考虑需求侧资源的主动配电网故障多阶段恢复方法

需求侧资源(demand side resource,DSR)参与主动配电网(active distribution network,ADN)运行能够提高系统可靠性及设备利用率。考虑主动配电网故障阶段复杂运行特性,文章提出了需求侧资源参与下的多阶段故障恢复方法。首先分析需求侧用户响应特性,建立价格型响应负荷的时变模型及激励型响应负荷的中断补偿模型,建立以停电时间最少、经济损失最小为目标,以用户停电次数、负荷响应时间等为约束条件的优化模型。应用差分进化算法建立动态优化模型,得到多阶段故障恢复最优策略。算例计算结果验证了所提模型和算法的正确性和有效性,并且分析了需求响应资源参与故障恢复的作用。     

基于路径描述的配网灾后供电恢复策略

配电网防灾建设薄弱,易受自然灾害侵袭而发生元件故障,导致非故障区域负荷失电。文中通过给出灾后供电恢复策略,对配电网的开关刀闸进行重构操作,改变负荷的供电路径,使失电负荷尽可能恢复供电。通过路径描述方法对配电网拓扑进行建模,采用深度优先算法在配网模型中搜索出所有可能的供电路径。以"确保所有重要负荷恢复供电,尽量恢复所有非重要负荷"为优化目标,建立优化方程组,求解可得配网的灾后重构拓扑及相应供电恢复策略。此算法不依赖配网潮流计算,可以显著提升计算效率,增强灾后供电恢复策略生成的实时性。     

基于变异粒子群算法的主动配电网故障恢复策略

为提高主动配电网故障恢复的快速性和可靠性,提出一种基于变异粒子群算法的恢复策略.光储系统与负荷特性模型的构建是研究策略的基础,利用光储模型保证负荷可靠恢复,在构建负荷特性模型时考虑负荷时变性、需求时变性及负荷可控性的特点.在建立的光储系统与负荷特性模型基础上研究故障恢复策略,首先对配电网进行动态孤岛划分,利用光储系统对孤岛内负荷进行可靠恢复,保证用户侧需求度高的负荷优先恢复,然后以总失电负荷最少、网损最小及开关动作次数最少为综合目标函数,运用变异粒子群算法得到孤岛与主网配合的配电网综合恢复策略,提高了主动配电网可靠性.最后,采用IEEE 33节点系统进行算例分析,结果验证了模型与恢复策略的优越性.     

考虑新能源消纳及需求响应不确定性的配电网主从博弈经济调度

针对当前配电网侧风电消纳率较低的问题,运用Stackelberg动态博弈理论,提出一种以配电网侧为主体、负荷侧为从体的主从博弈模型.通过分析用户负荷特性,建立用户负荷特性模型;运用三角模糊数描述需求响应的不确定性,建立价格型需求响应不确定性模型;以配电网侧配电网运行成本最小及风电消纳最大、负荷侧用户电费最低为目标建立配电网主从博弈经济模型,二者通过优化配电网侧的准实时电价策略集及负荷侧需求响应策略集达到博弈均衡;以修改后的IEEE 30节点系统为算例,采用改进型教与学优化算法求得该主从博弈模型的均衡解.算例仿真分析表明,所建模型能够有效提高配电网风电消纳能力,减少配电网运行成本和用户电费,实现主、从体双方社会效益与经济效益最优化.     

考虑可平移负荷管理的主动配电网故障恢复方法

针对主动配电网故障恢复问题,计及系统需求侧管理资源中的可平移负荷制定故障恢复方案。首先给出主动配电网负荷平移基本模型,其次以 故障恢复期间失电负荷电量最小为目标函数,计及负荷平移约束、功率平衡约束、网络辐射状等必要约束条件建立主动配电网故障恢复方法。对混沌 粒子群算法引入自适应惯性权重系数进行改进,并基于改进混沌粒子群算法对建立的模型设计求解流程。算例分析验证了所提方法的有效性。     

