含分布式电源的复杂配电网故障恢复

考虑到实际配电网复杂多变及负荷等量测数据大量缺乏,建立基于等效负荷的配电网简化模型,减小了计算时间,并可以反映配电网的潮流分布。提出了一种针对含分布式电源的复杂配电网故障恢复方案,当配电网发生故障引起大面积停电时,首先在已知分布式电源容量的情况下确定各孤岛系统的最佳供电范围,转入孤岛运行模式以保证重要负荷的持续供电,然后依据启发式规则对剩余失电网络进行供电恢复并利用改进支路交换法对恢复后的网络进行重构优化,使得失电负荷和网损都尽可能少。算例表明,提出的方案能够有效地解决含分布式电源的配电网故障恢复问题。     

考虑DG与负荷需求变动性的供电恢复研究

针对因灾害导致配电网大面积停电,无法通过主网恢复非故障停电区域供电的情况,建立了基于应急发电车作为补充电源的微电网动态供电恢复方案。分析了微电网运行的控制方式与分布式电源之间的并网组合的方案,在电网发生故障出现大范围停电时,通过广度优先搜索的方法对孤岛进行划分以恢复停电负荷的供电,考虑到分布式电源发电的间歇性和负荷需求的变动性,采用应急发电车作为补充电源以满足孤岛内的"供需平衡"。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

含分布式电源的配电网故障恢复模型

分布式电源的广泛接入对配电网的运行产生了深远的影响,从分布式电源对配电网故障恢复的影响角度展开研究。一方面当主网恢复容量不足以完全恢复停电负荷时,可利用具有孤岛运行能力的分布式电源对失电负荷进行恢复,有利于保证重要负荷的供电,减少负荷停电;但另一方面,在当前化石能源日益枯竭的背景下,充分利用可再生能源发电是未来能源战略的发展方向,在进行故障恢复时应尽可能保证可再生能源机组发电,避免系统故障对这些机组发电出力的影响。根据上述分析,建立了含分布式电源的配电网故障恢复模型,并应用NSGA-II算法对其进行了求解,算例结果证明了所提出模型的正确性和有效性。     

含间歇电源、储能和电动汽车的配电孤岛短时恢复供电策略

电力系统发生停电事故后,含有分布式电源和储能系统的配电系统可以形成孤岛运行的微网,在短时间内为微网内的停电负荷恢复供电。然而,风电和光伏等间歇性电源的发电出力具有不确定性,难以对孤岛内负荷进行持续、稳定供电。在此背景下,提出了计及间歇性电源出力不确定性的配电系统恢复优化模型。首先,考虑含有分布式电源、储能系统和可控负荷的配电系统,针对停电事故发生后一个较短时段内的供电恢复问题,提出了以最大化恢复供电的负荷用电量为目标的配电系统恢复模型。之后,分析各种分布式电源的出力特性和供电能力,并利用可控负荷平衡间歇性电源出力波动。考虑到间歇性电源出力的不确定性,利用概率模型对其出力预测值进行处理,这样就避免了在模型求解时再处理不确定性因素,从而可将配电系统恢复模型转换为混合整数二次规划问题并用CPLEX求解器求解。最后,以修改的IEEE 33节点配电系统为例,对所提出的模型和方法进行了验证。     

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。     

考虑二次转供的配电网负荷转供方案多目标优选技术

针对变电站发生全停事故后造成的配电网大面积停电的问题,提出一种考虑最短恢复时间以及二次转供的负荷优化恢复供电方法。该方案考虑停电负荷的最短恢复供电时间以提高配电系统的供电可靠性。同时,通过搜索"薄弱环节",即一次转供后可能发生过载的转供主变,在此基础上提出二次转供策略,计及线路及变电站容量约束,将"薄弱环节"上的正常供电负荷转供至其余变电站,从而降低"薄弱环节"的负载率以提高停电区域的供电恢复量。最终,综合考虑上述两个方面进行多目标优化,优选停电负荷的转供路径与恢复容量。通过对某实际配电系统的故障仿真分析表明,该方案可以有效提高负荷的转供成功率,同时减小负荷的恢复时间,从而减小负荷因变电站故障而造成的经济损失。     

含分布式电源的配电网故障恢复策略

针对含分布式电源配电网故障,把配电网的负荷分为岛内负荷和岛外负荷,分别进行供电恢复。对岛内负荷采用基于广度优先搜索算法进行孤岛划分,由分布式电源恢复岛内负荷的供电;对岛外负荷采用基于蚁群算法的网络重构进行供电恢复。最后以IEEE33节点系统验证故障恢复的两个部分,证明了故障恢复策略的可靠性。     

