基于线性化方法的交直流混合配电系统网架规划

随着配电系统中直流设备的大量接入,交直流混合配电系统得到越来越广泛的应用。为适应交直流混合配电系统中不同交直流（AC/DC）类型的负荷或电源的接入,提出一种新的交直流混合配电系统网架结构规划方法,该方法考虑了网架交直流配置的所有可能性。首先以二进制网络矩阵描述配电系统的网架结构;其次建立网架单层规划模型,将规划变量和运行变量同时进行优化以提升全局寻优能力;最后将单层规划模型进行线性化处理,转换为混合整数线性规划问题以提升求解效率。仿真结果表明,所提方法能够为配电系统中不同交直流类型的负荷和电源的接入提供最佳的网架配置方案,相比于传统的纯交流规划方案具有更好的经济性和供电能力,在算法上与经典遗传算法求解的双层规划方法相比,具有更好的全局寻优能力和计算效率。     

含电力电子变压器的交直流混合分布式能源系统日前优化调度

提出一种含电力电子变压器的交直流混合系统分布式能源的日前优化调度方法。首先,建立了电力电子变压器的稳态模型;然后对于含电力电子变压器的交直流混合系统,建立了其日前优化调度的模型,以实现交直流混合系统分布式能源的充分消纳以及经济最优;最后,用算例来对上述含电力电子变压器交直流系统模型进行验证,结果表明:将电力电子变压器应用于交直流混合系统中,通过电力电子变压器的功率调节功能来对交流网络和直流网络之间的功率传递进行控制,可有效实现分布式发电的充分消纳,另外,通过对分布式发电的合理应用,降低了系统的运行成本,实现了交直流混合系统的经济运行。     

含分布式电源的交直流配网双层规划研究

随着分布式电源的日益增多,交直流配网的发展势不可挡,文中针对其规划问题提出一种双层规划模型。第一层模型以系统建设成本和运行成本为目标函数,第二层模型使用经济调度细化第一层模型中运行成本的计算,使规划结果更加精确。针对不同的母线类型、支路类型和网络拓扑,提出一种交直流配网的网络编码方式,并嵌套智能算法,求解双层模型。算例采用13节点待规划网络,规划结果表明交直流配网在运行成本、线路建设费用、电压源型换流器(voltage source converter,VSC)安装费用和电源安装成本等方面都优于传统交流配网。     

面向交直流混合配电系统的多端口电力电子变压器研究综述

多端口电力电子变压器作为交直流混合配电系统的一种关键枢纽设备,具备能量流动双向、潮流灵活调节、谐波无功可控和端口故障隔离等功能,近年来得到越来越多的关注。针对面向交直流混合配电系统的多端口电力电子变压器,层层深入推演了其拓扑结构的发展历程,从图论的角度归纳出星型和串型结构,从公共能量汇集环节形式的角度归纳出共直流母线结构和高频耦合的结构。然后,对比分析了不同拓扑结构的优劣势,并给出实际交直流混合配电系统不同需求下的拓扑结构选取原则。进一步地,总结了多端口电力电子变压器在仿真、设计、控制与保护方面的应用挑战,进而展望了未来的技术发展方向。     

含电力电子变压器的交直流配电网随机运行优化

间歇性可再生能源的接入,使得含电力电子变压器(power electronic transformer,PET)交直流系统的运行面临巨大挑战,因此提出基于场景分析法的优化调度模型。计及风电和光伏出力在空间上的相关性,采用多维高斯混合模型构建风电/光伏出力的联合概率分布,并基于同步回代削减法进行场景缩减,建立了含PET的交直流混合配电网随机运行优化模型,以得到满足典型场景的运行调度方案。然而随机运行优化模型属于海量高维非凸优化问题,难以求解,针对这一问题,提出基于二阶锥松弛技术和线性逼近法的逐次凸逼近规划模型,通过循环迭代实现对该问题的高效求解。仿真算例验证了所提模型方法的有效性和可行性。     

含分布式电源的多电压等级交直流混合配用电测试系统

交直流混合的配电网络为分布式电源及新型负荷的广泛接入提供条件,是未来配电网形态的重要发展方向。本文考虑分布式光伏、风电、电化学储能、交直流负荷的接入,考虑电力电子变压器、直流变压器、故障电流限制器等电力电子设备的应用,建立交直流混合的配用电测试系统,并依据设备的控制模式,给出系统典型的运行方式。所建立的测试系统具有一定适用性,可为交直流混合的配用电系统的稳态计算和相关研究提供基础。     

