最小化用户停电损失的主动配电网黑启动分区优化策略

电力系统发生大停电事故后,含高比例分布式电源的主动配电网可以通过分区实现快速并行恢复。提出了一种主动配电网黑启动分区优化策略。以最小化用户停电损失为目标,建立了主动配电网黑启动分区的混合整数线性规划模型,通过分布式电源、线路、母线和负荷的恢复约束将各个分区内部的恢复操作顺序集成到分区模型中。利用线性规划求解器ILOG CPLEX对所提出的优化模型进行求解,从而得到配电网黑启动分区恢复方案。以改进的IEEE 69节点配电系统为例验证了所提模型与策略的有效性。     

基于网络划分方法的配电系统可靠性评估

接入分布式电源是配电网的一个新特点。对分布式电源的恒功率模型和随机功率模型做了一定的简化假设,考虑配电网故障后分布式供电系统的独立运行对配电网供电可靠性的影响。改进了网络划分方法的分级分层分区可靠性评估模型,使网络划分方法适用于初步考虑含分布式电源的配电网供电可靠性评估。选用典型配电系统的算例,验证了方法的有效性。计算结果表明,分布式电源合理地接入电网可提高供电可靠性。     

含高密度光伏电源的受端电网暂态电压有理分式拟合分析

高密度的光伏发电系统从源荷端接入大型交直流混联电网,大幅度改变电网暂态响应特性,对电网的控制与运行提出了新的要求。该文提出利用有理分式拟合算法研究高密度分布式光伏电源接入对受端电网暂态电压的影响。首先,通过隐式梯形积分、Cramer法则等证明将有理分式拟合引入电网暂态分析的适用性。之后,建立含高密度分布式光伏电源的受端电网场景,对故障期间和恢复阶段的光伏出口电压值与逆变器控制参数间的关系进行有理分式拟合,验证方法的有效性。     

加快含快速切回机组电网恢复的动态分区策略

现有电网恢复研究中将快速切回(FCB)机组加入电网串行恢复序列,未充分利用FCB机组能够独立恢复周边电源和负荷的能力。与传统的黑启动水电机组相比,火电机组的FCB功能不能100%成功实施,含FCB机组的电网恢复需要根据黑启动电源情况动态分区。因此,文中在传统GN分裂算法的基础上,提出了适用于含FCB机组电网的分区恢复策略。首先,采用网络的Laplace矩阵特征值识别分区数量,同时考虑了电网分区中黑启动电源要求、功率平衡要求,以及分区划分的速度要求,建立基于改进GN分裂算法的电网分区方法,实现含FCB机组电网的快速自动分区。最后,新英格兰系统和部分江苏电网实际系统仿真结果表明,所提分区方法能够有效地对电网进行动态分区。     

含负序电压支撑分布式电源的电网分区短路电流计算方法

高比例逆变型分布式电源接入电网后，考虑分布式电源影响的短路电流计算方法面临严重挑战。针对现有短路电流计算方法在处理高比例分布式电源电网时的不足，提出了一种计及故障期间分布式电源负序电压支撑策略的电网分区短路电流计算方法。首先分析了分布式电源低电压穿越期间主动负序电压支撑的必要性，分析电压跌落期间分布式电源的正负序输出特性，建立故障等值序分量受控电流源模型。根据电网中分布式电源的分布特点，基于多区域诺顿等值和节点撕裂法，将大规模电网分裂成多个含分布式电源分区子网和主电网，在每个分区子网内部通过迭代的方法得到分区子网的等效输出电流，将此电流传递给主电网，主电网根据此注入电流通过迭代的方法求解短路电流。通过分区子网与主电网之间的接口信息交互，实现了计及负序主动支撑策略下含高比例分布式电源接入大规模电网的快速短路计算。通过计算对比分析，验证了所提算法相对于传统含分布式电源全局迭代计算方法在收敛速度方面的优越性，并通过PSCAD仿真验证了计算的精确性。     

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。     

分布式发电系统中接地故障的分析与研究

针对分布式电源接入电网给整个电网带来的不利因素和潜在威胁,通过仿真,重点对比接入与未接入分布式电源的配电系统发生接地故障时的相电流、相电压、零线电流,总结接入分布式电源的配电系统特点,为分析和研究分布式发电提供参考,也可作为接地故障保护设计的理论基础.     