基于MAPSO优化的智能配电网大面积断电供电恢复

当含分布式电源的智能配电网发生大规模停电事故时,必须尽快制定供电恢复计划,减少停电面积。在保证配电网安全运行的前提下,考虑以甩负荷最少及开关操作次数最少两方面因素建立含分布式电源的智能配电网供电恢复模型,提出采用多智能体粒子群优化算法快速恢复孤岛外非故障断电区域负荷供电。该算法在二进制粒子群优化算法基础上引入Multi-Agent概念,每一个Agent相当于一个粒子,通过粒子Agent之间的竞争与合作操作使其快速有效地收敛到全局最优解。算例结果证明了所提算法的可行性和有效性。     

分布式发电相关问题研究 含分布式电源的配电网故障恢复策略

针对含分布式电源配电网故障,把配电网的负荷分为岛内负荷和岛外负荷,分别进行供电恢复。对岛内负荷采用基于广度优先搜索算法进行孤岛划分,由分布式电源恢复岛内负荷的供电;对岛外负荷采用基于蚁群算法的网络重构进行供电恢复。最后以IEEE33节点系统验证故障恢复的两个部分,证明了故障恢复策略的可靠性。     

计及负荷分级与孤岛运行的配电网供电恢复策略

针对现有的配电网供电恢复策略都没有考虑重要负荷的优先恢复供电,以非故障失电区域的一级负荷的有功负荷作为制定划分孤岛范围与初始恢复方案的依据,通过判断分布式电源容量与可转供线路容量之间的关系,确定孤岛范围,达到孤岛范围内与孤岛范围外负荷的最大恢复。在确定孤岛范围之后,采用广度搜索算法计算供电邻接表,确定一级负荷的供电恢复策略,再使用匈牙利算法确定非故障区的二、三级负荷供电,避免重要负荷在故障恢复决策中误切除的可能,算例分析验证了算法的可行性。     

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。     

基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略

智能配电网的自愈控制对提高整个电力系统的供电可靠性至关重要。针对含分布式电源的配电网故障恢复问题,提出了基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略。首先,通过广度优先搜索的方法遍历停电区域内所有具有黑启动能力的分布式电源,形成孤岛供电。其次,对剩余失电区域采用启发式规则,以生成用于配电网故障恢复的候选方案集。最后,考虑故障恢复的目标,引入负荷容量裕度、负荷转移量、负荷恢复比例、开关操作次数和电压降落五个评价指标,分别计算候选方案的各评价指标。并使用改进的AHP方法和CRITIC方法对方案进行评估。同时引入综合权重并计算各方案与理想点之间的偏离度,确定最优故障恢复方案以恢复剩余失电区域供电。通过算例分析验证了所提方法在解决配电网故障恢复问题上的有效性。     

闭环运行方式城市配电网接线模式的研究

配电网的开环运行影响了供电可靠性的进一步提高和分布式电源的友好接入。通过分析发现：采用闭环运行方式的配电网,在故障隔离、定位和恢复供电的过程中,非故障区域不需要停电;可以将民用线路和工业线路组成一个环网,形成用户负荷特性互补,从而提高设备利用率和电压合格率;闭环运行不会导致线路最大短路电流出现明显的变化,但会导致短路电流流经更多的线路。讨论了在闭环运行模式下,采用集中式保护来解决环网运行方式的保护配置问题,提出了采用按分区、分段、负荷密度和负荷特性的方式进行规划,并尽量采用典型接线模式的新型配电网规划原则。     

考虑联络线转供及孤岛划分的配电网风险评估

基于风险评估理论和N-1安全准则,针对含分布式电源的配电系统故障及其供电恢复情况,提出负荷点损失风险指标、线路过负荷风险指标及其综合风险指标评估系统的风险程度,通过统计分析找到系统脆弱节点及线路。基于启发式算法,提出优先联络线转供、然后通过分布式电源孤岛划分相互配合的故障恢复策略,并从最大限度地降低系统负荷点损失风险的角度讨论了分布式电源的入网位置。以IEEE 33节点配电系统为例,验证了所提评估指标能反映含分布式电源配电网的风险程度,所提故障恢复策略及分布式电源入网位置方案能有效降低系统风险。     

基于矩阵算法的主动配电网交直流混合网络供电恢复策略研究

考虑到直流输电技术的发展,直流配电应用于配电网中是未来配电网的研究重点。本文为解决主动配电网交直流混合网络的供电恢复问题,提出含直流配电线路的主动配电网供电恢复方案,当交流配电线路出现故障时,考虑直流侧配电线路网损、换流器以及分布式电源影响下的供电恢复方案;当直流配电线路出现故障时,考虑转换直流侧运行方式或让失电的直流负荷转入计划孤岛运行模式,以保证直流侧重要负荷的持续供电,分别提出交流侧和直流侧约束条件,并在约束条件下选取网络损耗、线路末端电压越限节点个数以及开关操作次数作为指标构建目标函数,依据矩阵算法对供电恢复过程的不同恢复方案进行大数据分析与处理,得出最优方案。通过改进的IEEE123节点算例证明,提出的方案能够有效的解决主动配电网的供电恢复问题。     

