基于SNOP的主动配电网多时间尺度优化策略

针对主动配电网（active distribution network, AND)中分布式电源和负荷随机波动的特点,提出了基于软常开开关（soft normally open point, SNOP）的主动配电系统多时间尺度控制策略。考虑SNOP的运行工作特性,提出了在长时间尺度上通过配电网全局优化策略实现对SNOP输出进行控制,在短时间尺度上通过引入电压波动迟滞控制实现对SNOP输出参考值的动态调整,以维持线路电压平稳,提升分布式电源的消纳能力。在改进的IEEE 33节点系统中,进行了长时间尺度全局优化、短时间尺度动态调整分析,并对SNOP的安装位置、容量和数量进行了讨论。结果表明,基于SNOP的主动配电系统多时间尺度优化策略是有效可行的,且UPFC型SNOP较B2B型有更小的容量需求。     

含SNOP的柔性互联配电网无功优化技术研究评述

分布式电源、储能装置和电动汽车充电桩的接入不可避免地加剧了柔性互联配电网的电压和负荷波动,并参与了配电网的运行优化与控制,SNOP(soft normally open point,SNOP)的引入有效地提高了对分布式电源和波动负荷的消纳能力,因此对含SNOP的柔性互联配电网研究分析也显得尤为重要。首先分析柔性互联配电网系统拓扑;其次在对SNOP原理和功能详细介绍下,分析不同情况SNOP的运行控制方式和特点;然后建立了多端SNOP在计及和忽略损耗下的约束条件及优化模型,分析对比了含SNOP的柔性互联配电网无功优化关键技术;最后提出了含SNOP的柔性互联配电网无功优化中的问题和研究方向。     

基于区间潮流的含分布式电源配电网故障恢复算法

对于含分布式电源的新型配电网,分布式电源出力的不确定性是影响其故障恢复及自愈的关键因素。为此,文中引入区间数以描述负荷容量和分布式电源出力的不确定性。在此基础上,结合系统备用容量限制与负荷容量分布对故障恢复的影响,提出了基于区间潮流分析的联络开关最优割点计算方法,以及含分布式电源配电网的故障恢复快速算法。该算法通过比较...     

基于图论的含分布式电源配电网故障恢复算法

含分布式电源配电网的故障恢复策略对于配电网的安全性至关重要。针对含分布式电源和联络开关的配电网络,提出了基于图论的故障恢复算法。在充分考虑负荷恢复总量、开关次数和网络损耗的基础上,建立了含分布式电源的配电网故障恢复模型,以及配网故障恢复下的目标函数;设计了基于图论理论的不可行解修正和调整机制,即通过网络状态生成、网络区域划分、网络结构修正、负荷校验4个步骤,实现对不可行解的修正;利用量子离散粒子群算法其优越的优化特性,实现目标函数的最优;通过算例分析,验证了图论算法在智能优化算法中对不可行解修正的优越性和基于图论算法应用于配电网故障恢复问题上的有效性。     

基于潮流介数的SNOP配置及主动配电系统优化

针对主动配电系统中分布式电源（DG）和负荷的不确定性特点,提出了适用于配电网的线路潮流介数的概念,并将其应用于软常开开关（soft normally open points,SNOP）的配置分析。在此基础上,将SNOP优配置与配电网重构相结合,以网络损耗和电压偏差最小为目标,建立了配电网联合优化运行模型。该模型可以实现配电网多时间尺度上的全面优化,不仅能保证SNOP输出功率具有一定的裕度而且可以减少重构动作次数。以改进的IEEE33节点系统为例,进行了SNOP的优化配置分析、SNOP和重构联合优化性能分析及短时动态调整分析,验证了所提SNOP配置原则和联合运行优化策略的可行性和有效性。     

含DG区域电网孤岛模式下储能设备的优化配置方法

提出一种含分布式电源地区电网孤岛模式下储能设备的优化配置方法,首先监测每个时间点分布式电源出力和负荷数据并分别拟合出其概率分布函数;其次建立储能设备充放电的控制策略得到储能设备输出功率的控制规则;接着建立分布式电源与负荷的动态半不变量,得到储能设备的充放电功率的概率分布;最后建立以储存设备容量最小化为目标,储能设备的荷电状态以及满足一定的置信区间作为不等式约束条件的配置优化模型,并求解得出储能设备的配置容量。仿真结果表明,该方法能够解决永久性故障情况下区域电网孤岛模式稳定运行和经济性问题。     

