一种城市防风抗灾保底电网的多目标规划方法

为保障重要电力用户供电安全,提高电网防风抗灾能力,需要对城市保底电网进行规划。提出一种城市防风抗灾保底电网多目标规划模型。该模型以满足重要电力用户供电可靠性为前提,以重要电力用户的供电电源及其相应供电线路的选取为决策变量,以保底电网规模最小和优先纳入电缆线路为联合优化目标。计算过程采用差分进化算法求取全局Pareto前沿最优解集,生成多个备选方案;采用广度优先的搜索算法检验及构建完整网架。分别以简化构建的电网和广东某市中心城区的实际电网为算例进行分析计算,验证所提出模型的合理性和有效性。     

可局部自平衡运行的城市保底电网规划方法研究

沿海重要城市电网面临巨大的风灾威胁,核心区电网的供电安全关系到政治、经济、民生,其对供电可靠性、电网防灾抗灾能力的要求较高,需要在防风加固改造、提升新建线路设计风速等电网侧防灾抗灾措施的基础上,充分发挥电网、电源、负荷、储能在严重灾害期间的协调抗灾能力,提升电网抗灾效益。对此,通过规划建设一种基于网-源-荷-储自平衡运行的城市抗灾保底电网,使得在正常情况下,保底电网可与大电网联络运行,严重自然灾害导致电网大面积故障时,保底电网可利用抗灾保障电源、储能电站等自平衡运行,具备黑启动或孤网运行能力;同时,通过提高核心区电网的应急抗灾保障能力,进而推动"主动防御"的抗灾体系规划建设。     

沿海地区电网防风保安网架规划方法

以提高快速恢复供电能力、增强核心区域供电安全保障能力和提高重要用户供电可靠水平为目标,提出了一种沿海地区电网的防风保安网架规划方法。该方法基于加权网络的路径搜索算法,定量分析各站点和线路对网架结构所起的支撑能力,选择支撑能力排名较前的站点和线路以构建核心骨干网架,梳理向重要用户供电的最短路径,两者结合构成沿海地区电网的防风保安网架。沿海地市电网的算例验证了该规划方法的可行性。     

基于生存性评估的含微电网的保底电网网架构建方法

微电网具有较强的灵活性、可靠性和可控性,将微电网应用于保底电网能够增强城市核心区域的安全供电、抵抗灾害和快速复电能力。但是,由于组成元件和运行目标的不同,现有规划方法无法适用于含微电网的保底电网。为此,提出了一种基于生存性评估的含微电网的保底电网网架构建方法。计及了微电网对保底电网运行的影响,提出了配电网支路和节点的重要性评估指标。构建了兼顾抵抗性、安全性和恢复性的含微电网的保底电网生存性指标体系,建立了含微电网的保底电网网架搜索模型。算例分析表明,所提方法能够保证在严重自然灾害下重要负荷的持续供电和保底电网的安全运行以及提高保底电网的快速复电能力。     

电化学储能在保底变电站中的配置方案与控制策略

开展保底电网的研究是落实国家能源局关于坚强局部电网规划建设实施方案的重要举措,储能技术的应用可完善严重故障下保底电网按局部电网独立运行的能力。针对这一问题,提出了一种电化学储能在保底变电站中的配置方案与控制策略。首先,探讨了电化学储能在保底变电站中的接入方式,并根据灾害期间的供电负荷发展水平制定了电化学储能的容量配置方案;然后,提出了电流补偿方法、相位补偿方法以及相位预同步方法等,以实现保底变电站在并网转孤网、孤网转并网运行期间的平滑切换,完善了储能系统的抗灾控制策略;最后,以广东沿海某地区电网的保底变电站为例仿真验证了所提方法的有效性。     

差异化规划提升山区10kV电网防灾减灾能力

研究分析了10 kV电网的建设现状,调研了近几年水灾、雪灾易发地情况以及电网面临自然灾害受到的影响,提出了10 kV电网差异化规划、建设的思路和具体做法。以陕西某地差异化规划建设的线路为例提升减灾抗灾能力,从电网发展规划源头加强了防灾减灾能力,提升电网本质安全与运行安全。     