分布式电源接入配电系统可靠性分析方法

分布式电源接入电网后,对配电系统将会产生很大影响,使原有配电系统可靠性计算模型和评估方法发生改变.文中提出了一种基于蒙特卡洛方法的分布式电源接入配电系统后的可靠性分析方法.该方法主要针对分布式电源与系统电源并列运行情况,重点考虑了分布式电源在配电网中的作用,以及在系统发生故障时分布式电源对供电负荷的转带策略等因素.通过实际仿真算例的分析,验证了该方法的有效性.     

考虑源荷依赖度的含分布式电源配电网黑启动策略

针对传统配电网无法脱离主电网实现黑启动的问题,本文提出一种基于源荷依赖度累积恢复效率指标的含分布式电源配电网黑启动策略。该方法以黑启动电源为中心,通过最小路径进行系统电源聚类,形成区域黑启动电源。利用模糊层次分析法建立负荷与各区域电源的源荷依赖度模型,以源荷依赖度最大为目标将系统划分为以区域电源为中心的多个区域;建立区域内负荷与电源的源荷依赖度恢复效率模型,以负荷恢复过程中源荷依赖度累积恢复效率最高为目标,根据黑启动过程中系统动态变化自动优化负荷恢复顺序,使得更多重要负荷优先恢复。对含分布式电源IEEE69节点配电系统进行算例分析,结果验证了所提方案的有效性。     

含微网的配电系统可靠性评估

分布式电源接入配电系统,使系统的结构和运行方式发生变化,给配电系统的可靠性评估带来挑战。本文考虑分布式电源的间歇性、随机性和风机、光伏系统的故障率,建立了分布式电源的出力模型和负荷的时变模型,引入虚拟等值电源的概念,提出基于序贯蒙特卡洛模拟的含微网配电系统可靠性评估算法,分析微网并入电网后对配电系统各区域可靠性的影响程度。以改进的IEEE RBTS Bus6系统为例,对配电系统各负荷点的可靠性进行评估,验证了该方法的有效性。     

考虑质心映射与路径解析的分布式电源优化配置搜索策略

为在配电网中优化配置分布式电源(distributed generation,DG),基于“局部–全局–局部”思想首先构造功率圈,借助物理学质心概念,搜索静力矩平衡点配置 DG;然后从全局考虑含多 DG 网络节点电压要求,结合节点电压波动指标对 DG 接入点进行区域修正,并校验功率圈内电压约束条件是否满足要求;最后解析独立 DG 等效网络,计算有效传递(影响)因子,为进一步的区域 DG 优化调度提供参考.算例结果验证了该方法的有效性     

计及需求响应的含风电场电力系统发电与碳排放权联合优化调度

提出了一种节能减排形势下的优化调度模型和解法。研究对象上,文中研究了风电、火电、需求响应3种发电(虚拟发电)形式,需求响应可为系统提供零碳发电资源和旋转备用。模型建立上,基于多目标安全约束机组组合模型,采用发电和碳排放联合调度的方式,寻求经济目标与排放目标的折中协调解;约束条件综合考虑了需求响应、安全约束和碳排放等多种约束。解法上,采用分段线性化的方式,利用混合整数线性规划进行求解,解法适用于大规模系统,使模型更具实用价值。算例分析表明,决策结果能够兼顾排放与成本,并且在调度中引入需求响应可提高系统的风电消纳能力,具有显著的节能减排效益。     

