荷重要度权重，以快速恢复重要负荷为目标，考虑了三相不对称潮流约束、系统运行约束以及恢复过程中的恢复操作约束等。通过改进的IEEE 13节点系统和IEEE 123节点系统验证了所提出的配电网故障恢复次序优化决策方法的有效性。     

多源协同的配电网多时段负荷恢复优化决策方法

当极端灾害引起大停电事故时,可协同多种电源和储能快速恢复重要负荷,提升配电网韧性。首先探讨多源协同故障恢复对配电网韧性的提升作用,然后以最大化负荷的加权供电时间及最小化总网损为目标,以各时段负荷状态、电源输出功率及线路投运状态为优化变量,考虑有限能量约束、运行约束和拓扑约束等,将多源协同的配电网多时段负荷恢复问题建模并松弛为混合整数二阶锥规划模型,并利用商业优化软件求解,得到最优恢复策略。最后,通过改进IEEE 13节点和IEEE 123节点配电系统标准算例和仿真验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于改进蜉蝣算法的含分布式电源配电网无功优化

近年来,风光等分布式电源（distributed generation,DG）的大规模并网运行给主动配电网无功优化带来新挑战。首先,在对分布式电源无功调控特性进行分析的基础上,针对配电网单相、三相混杂的情况,文中分别建立了考虑三相平衡与不平衡情况下计及DG无功支撑能力的配电网无功优化模型。其次,在蜉蝣算法的基础上,利用Sobol序列生成超均匀分布的初始蜉蝣种群提高算法收敛性;引入自适应重力系数合理化搜索机制和基因突变以增加种群多样性;同时调整越界约束策略以减少无效计算,提出一种改进蜉蝣算法（improved mayfly algorithm,IMA）用于求解含DG的配电网无功优化问题,并给出具体的无功优化流程。最后,通过对改进后的IEEE 33节点和三相IEEE 33节点配电系统进行测试,验证IMA较于其他智能算法在无功优化计算中的优越性。结果表明所提模型和算法能够有效降低配网的有功网损和三相不平衡度,提高各节点的电压水平。     

改善不平衡配电网电压质量的分布式储能序次优化配置方法

分布式储能(distributed energy storage,DES)具有灵活的运行特性,通过合理配置DES可使其有效服务于有源配电网的电压管理。现有以电压管理为导向的DES优化配置研究通常基于平衡网络模型来分析储能运行特性对系统电压的影响,但配电网实际上是三相不平衡的。为此提出一种基于电压灵敏度分析的不平衡配电网DES序次优化配置方法,从改善网络电压的角度研究不平衡配电网中DES的最佳配置方法。首先基于综合电压灵敏度分析确定DES接入位置;其次兼顾系统运行的经济性,以DES一次投资和运维成本最小为目标优化DES的接入容量;最后通过改进IEEE 33节点三相配电网进行算例分析,验证了所提DES序次优化配置方法可有效改善不平衡配电网的电压质量。