考虑节点电价机制的主动配电网两阶段动态故障恢复方法

针对含分布式发电并网的主动配电网故障恢复问题,考虑系统节点电价机制提出基于两阶段优化的主动配电网故障恢复方法。该方法第一阶段优化以开关状态集为控制变量,以失电负荷价值最小为目标函数,计及功率平衡约束,网络拓扑辐射状约束等必要约束条件。第二阶段优化首先建立配电网节点电价制定机制以及负荷响应模型,以决定系统节点电价方案的支路容量约束拉格朗日乘子为控制变量,以支路容量越限量最小为目标函数,计及节点电价机制约束等约束条件建立模型。最后通过一个仿真算例表明,考虑节点电价机制的主动配电网故障恢复方案相比于不考虑的情形下故障恢复指标更优,说明所建立的模型能够降低失电负荷量,提升系统在故障恢复期间运行的可靠性。     

面向配电网弹性提升的智能软开关鲁棒优化

研究了自然灾害场景下提升配电网弹性的智能软开关(SNOP)优化配置问题。综合考虑SNOP的功能特性与运行边界,建立了面向配电网弹性提升的SNOP配置三层防御-攻击-防御优化模型,并提出了求解该模型的两阶段鲁棒优化方法——列约束生成(CCG)算法。以IEEE 33节点为例,对所述模型和求解算法进行验证,结果表明所得的SNOP优化配置与运行方案可显著提升灾害场景下的配电网弹性,降低供电负荷损失量。     

计及智能软开关与分布式电源调节能力的配电网两阶段无功优化

安装于配电网联络线上的智能软开关(soft normally open point,SNOP)除了能够传输有功功率外,还能够调节无功输出以实现对电压水平的支撑。配电网的无功优化需要综合考虑有载调压变压器(on-load tap changer,OLTC)的分接头、SNOP与分布式电源(distributed generation,DG)的无功输出。针对这一多控制变量的求解难题,首先建立了以系统有功网损和与上级电网无功交换功率最小为目标函数的优化模型,该问题属于带时间耦合的混合整数规划问题。然后,提出了基于粒子群算法的两阶段无功优化方法,第一阶段忽略时间耦合性,通过聚类算法得出OLTC动作方案,第二阶段获得SNOP与DG的组合状态。最后,以改进的IEEE 33节点系统为算例,计算结果表明考虑SNOP与DG灵活运行的配电网无功优化满足网损减小、无功就地平衡的要求。     

城市配电网柔性互联系统故障重构研究

柔性电力电子开关(Soft Normally Open Point,SNOP)用于替代传统配电网中的联络开关,文中对SNOP单侧交流系统故障后进行恢复重构研究。SNOP在配电网故障后可提供电压支撑作用,在配电网故障恢复重构研究时,除了要考虑系统运行约束条件外,还需考虑SNOP的运行特性。文中首先建立了SNOP的潮流稳态模型;通过牛拉法潮流计算去掉不符合系统运行约束条件的开关组合;然后以二进制粒子群算法(Binary Particle Swarm Optimization,BPSO)为基础,建立以重要失电负荷最少、网损最小、开关操作数最少为目标函数,设置潮流、电压、电流等约束条件,寻求故障重构的最优开关组合。最后以两个IEEE33节点算例互联为例用matlab仿真,验证所建立模型和算法的可行性。     

基于配电网原故障定位方案的分布式电源准入容量分析

为确定分布式电源可接入容量极限,提出了一种考虑短路电流、电压质量指标以及系统潮流等约束的分布式电源准入功率优化模型。对分别处于节点消纳、馈线消纳和配网消纳3种消纳模式下分布式电源接入容量与短路电流进行了仿真分析,并采用分布度、分散度和渗透率3个指标来表征分布式电源的接入状态。结合实际配网算例,研究表明:分布式电源对短路电流助增作用有限;可设置合适的开关定值确保配电网传统故障定位方案仍然可用;限制分布式电源准入功率的关键因素是电压质量指标。     

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。     

基于纵横优化的含分布式电源配电网两阶段动态重构

针对采用传统动态重构法仅能在每个时段之初进行开关切换的问题，提出基于纵横优化的含分布式电源配电网两阶段动态重构方法。考虑负荷与分布式电源的周期性，对优化周期进行时段划分（第一阶段进行横向优化，建立以系统网损最小为目标的重构模型，提出混沌引力鼠群算法对每个时段进行静态重构，并将Tent混沌映射和引力矩阵引入鼠群算法，以提高算法的遍历能力和收敛可靠性；第二阶段进行纵向优化，使用蚁群搜索算法对开关动作的时刻进行调整，解除了仅能在时段之初进行开关切换的约束，进一步降低开关动作次数）。采用IEEE 33节点对电力系统进行对比验证分析，结果表明，采用连续时段划分法划分的时段更接近分布式电源和负荷出力变化的趋势，两阶段动态重构能够大大降低开关动作的次数和电力系统的网络损耗，提高了重构效率。     