考虑可靠性的交直流混合配电网网架与分布式电源协同优化规划

含高比例分布式电源接入的交直流混合配电网是未来配电网发展的重要过渡形式,且随着电力系统的发展,对于配电网可靠性的要求越来越高。提出了一种考虑可靠性的交直流混合配电网网架与分布式电源协同优化规划设计方法。在场景构建阶段,该方法考虑了配电网中各分布式电源出力的相关性和时序性以及各负荷功率的时序性。在可靠性评估阶段,针对交直流混合配电网的运行特点,建立了完善的同时考虑稳态和故障运行下可靠性的综合评估体系,通过建立各可靠性指标间的联系,客观地将可靠性指标与经济性指标进行统一量纲处理。在优化阶段,对交直流混合配电网网架结构及分布式电源接入容量设计了双层协同优化策略。同时,建立了完备的线路故障抽样模型。以修改的IEEE 33节点交直流混合配电网的优化规划算例验证了所提方法的优越性和有效性。     

基于混合微分演化算法的配电网架结构智能规划

应用地理信息系统(GIS)和改进的微分演化(DE)算法组成混合微分演化(GDE)算法来进行配电网架结构的智能规划.该算法首先利用配电网络的地理特征,分阶段过滤明显不适合的线路,得到初步规划网络,随后利用DE算法收敛快速、鲁棒性强的特点,将其应用到优化计算中.为避免早熟,对传统DE算法进行了改进,利用解群转移策略在给定的条件下对解群进行分散处理,以跳出局部最优点,得到全局最优解.并给出了某省会城市的城区高压配电网规划算例.     

应用于交直流配电网的电力电子变压器

针对交直流配电网的需求,提出了一种可应用于交直流配电网的电力电子变压器(power electronic transformer,PET)拓扑。与传统PET相比,该拓扑的优势在于为直流电源及直流负荷提供了接口,具备直流故障穿越能力,能够显著减少网络中换流器的数量,提高供电可靠性。同时,分析了新型PET在典型交直流配电网中的运行模式,并在此基础上,对PET各级的控制及调制策略进行了设计。最后,通过仿真验证了该拓扑及控制策略的合理性,突出了PET在交直流配电网中的能量调控作用。     

含三端口电力电子变压器的交直流混合微网分层优化

三端口电力电子变压器(PET)具有交流、直流接口,便于主网和交直流混合微网的协同优化。针对PET容量小、过载能力差的现状,提出一种分层优化模型:PET层以对公共耦合点负荷曲线削峰填谷为目标,从而优化主网、交流微网和直流微网的功率调度曲线;交流微网和直流微网以降低各自运行成本为目标、上层调度曲线为约束协调各微源出力,并在下层优化中计及了储能放电深度、荷电状态对运行成本的影响,将镜像转换和自适应惯性权重引入粒子群优化算法中对其进行求解。参照浙江某地交直流微网示范工程构建算例,验证了所提优化模型和求解方法的有效性。     

基于电力电子变压器的交直流混合可再生能源关键技术

分布式可再生能源大规模接入电网,对系统的灵活接入和运行控制管理提出了新的挑战和更高的要求;利用多端口电力电子变压器构建交直流混合系统,在多个交直流电压等级集成分布式可再生能源,可以实现灵活接入与组网;同时,减少变换环节,提高能源利用效率,增强系统控制能力,在更大范围实现可再生能源互联互补。构建了基于电力电子变压器的交直流混合可再生能源关键技术研究框架,并对其中涉及的关键技术进行了详细阐述。     

配电系统电力电子变压器拓扑结构综述

电力电子变压器(PET)是一种结合电力电子变换器和高频变压器而构成的电能传输设备,在坚强智能电网的建设中有着巨大的应用价值。本文对国内外研究的配电系统电力电子变压器热点拓扑结构做了分类,并针对各种实现方案进行了分析和对比。指出电力电子变压器在减小自身体积和重量、电能质量调节等方面具有传统变压器不可比拟的优势。尤其是具有直流环节的三级型结构,其良好的控制性能使电力电子变压器可实现更多的功能,也为分布式发电系统更好地融入智能电网提供了通道,是电力电子变压器未来的发展方向。最后就电力电子变压器的实际应用提出了需要重点研究的几个关键问题。     