考虑可靠性与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估

针对传统供电能力评估中难以同时解决既避免单纯以负荷高峰时刻全网N-1准则为基础又细致计及分布式电源、储能和负荷需求响应影响等问题,提出了考虑可靠性柔性需求与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估方法。首先,结合出力不确定性与用户差异化的响应能力,对主动配电网中的分布式电源、储能与可响应负荷等基本元素进行建模;其次,构建了以最大供电能力为目标、以可靠性需求和故障后负荷响应经济性为主要约束的主动配电网供电能力评估模型;继而,发展了考虑分布式光伏、蓄电池以及需求响应的主动配电网可靠性评估准序贯蒙特卡洛模拟法,并提出了基于遗传算法的供电能力评估模型优化求解方法;最后,通过算例验证了所提方法可有效挖掘主动配电网供电能力,提升资产利用效率。     

含柔性软开关的有源配电网故障恢复策略

随着智能配电网的发展,新型的电力电子装置柔性软开关(SOP)替代配电网中传统的联络开关(TC),可增加配电网运行控制的灵活性。分析了含SOP的有源配电网正常运行和故障情况下的SOP控制模式。对于配电网中部分失电区域由于严重故障致使无法通过联络开关连接到端电源的情况,文中将该失电区域称为失联侧子网,将其余可以通过联络开关与上级网络相连的区域称为联网侧子网,并据此提出了由SOP和分布式电源协同供电的故障恢复策略。该策略考虑了联网侧子网的转供能力,可为失联侧子网恢复运行提供相应的约束。通过设定SOP为Vf控制模式,以总失电负荷加权值最小、脱离主网分布式电源最少,以及网络损耗最小为目标函数,建立了含SOP的配电网故障恢复模型,优化变量为联络开关状态及SOP的出口电压,采用混沌蚁群联合优化算法进行求解。采用含SOP的单回IEEE 33节点系统、手拉手双回IEEE 33节点系统作为测试算例,从恢复策略和负荷波动适应性两个层面验证了所提故障恢复策略的有效性,仿真结果表明该恢复策略不仅能实现配电网失联侧最大恢复供电,还能保证配电网联网侧的正常运行。     

考虑负荷控制的有源配电网故障恢复策略

主动配电网的建设使得负荷控制成为电力系统日常调度手段之一。根据有源配电网的负荷灵活控制特性,提出了考虑负荷控制参与的有源配电网故障恢复策略。基于目前配电网仍存在大量手动开关的现状,故障发生时,由于开关操作时间较长,不利于迅速形成孤岛恢复失电负荷。首先利用自适应选择数学模型的负荷控制策略,快速切负荷形成孤岛,充分发挥DG的出力,保障重要负荷的不间断供电;然后对整个有源配电网重构优化,以网络损耗小、开关操作次数少为目标建立优化模型,采用环路编码策略,利用NSGA2算法进行求解。算例表明,所提出的策略能有效解决有源配电网故障恢复问题。     

考虑需求侧电价的配电网储能设备运行策略与容量的协调优化

光伏、储能和需求侧响应的协调运行可有效平抑负荷波动并提升配电网运行的经济性。为实现通过主动运行提升配电网资产利用率的目标,本文首先改进了主动配电网的运行策略,在电网正常状态下,考虑了用户舒适度以及用电经济性的双重需求,建立了基于启发式滑动数据窗滚动技术的价格型空调快速响应模型;在电网故障状态下,提出了考虑用户赔偿的激励型空调负荷响应模型,以及故障状态下存在互联的馈线组内广义需求侧资源协调调度的共享策略,以减少线路的冗余备用。其次,建立了基于以上运行策略的配电网主动运行收益模型,以及以配电网效益最大为目标的配电网需求侧电价、储能运行策略和容量配置的协同优化模型。最后,以改进的IEEE-33节点配电系统为算例进行了仿真。仿真结果验证了所提模型的有效性,并探讨了用户负荷需求侧资源参与程度对储能配置的影响以及共享机制对提升配电线路利用率的贡献,为主动配电网广义需求侧资源优化配置提供了参考。     

含分布式电源的配电网动态孤岛划分博弈模型

以负荷恢复最大化和配电网电压稳定为基础,提出含DG的配电网动态孤岛划分博弈方法。首先将主动孤岛时间内各个时间段的配电网视为不同博弈者,定义了博弈者的策略集合。其次,设计了负荷恢复量、电网网损和开关动作次数评价指标,建立了博弈者在非合作和合作博弈下的收益函数。然后,提出了动态孤岛划分的博弈求解算法,实现了量子粒子群算法在博弈迭代中的优化流程。最后通过基于IEEE33节点系统两种算例的仿真计算,得出不同主动孤岛时间下的孤岛划分策略。案例分析表明了不同的计划孤岛时间对配电网孤岛划分策略的影响,验证了所提博弈模型在孤岛划分策略优化中的可行性。     

