考虑分级重构的配电网安全低碳两阶段运行优化方法

随着配电网拓扑结构的复杂程度提高,针对高比例可再生能源出力预测误差会导致配电网优化调度决策的准确性下降的问题,提出考虑分级重构方法的配电网安全低碳两阶段优化方法。首先,分析了配电网两类分级开关的影响程度和两阶段运行优化框架。其次,提出了配电网日前-日内两阶段优化方法,通过协调分级开关动作、储能系统、工业负荷需求响应等手段实现配电网最优化运行。然后,考虑到光伏出力在不同时间尺度上预测误差,分别构建了以低碳性为目标的日前全局低碳经济调度模型及以安全性为目标的日内滚动安全经济调度模型。最后,算例验证了所提模型能够在光伏高比例渗透背景下,有效支撑复杂配电网安全低碳运行。     

考虑风光的两阶段配电网动态重构方法

由于传统的控制手段已不能抵抗高渗透率分布式电源对电网的冲击,需要对含分布式电源的配电网动态重构问题展开研究。针对传统配网重构中考虑分布式电源不足、过程复杂耗时和实用性较低等问题,提出了基于生物地理学算法的含分布式电源配电网动态重构两阶段优化策略,建立了以全时段网损最小和开关操作总次数最少为目标的多目标优化模型。首先运用整数型环网编码方法以降低变量维数,对配电网进行时段初步划分,运用夹逼策略对优化区间进行“列举”操作,得到初步优化方案。在此基础上,考虑开关操作总次数约束,对其进行时段的二次优化,最终确定动态重构的开关动作时刻及组合。通过算例验证了该动态重构方法能够在保证操作次数较低的同时,达到减少配电网有功损耗、提高节点电压稳定性的目的。     

交直流混合配电网网络重构与无功优化协同的两阶段鲁棒优化模型

随着电力电子技术的快速发展以及直流负荷的增多,交直流混合配电系统成为配电网发展的最新趋势,如何实现其最优运行成为了备受关注的课题之一。文章提出了交直流混合配电网重构与无功优化协同的两阶段鲁棒优化新模型。模型的第一阶段是以综合成本最小为目标对期望场景下的决策变量进行优化,实现期望场景下的最优性。第二阶段则是基于第一阶段确定的整数变量解以及风机、光伏出力与负荷的预算不确定集,对第一阶段做出的连续型决策变量取值进行最优调整,实现最恶劣场景下的可行性。所构建模型为复杂的非线性混合整数优化模型,无法直接求解,采用锥松弛技术与线性化技术将该模型转化为近似的线性化模型,然后采用列与约束生成算法(column and constraint generation,C&CG)求解该线性化模型。算例证明了所构建模型及算法的有效性及正确性。     

含分布式电源的配电网优化运行研究

针对分布式能源大规模接入配电网带来的配电网规划和电能质量等问题,进行配电网优化运行研究。从分布式电源给配电网带来的影响出发,对配电网重构技术、分布式电源位置和容量优化及滤波器选型和位置优化三个角度进行了综述,同时分析总结配电网优化运行的建模方式和约束条件,并围绕多目标非线性且多约束的组合优化问题求解算法进行了梳理归纳,对配电网优化运行做总结与展望。     

中压配电网优化运行方法的研究

主要针对目前如何利用计算机技术进行中压配电网运行方案优化的热门问题，构造了网络运行方案优化的数学模型，提出了采用改进的多种群遗传算法求解问题，并对算法实现了程序编制和实例分析。     

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。     

计及电网运行特性的配电网动态重构

为了保证配电网重构工作更加实际有效,提出了一种兼顾经济性和电能质量的网络重构方法。首先提出系统运行性能指标——网络损耗和电压总偏移量,再利用归一化方法对多指标融合并形成配网运行综合性能指标,通过设定综合性能指标标准差,划分重构时段,该划分方法可以限制网络重构次数。结合配电网的特点对复杂结构进行简化处理,有效降低了遗传算法的寻优空间,在优化过程中采用自适应调整的交叉率和变异率,较好地提高了算法的性能。通过IEEE33节点系统的仿真分析,验证了该方法的有效性及正确性。     