基于用户停电损失评估的有源配电网灾后供电恢复模型

当自然灾害等极端事件发生时,配电网可能受到严重破坏,引起大停电事故并造成重大经济损失。为了有效地减少由极端事件引发停电造成的经济损失,文中提出了基于用户停电损失评估的有源配电网灾后供电恢复模型,利用多种分布式电源和储能系统快速恢复重要负荷,提升配电网韧性。基于不同类别电力用户停电损失的间接评估方法,建立了最小化用户停电损失的目标函数,并针对孤岛融合提出了改进辐射状拓扑约束,实现孤岛数目的在线优化。结合多种配电网供电恢复约束,将包含不同类型分布式电源和储能系统的配电网多时间段故障恢复问题建模,并线性化为混合整数线性规划模型。最后,通过改进的IEEE 33节点配电系统算例和仿真验证了所提模型的有效性。     

计及分布式电源的变电站个数及馈线条数概率规划

随着分布式电源渗透率的提高,分布式电源对配电网规划方法和结果的影响研究更具现实意义。采用概率规划方法,建立了涉及分布式电源的变电站个数及馈线条数优化简化模型,模型目标为变电站和中压线路的相关总费用最小,并考虑了线路的容量约束;提出了中压主干线与分支线长度的近似计算模型,并考虑了负荷变化、分布式电源随机性和线路负荷转供率对停电时间和停电费用的影响。基于模型求解获得的变电站优化个数、馈线优化条数和最小总费用,定义了相应的三大类置信变量。算例表明了概率规划对于变电站个数和馈线条数选择的意义以及分布式电源的替代作用。     

基于多代理系统的智能配电网分散协调恢复策略

针对智能配电网故障后自愈恢复需求,在智能配电网复杂的能量控制资源和技术手段基础上,本文给出了以电能交换器为核心组网设备的智能配电系统架构,并在此基础上提出了基于多代理系统(MAS)的智能配电网故障后的分散协调恢复策略。该MAS由设置在电能交换器处的代理和供电线路其他元件上的代理组成。当配电网发生小面积停电时,计及分布式电源(DG)功率输出的波动性,由各DG代理通过等可能路径组合确定初始孤岛划分方案,再由电能交换器代理协调冲突孤岛,保证快速恢复重要负荷供电;发生大面积停电时,在孤岛供电方案确定后,由电能交换器代理以网损最小为目标,利用改进蚁群算法寻优以进一步恢复失电负荷。同时,所设计的MAS可有效缓解信息逐级纵向传递和接收过程中容易造成的通信拥堵情况。算例结果验证了该策略的可行性和有效性。     

有源配电网的综合供电恢复及改进遗传算法

随着分布式电源在配电网中渗透率的提高,利用DG的孤岛运行能力为故障后配电网中非故障区域的停电负荷恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。在考虑功率平衡、DG孤岛个数和配电网内联络开关的影响因素下,对有源配电网的恢复供电进行了研究。通过将备用联络线路等值为DG,在恢复决策过程中同时考虑DG与联络开关,提高了整体方案的优越性。在利用DG对负荷恢复供电的过程中,充分考虑了DG的类型及控制特性,通过将DG分为主电源和从电源,研究了主从控制模式下孤岛供电的恢复方案。在孤岛划分过程中,采用改进遗传算法进行了求解,结合有源配电网的网络结构以及故障后孤岛的主从控制模式,提出了染色体编码时的两大约束条件以及基因组与基因子块的概念,染色体间的交叉和变异操作全部基于基因组进行操作,有效避免了无效解的产生。最后对一包含3条馈线、7台DG的配电网进行了仿真研究,验证了所提方法的有效性。     

基于复杂网络理论的分布式电源接入位置研究

分布式电源大量接入对电网安全稳定运行的影响是当前热点研究问题。基于复杂网络理论研究大电网中分布式电源布点优化选择。首先,结合负荷差异性建立复杂网络体系下的节点供电效率指标;其次,引入基尼系数并考虑电网总体线路潮流负载率特性建立电网整体脆弱性评价指标;最后,以IEEE39节点及IEEE118节点系统为例,研究分布式电源不同布点情况下电网大规模停电风险,验证了该方法的合理性和有效性。