馈线失电情况下基于柔性多状态开关的供电恢复策略

馈线发生故障时,柔性多状态开关能够迅速检测和隔离故障,并恢复非故障失电区负荷供电。基于此,建立了dq坐标下三端口柔性多状态开关故障离网侧和正常并网侧的动态数学模型,针对馈线失电故障情况,建立以失电区域负荷失电量最小、馈线负载均衡因子最大和网络损耗最小为目标的优化模型,通过GAMS软件求解得到非故障侧的功率转供分配方案,推导出最优的配电网供电恢复方案。根据功率补给方案计算值来确定功率控制模式下的有功功率参考值,并在MATLAB/Simulink中验证了三端口柔性多状态开关的动态响应特性和控制策略选择的有效性。     

考虑负荷响应的主动配电网孤岛划分

针对主动配电网的用户需求响应展开深入分析和总结,根据负荷重要程度和用户对不同负荷供电依赖度进行分类,提出一种故障情况下的用户供电策略,该策略的核心思想为:故障时相对于热水器、空调等大功率电器,用户对灯光、插座等小功率电器的依赖度更高,对大功率电器采用主动控制以增大供电范围,同时应用电热水器消纳分布式能源的波动。为解决基于负荷主动响应的分布式能源孤岛供电故障重构的综合规划问题,建立优化问题的数学模型,将其转化为有根树搜索问题求解。结果分析显示本文所提孤岛划分方法使得供电范围较普通计划孤岛更大,用户电力满意度有较大程度的提高,对配电网孤岛划分具有一定的指导意义。     

考虑用户响应度模糊控制的需求响应双层博弈模型

配电网中分布式新能源、可控负荷等柔性资源挖掘聚合参与电网需求响应成为新型电力系统调峰削谷重要手段,而如何考虑用户响应度不确定性和平衡多主体利益十分关键。为此,本文首先建立用户响应度的模糊控制模型,并给出考虑用户响应度模糊性的供电方、负荷聚合商、用户等多主体需求响应参与方效益函数模型;进而以日负荷曲线偏差最小和系统成本最小为优化目标,上层优化以供电方最优需求响应方案,下层优化在供电方及负荷聚合商之间求得最优任务分配,从而建立供电方、负荷聚合商、用户等多主体协同需求响应双层模型,并提出基于Stackelberg博弈理论和k-means算法等结合的求解方法。某地区历史数据仿真结果表明文中模型在有效考虑用户响应度不确定性和多主体利益协同下能有效筛选优质需求响应资源进行负荷波动平抑。     

基于鲁棒优化的电-气互联型主动配电网故障恢复方法

电-气互联型主动配电网作为能源利用的重要形式,其故障恢复对于提升系统供电可靠性至关重要。针对电-气互联型主动配电网故障恢复问题,计及系统不确定性采用鲁棒优化理论建立故障恢复方法。模型以风光出力和故障恢复方案分别为自然决策者和系统决策者,令两者进行博弈。其中以最大化失电负荷量为目标函数,计及区间形式不确定性约束建立自然决策者模型。以最小化失电负荷量,计及电气互联约束、电能网络辐射状约束,功率平衡约束、电能网络运行约束建立系统决策者模型。基于两阶段松弛法设计故障恢复鲁棒优化模型的求解步骤。最后通过一个算例验证了所建立模型的有效性。     

考虑光伏及负荷时变性的配电网故障恢复

针对配电网故障恢复持续时间较长、故障恢复未考虑光伏和负荷功率随时间变化的问题,基于时变性对含光储系统的孤岛划分和配电网故障恢复进行研究。将故障时段内配电网恢复重要负荷总电量最大为上层目标函数,光储系统恢复孤岛内的重要负荷总电量最大为下层目标函数,建立了配电网故障恢复二层规划模型,上下层模型之间的关联实现了配电网故障恢复与孤岛划分整体寻优。分别采用蚁群算法和遗传算法对上下层模型进行求解。仿真结果表明:光伏出力和负荷时变性对配电网故障恢复具有重要影响,配电网进行故障恢复应该结合故障发生后的实际光伏出力和负荷需求进行合理操作;将主网和光储系统进行协调配合能够最大限度恢复失电区域的供电。     