Optimal Allocation of DGs and Reconfiguration of Radial Distribution Systems Using an Intelligent Search-based TLBO

This paper addresses an application of Teaching-Learning-Based Optimization method for the optimal allocation of Distributed Generations (DGs) in radial distribution systems. The problem is formulated to maximize annual energy loss reduction while maintaining better node voltage profiles using penalty function approach. A piecewise linear multi-level load pattern is considered, and the distribution network is reconfigured after optimal placement of DGs in the distribution network. A probability-based heuristic intelligent search (IS) is suggested to enhance the accuracy and convergence of the optimization techniques. IS directs optimization techniques to efficiently scan the problem search space in such a way that a fair candidature is available to all decision variables of the problem. It virtually squeezes the search space while maintaining adequate diversity in population. The proposed method is investigated on the benchmark IEEE 33-bus, 69-bus test distribution systems, and 83-bus real distribution system. The application results show that the proposed optimization methodology provides substantial improvement in convergence characteristics and quality of solutions.     

Phase shifter placement in large-scale systems via mixed integer linear programming

This paper makes use of advances in mixed integer linear programming (MILP) to conduct a preliminary design study on the combinatorial optimal placement of thyristor controlled phase shifter transformers (TCPSTs) in large-scale power systems. The procedure finds the number, network location, and settings of phase shifters that maximize system loadability under the DC load flow model, subject to limits on the installation investment or total number of TCPSTs. It also accounts for active flow and generation limits, and phase shifter constraints. Simulation results are presented for the IEEE 24-, 118-, and 300-bus systems, as well as a 904-bus network. The principal characteristics of our approach are compared with those of other published flexible AC system transmission (FACTS) allocation methods.     

Distributed generation placement for congestion management considering economic and financial issues

Congestion management is one of the most important functions of independent system operator (ISO) in the restructured power system. This paper presents two new methodologies for optimal sitting and sizing of distributed generations (DGs) in the restructured power systems for congestion management. The proposed methodologies are based upon locational marginal price (LMP) and congestion rent that forms a priority list of candidate buses to reduce the solution space. The proposed priority list facilitates the optimal placement as well as the level of output power of DGs. The proposed methods are implemented on the IEEE 14-bus and IEEE 57-bus test systems to illustrate their effectiveness. An economic consideration of DG placement and its operation is also studied. Simulation studies and results analysis show that the proposed methodologies are capable of finding the best location and optimal size for DGs, which can alleviate congestion in transmission systems.     

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。     

计及冷负荷效应时变特性的含风储联合系统负荷恢复策略

随着风电大规模接入电力系统,风电与储能结合构成的风储联合系统成为提高风电消纳能力的重要措施之一。在电力系统恢复阶段,如何构建合理的风储联合系统调度策略以加快系统恢复速度成为当前的研究热点。为此,提出了一种计及冷负荷效应时变特性的含风储联合系统负荷恢复策略。介绍了输电系统恢复后期的负荷恢复优化方案;提出了考虑冷负荷效应时变特性和风储联合系统运行约束的输电系统负荷恢复模型,将冷负荷效应描述为关于停电时间的函数,并在风储联合系统的运行约束中考虑了储能系统的寿命约束。为了提高模型的求解效率,提出了基于Benders分解的求解框架,所构建的主问题模型和子问题模型均为混合整数线性规划模型,可调用商业求解器进行高效求解。以IEEE 39节点系统为算例验证了所提模型和方法的有效性。     

基于可中断负荷的阻塞管理研究

随着电力市场的逐步完善,将可中断负荷引入输电阻塞管理成为缓解阻塞和消除市场力的有效手段。提出通过潮流优化并将可中断负荷引入输电阻塞管理,提出潮流优化与可中断负荷联合调度模型解决输电阻塞问题。对该模型以及IEEE 6节点仿真表明,在电力市场下,采用潮流优化与可中断负荷联合调度模型,可以有效缓解输电阻塞。