考虑恢复能力的保底电网骨干网架构建方法

针对保底电网骨干网架构建忽略黑启动电源位置及具体恢复流程,可能出现大停电情景下保底电网骨干网架内机组恢复失败、恢复时间延长的问题,提出了一种考虑恢复能力的保底电网骨干网架构建方法,在正常供电场景优化模型基础上增加停电场景下保底电网骨干网结构优化,考虑网架结构、黑启动电源位置对网架恢复时间、恢复成功率的影响,形成量化指标进行优化,从而减少恢复时间、提升恢复成功率。通过标准算例及实际算例分析验证了该方法能有效计及网架恢复能力,使构建网架的恢复时间及恢复成功率综合效果最好,同时兼顾对重要负荷的供电能力及安全性。     

南方电网公司防风技术体系的建立与应用

我国南方沿海地区常年受台风侵袭,损失巨大。文章首先总结和分析了南方电网公司辖区内遭受台风灾害时电网设施受损的主要原因;其次针对南方沿海区域的台风特点,分析了南方电网公司结合设计、规划、施工、物资、运维等方面构建的防风技术体系,以及各地开展的差异化防风加固项目;最后以典型案例对南方电网公司防风技术体系的应用进行了阐述,并针对提高电网防风能力提出了建议。     

高受电比例受端电网的输电网网架结构优化技术研究

从保证电网安全的角度简要介绍了高受电比例受端电网的输电网网架结构需要具备的能力和满足的要求,对各电压等级电网在受端电网输电网网架结构中的定位与规划思路进行了梳理。考虑到在受端电网中存在着对受电能力影响显著的关键断面,提出了此类断面的优选指标和提升其受电能力的加强策略。考虑到受端电网在构建特高压环网的进程初期会出现与输电网网架结构密切相关的多级电磁环网问题,提出了电磁环网解环的基本原则。总结得出了高受电比例受端电网的各级输电网优化及协调发展的技术要求,并将其应用于江苏电网的远景输电网网架规划与优化,有效地提高了未来江苏电网乃至华东电网的受电能力和安全稳定运行裕度。     

计及风灾影响的中压配电网规划方案研究

为了提高中压配电网防风抗灾能力,必须设计专门的防风抗灾规划方案。提出风灾等级与规划区域等级划分思想,结合广东省历年风灾情况将风灾和规划区划分为3个等级。根据风灾等级中对应风速大小,提出3种相应的配网架空线路设计方案;对计及风灾影响的单位工程造价进行估算。提出具有差异化特点的防风抗灾型规划方案,详细描述具体的实施步骤。     

考虑分区最小骨干网架的抗灾型输电网规划

针对传统的输电网规划未计及抗灾能力,使得在灾害情况下,电网大面积停电问题,根据抗灾型输电网划要求,建立了满足刚性负荷持续、可靠供电的抗灾型输电网规划模型。该模型引入了分区最小骨干网架,能够保证刚性负荷持续、可靠的供电的前提下,减少差异化输电线路投资。将模型应用于IEEE18节点系统,并从投资用、灾害下二次建设费用、灾害下刚性负荷供电量以及灾害下输电容量等方面分析了模型用于输电网规划抗灾的正确性和有效性。为进一步研究输电网抗灾能力打下了基础。     

考虑经济性和网架性能的抗灾型骨干网架多目标规划

为增强极端自然灾害下电力系统的供电能力和抗灾能力,提出一种抗灾型骨干网架的多目标规划方法。该方法在满足负荷保障率、电力系统安全运行和网络拓扑连通性约束的基础上,综合考虑差异化规划加固费用、灾害后恢复全网供电的效率和骨干网架抵御灾害的能力,构建以最大化经济性、系统可恢复性和网络抗毁性为目标的抗灾型骨干网架优化模型。采用嵌入图论修复策略的全面学习粒子群优化算法求解模型,增大了算法的可行解空间。引入混合策略纳什均衡来选取算法所求得的帕累托解集中具有最优联合均衡值的前沿解作为最优的骨干网架方案,从而能较好地兼顾各个目标函数的利益。广东某区域电网的仿真结果表明了所提方法的有效性。     