计及信息失效的柔性配电系统集中-分散协调控制策略优化

柔性多状态开关(FMSS)接入配电网,能够通过主动控制实现配电网正常与故障情况下的优化运行,同时也加深了对控制的依赖.为降低通信设备随机故障带来的运行风险,该文提出一种计及信息失效的柔性配电系统集中-分散协调控制策略优化方法.首先,建立柔性配电信息物理系统模型,分析了系统在不同状态下的控制方式;然后,采用自适应模糊C均值聚类方法与故障树法处理运行和故障场景的不确定性,在此基础上,以电压偏差与失负荷量最小为目标,建立了分布式资源集中-分散控制策略的双层优化模型,上层优化通信故障的分布式资源分散控制策略,下层仿真多场景下的柔性配电系统分布式资源的集中-分散协调优化运行;最后,以三端FMSS连接的三个IEEE 33节点系统作为测试算例,算例结果表明:通信设备随机故障下,分布式电源采用注入上限控制、FMSS延续故障前策略,可有效降低系统运行风险.     

考虑分布式发电的配电网规划问题的研究

考虑了配电网扩展规划条件下新增负荷节点的情况,根据新增负荷总量确定待建分布式电源的总容量,在分布式电源个数、位置和单个电源容量均不确定的情况下,以网络建设成本与运行费用为目标函数,建立了包含DG的配电网规划的多智能体遗传模型。应用多智能体遗传算法对分布式电源的位置、容量及配电网网架进行了整体优化。通过设计多智能体的竞争行为和自学习行为增加目标函数值寻求最优解,实现了全局收敛,提高了收敛速度。     

主动配电系统中失联分布式电源差异化就地控制策略优化

随着主动配电系统中分布式电源渗透率不断提高,配电网运行对信息系统的依赖程度也不断加深。为降低通信故障场景下的电网运行风险,提出一种失联分布式电源差异化就地控制策略的优化方法。首先,基于故障模式后果分析法,建立通信故障场景与链路有效性状态的对应性模型,形成通信故障场景与链路失效对应性关联关系表。然后,考虑通信故障场景和源荷的不确定性,以包含电压越限、潮流过载(失负荷)的综合风险最小为目标,建立了分布式电源差异化就地控制策略的双层多目标优化模型,并采用区间潮流和智能优化算法进行求解。以IEEE 33节点系统作为算例,验证了策略的有效性,并分析了通信系统配置对策略的影响,研究成果可为主动配电系统中失联分布式电源运行策略的制定提供理论支撑。     

考虑分布式发电的配电网规划问题的研究

考虑了配电网扩展规划条件下新增负荷节点的情况,根据新增负荷总量确定待建分布式电源的总容量,在分布式电源个数、位置和单个电源容量均不确定的情况下,以网络建设成本与运行费用为目标函数,建立了包含DG的配电网规划的多智能体遗传模型.应用多智能体遗传算法对分布式电源的位置、容量及配电网网架进行了整体优化.通过设计多智能体的竞争行为和自学习行为增加目标函数值寻求最优解,实现了全局收敛,提高了收敛速度.     

分布式电源的准入容量与优化布置的实用方法

分布式电源接入配电网后对电网节点电压、网络潮流、网损等方面带来的影响与分布式电源的准入容量及接入位置密切相关。应用静态负荷模型,以电压不越限与线路载流量为约束条件,建立了分布式电源准入容量与接入位置之间的函数关系。进一步以网损最小为目标函数,将准入容量纳为约束条件建立了分布式电源的最优布置函数关系,并针对典型的配电网负荷分布,提供了经简化的实用化计算函数。结论表明所研究的分布式电源准入容量与优化布置的实用化方法可以为快速准确地解决分布式电源在电网规划中的定址优容与定容选址等相关问题提供重要的参考决策。     

考虑时序特性和环境效益的多目标多类型分布式电源规划

通过分析多种类型分布式电源并网所带来的投资及收益情况,提出了一种多类型分布式电源的选址定容规划方法。该方法考虑了负荷与分布式电源出力的时序特性以及分布式电源的环境效益,在对日负荷序列和分布式电源日出力序列进行归类的基础上求取了典型日负荷序列和单位容量分布式电源的典型日出力序列。以分布式电源的位置、容量和类型为优化变量建立了数学规划模型并采用改进自适应遗传算法对模型进行求解。实际算例验证了所提出的方法及模型的可行性和有效性。     

考虑低碳效益和时序特性的分布式电源优化配置

为了在配电网中更好地应用分布式电源,利用配电网负荷及风机、光伏电源的时序特性对分布式电源优化配置;计算节点风机容量系数并对风力发电机进行了选址,利用光照强度曲线和商业负荷曲线的相关性及与风机的互补性对光伏电源进行了选址;建立了分布式电源的低碳效益费用模型,并利用全年时刻数据建立288个时段风、光、负荷的概率分布,以电网运营商利润最大为目标函数且考虑约束条件,对分布式电源容量进行优化,利用精英策略遗传算法进行求解验证。仿真结果表明,分布式电源合理并入配电网有较好的经济、低碳效益,并能减少网络损耗和提高电压质量。