考虑网架结构和分布式电源的主动配电系统双层规划

针对主动配电系统中风光资源的波动性和负荷的随机性问题,建立了光伏发电、风力发电与负荷的多状态模型,将其不确定性转化为预想场景集。提出了以包括线路的投资、运行维护费用,分布式发电的投资、运行维护费用,网损费用及综合碳成本的系统年经济费用最小为上层规划目标函数,以分布式发电的年发电量期望值最大为下层规划目标函数的考虑网架结构和分布式电源的主动配电系统双层规划模型,引入网络连通性、辐射状、功率平衡以及无功补偿投切等约束条件,利用改进的遗传算法和原对偶内点法对上下规划模型进行求解。通过54节点的算例验证了所提模型与算法的正确性和有效性。     

电力网的网架结构优化规划方法

电力网网架优化是一个多目标、多阶段、离散的、非线性、受约束的混合整数规划问题。传统的优化算法已不能满足规划需要,以人工智能技术为基础的各类优化算法逐渐成为规划的主流算法。该文综述了近年来电网网架优化规划领域的国内外研究成果。针对输电网和中低压配电网的不同特点,分析了相应数学模型的建立和基于智能技术的寻优算法研究中的成果和进展。重点探讨了中低压配电网网架优化问题建模和算法研究中存在的问题和不足,提出了未来网架优化规划研究中应关注的问题和研究方向。     

电力网的网架结构优化规划方法

电力网网架优化是一个多目标、多阶段、离散的、非线性、受约束的混合整数规划问题.传统的优化算法已不能满足规划需要,以人工智能技术为基础的各类优化算法逐渐成为规划的主流算法.该文综述了近年来电网网架优化规划领域的国内外研究成果.针对输电网和中低压配电网的不同特点,分析了相应数学模型的建立和基于智能技术的寻优算法研究中的成果和进展.重点探讨了中低压配电网网架优化问题建模和算法研究中存在的问题和不足,提出了未来网架优化规划研究中应关注的问题和研究方向.     

交直流混合配电系统评价体系研究

城市负荷密度快速增长对城市配电网供电能力及电能质量要求不断提高,以交流输电为主的城市配电网发展面临越来越大的困难和挑战,包含柔性直流输电线路的交直流混合配电系统必将成为解决城市配电网发展的有效途径之一。本文根据交直流混合配电系统的特点,分析交直流混合配电系统评价的影响因素,建立技术经济评价指标体系,并按照差异化的原则,确定了不同指标的分类评价标准。在此基础上,根据指标属性特点对指标进行了分类,给出了评价指标分值的实用化计算方法。     

交直流混合配电系统的运行管理系统设计

交直流混合配电系统是能源革命背景下的一种新型配电形式,为提高系统供电可靠性,设计一种交直流混合配电系统运行管理系统以实现系统的运行管理.应用结果表明,该系统具有较好的运行特性,实时监测交直流混合配电系统的运行状态,可根据直流配电网与交流配电网的协调互动,进行电网自平衡和自平滑统一的优化控制.     

面向交直流混合配电应用的10kV-3MV·A四端口电力电子变压器

电力电子变压器是交直流混合配电系统中实现交直流电能变换与管控的核心设备,该文以应用于苏州同里交直流混合配电系统中10kV-3MV·A四端口电力电子变压器样机为对象,考虑示范工程中多电压等级的交直流设备接入需求,针对交直流混合配电接入的复杂应用场景,在电力电子变压器样机的电路拓扑设计和分布式控制技术方面开展研究,提出一种...     

配电网网架结构与配电自动化终端协同规划方法

针对现有配电网规划方法中未能充分考虑到泛在电力物联场景下一二次协同支撑供电可靠性的问题,提出了一种配电网网架结构与配电自动化终端协同规划方法。首先,提出配电网一二次协同规划的交替优化框架,构建了网架规划层与自动化终端配置层的优化数学模型;其次,针对规划配置模型中可靠性求解问题,结合配电自动化终端类型与通信方式,提出考虑一二次协同的配电网可靠性评估方法;再次,提出了基于遗传算法和整数粒子群算法的双层模型求解方法,其中在网架规划环节提出了基于"避圈法"思想的初始网架高效生成方法及相应的遗传编码方法;最后利用某60节点城市配电网作为算例验证了所提方法的有效性与合理性。