计及多阶段抗灾性能的骨干网架多目标优化

构建抗灾型骨干网架并对其进行差异化加固,可以保障极端灾害下电网安全运行和重要负荷供电。在此背景下,提出一种计及多阶段抗灾性能的骨干网架多目标优化模型。该模型定量评估了电网中节点和线路的拓扑和运行重要度,并提出基于核主元分析的综合评估方法。在满足投资限制的基础上,以最大化网架生存性、抗毁性和系统可恢复性为目标对抗灾型骨干网架进行优化。然后,采用嵌入图论修复策略和档案学习策略的改进全面学习粒子群优化算法求解优化模型,以扩大可行解空间。最后,某区域电网仿真算例验证了该模型的有效性。     

综合考虑负荷供应量和线路重要性的骨干网架构建

骨干网架的构建是进行差异化规划以提高电网抵御自然灾害能力的首要条件。引入电网最大负荷供应能力反映网架线路的重要性,在综合考虑了网架负荷供应量和线路重要性的基础上提出了一种新的骨干网架搜索模型,并采用改进的生物地理学算法进行网架搜索,引入混合迁移算子、混沌变异策略、排重操作以及"贪婪"策略增强算法的搜索能力,并与常用优化算法中的粒子群算法、遗传算法以及传统的生物地理学算法进行了对比。仿真算例结果表明,本文所提方法正确有效,搜索到的骨干网架方案满足差异化规划要求,采用的改进生物地理学算法具有较高的搜索效率。     

差异化建设电网评估指标体系研究

因差异化建设电网规划思路和方法不同,构建的差异化建设电网存在差异。本文基于SMART准则提出了一套适合评估规划的差异化建设电网的指标体系,对构建的差异化建设电网进行决策评估,并利用熵权TOPSIS对规划的汕尾差异化建设电网进行评估,验证了指标的全面性、合理性。     

抗灾型电网规划模式与模型

通过对电网规划合理抗灾模式的研究,提出了考虑典型自然灾害场景约束的抗灾型电网规划方法,从满足抗灾要求角度给出了完善相关电网规划技术规程的建议;在深入研究抗灾型电网规划问题建模特点的基础上,通过引入分离不等式约束与内嵌N-1约束消除模型的非线性,建立了抗灾型电网规划的高效数学模型,实现了电网抗灾投资的精细化决策。对Garver 6节点算例与某省"十二五"电网差异化规划实例的计算验证了模型合理性。文中成果为电网差异化规划提供了科学依据,对提高电网规划的精细化决策水平以及完善规划相关技术规程具有重要参考价值。     

计及气象灾害因素的电网规划方法

针对电网规划中提高电网抗灾能力和维持合理造价间的矛盾,引入差异化的决策变量,对应差异化的抗灾能力和造价,建立了计及气象灾害因素的多目标电网规划模型,给出了基于蒙特卡罗仿真和多目标遗传算法NSGA-Ⅱ的求解方法。通过Graver-6系统算例证明了在规划过程中考虑气象灾害因素的必要性,所提方法能求得兼顾经济性与可靠性的规划方案,适用于灾害频发环境下的电网规划。     

基于薄弱环节跟踪的城市电网目标网架方案研究

近年来,地区负荷逐年攀升,电网在为地区经济社会发展做出巨大贡献的同时,也暴露出供电能力不足、网架结构薄弱、可靠性有待提高等突出问题。对辽宁14个地市各电压等级电网存在的隐患进行全面梳理,对每项隐患提出解决措施制订措施落实计划,并提出将薄弱环节跟踪作为构建电网目标网架的约束条件,构建自律分散的薄弱环节闭环跟踪系统,远近结合构建目标网架。     

特高压接入下电网网架结构的多目标规划

针对当前特高压接入下电网网架结构规划方法中存在安全性差和经济效益低的问题,提出特高压接入下电网网架结构的多目标规划方法.综合考虑安全性、可靠性及经济性指标,并将指标对应的客观权重和主观权重作为样本点,将主客观权重和集成权重偏差最小作为优化模型.在矩估计理论的基础上构建电网网架结构的多目标规划模型,提高了特高压接入下电网...     

中压配电网次级网络分析模型

针对10kV配电网网架结构一直存在着复杂、参差不齐的状态,为了有效梳理和规范10kV配电网网架结构,提出了中压配电网分层分区的基本思想,定义了10kV配电网主干网络和次级网络的概念;其次,以客观反映次级网络结构和功能特性为基础,为满足不同需求构建了三类次级网络分析子模型;最后,根据某城市配电网建设、运行的实情,制定参数的边界条件,进行模型简化分析和计算,算例结果验证了该方法的正确性和有效性。