基于博弈思想的主动配电网故障灵活分层恢复策略

为加快配电网故障恢复速度,并在恢复过程中考虑各个参与主体的利益,提出一种基于博弈思想的主动配电网故障灵活分层恢复策略,并建立一种基于博弈思想的包含参与层和均衡层的主动配电网故障灵活分层恢复模型。根据故障恢复的参与主体,将参与层又划分为负荷层、联络开关层和分段开关层三个子层次。在负荷层,提出基于电量拍卖模型的切负荷策略;在联络开关层,以恢复可能性指标值最大为目标进行联络开关和分布式电源的联盟;在分段开关层,以网损最小为目标调用改进的蚁群算法进行寻优。在均衡层,将各个子层的策略进行组合,以实现各参与恢复主体总收益最优的目标。基于上述分层策略构建的多代理恢复系统和VIKOR算法进行合作博弈决策求得纳什均衡解。根据故障失电场景的不同,灵活调用相关的参与层进行恢复方案的制定,降低恢复方案的冗余,提高计算的快速性。最后,通过IEEE 69节点算例验证了所提策略的灵活性和有效性。     

基于三方非合作博弈的售电侧市场交易策略

随着售电侧市场化改革,形成了供电公司,售电公司及用户三方构成的利益主体。研究三方非合作博弈模型,提出了基于供电可靠性和电价需求的用户侧响应策略,不同类型负荷改变用电需求,灵活选择供电方,提高用户用电舒适度。以电力需求价格弹性系数为基础,提出电网公司及分布式能源供电方电价优化策略,引导各方配合微网调度,降低电网与微网公共连接点处电量波动。仿真结果和实验数据验证了所提划分方法和控制策略的有效性。     

自动需求响应模式下光伏用户群的优化运行模型

用户侧光伏的快速发展给电力系统运行带来了新的挑战,而需求侧响应的参与可在节约用户成本、提高电网运行的经济可靠性等方面发挥积极作用。首先,基于我国分布式光伏相关政策,提出与系统净负荷相关联的用电成本模型,避免采用峰谷电价模型时用户趋向于在电价低谷用电而形成新的负荷高峰。其次,基于博弈论提出针对光伏用户群的需求侧响应模型,并证明该博弈问题存在唯一的纳什均衡策略。求解纳什均衡策略的过程,即是用户寻求最优用电安排的过程,将该过程等效为一个双层优化模型,并基于微分进化算法提出模型求解的方法流程。最后,将模型应用到实际算例之中,验证其在用户成本节约、系统负荷特性优化等方面的有效性。     

考虑风光荷不确定性的配电网故障恢复策略

风光等可再生分布式电源在配电网中渗透率不断提升,其出力受自然因素的约束具有很强的随机性,给主动配电网的故障恢复带来更大挑战。为此,综合考虑风光荷的不确定性,提出了一种孤岛划分与恢复重构相结合的综合故障恢复策略。首先,构建风光和储能系统联合出力模型以及负荷特性模型,采用广度优先遍历和深度优先遍历相结合的方法进行孤岛划分,对配电网中重要负荷优先恢复;然后,以配电网中开关操作次数最少和网损最小为目标,建立主网与剩余失电区域的恢复重构模型,采用改进灰狼算法进行求解,对配电网中剩余失电负荷进行恢复;最后,以IEEE33节点配电网模型为例进行仿真分析,实验结果表明,该文提出的方法可准确、快速地获得不同故障时刻配电网故障恢复最优策略,验证了方法的有效性和优越性。     

考虑需求响应和分布式电源的主动配电网概率最优潮流

为了实现需求响应和分布式电源的协调优化,提出一种主动配电网概率最优潮流计算方法。考虑了价格型需求响应和分布式风电、光伏发电的不确定性,以售电主体的总售电利润最大为目标函数,构建了主动配电网概率最优潮流模型,通过无迹变换方法和内点算法求解概率最优潮流,最后以IEEE-33节点配电系统为例进行了验证。计算结果表明:所提模型和方法可以实现负荷侧需求响应与分布式发电资源的协调调度,从而实现用户与电网的友好互动。