含光伏随机出力的配电网两阶段无功优化

对于光伏电站及负荷出力的不确定性,无功越级传输带来的有功损耗及调压困难等问题,本文以有功网损最少、无功越级传输最小和无功补偿设备投资费用最少为目标建立两阶段无功优化多目标函数模型,利用基于逐次优化的改进遗传算法求解。求解过程中以电压稳定极限曲面法向量作为选取补偿备选节点以缩小范围和时间,采用基于拉丁超立方抽样的概率潮流计算节点电压裕度和潮流。改进的Baran&Wu33节点算例结果仿真与分析验证了本文算法及模型的有效性,对配电网无功补偿优化有一定指导意义。     

考虑开关重构与需求响应的配电网分布鲁棒优化运行

在高比例分布式光伏接入的背景下,给配电网运行的经济性与安全性带来了新的挑战。建立了考虑开关重构与需求响应的配电网分布鲁棒优化运行模型。首先,以配电网每日运行成本最小为优化目标,同时考虑开关重构与价格型需求响应,得到配电网拓扑结构优化方案与运行方案。其次,利用光伏历史出力数据,通过聚类获取典型场景与其概率分布,采用1-范数与∞-范数约束不确定性概率分布置信区间,建立数据驱动的分布鲁棒两阶段优化模型。最后,通过修改的IEEE 33节点系统,基于列与约束生产算法(column-and-constraint generation, CCG)利用Cplex求解器进行求解,验证了模型的可行性。     

基于两阶段鲁棒博弈的交直流混合配电网调峰运行管控

由于交直流混合配电网具有灵活性和可控性的特点,得到广泛的应用,同时电动汽车和空调的规模化接入使得配电网尖峰负荷持续增大。基于此,提出基于两阶段鲁棒博弈的交直流混合配电网调峰运行管控模型。首先,考虑电网公司与电动汽车代理商、储能运营商之间的主从博弈,构建运营收益最大和峰谷差最小的电网公司(领导者)多目标两阶段鲁棒优化模型,以及储能运营商和电动汽车代理商(跟随者)收益优化模型,并证明该主从博弈均衡的存在性与唯一性;其次,将跟随者模型采用KKT条件等效为领导者模型中均衡约束,双层主从博弈模型等效为单层两阶段鲁棒优化模型,并采用CCG算法求解;最后,通过仿真计算,结果表明所提的调峰管控策略可以实现交直流配电网的削峰填谷和多主体间的利益均衡。     

主动配电网的日前-日内两阶段优化调度

针对主动配电网的日前-日内两阶段优化调度问题,首先构建了配电管理系统总揽全局、区域调控终端负责分区的调控框架。采用经济性与安全性协调统一的两阶段调度策略:日前执行经济调度,降低主动配电网(active distribution network,ADN)运行成本;日内阶段正常时各子区域跟踪日前计划进行分区局部修正,存在电压越限时DMS执行系统全局调整以消除越限。建立了日前经济调度、日内分区局部功率修正与系统全局电压调整的数学优化模型,并采用和声搜索算法来求解调度模型。最后通过算例分析,验证了所提调度方法能够适用于日前-日内两个阶段,保障ADN经济安全运行。     

基于大猩猩优化算法的配电网重构研究

为了能够更好地解决配电网重构的相关问题,构建了以最小有功网损为目标函数的有源配电网重构模型;为了提升模型的求解效率,引入大猩猩优化算法应用到模型的求解中,并使用IEEE 33节点算例对有源配电网重构模型进行了验证分析.通过多种算法的结果对比,表明该算法具备更好的寻优效率,更快的收敛速度,从而验证了其在配电网重构模型求解...     

基于综合协调优化的两阶段配电网动态重构研究

针对配电网动态重构,常需要考虑长时间尺度下的合理规划综合考虑负荷功率变化以及光伏、风电等分布式电源的出力变化,及时调整网络拓扑结构使得网络损耗和电压偏差尽可能地小,同时还需顾及网络拓扑结构改变时断路器动作次数与断路器组合冲突问题。为此,文中提出了一种基于综合协调优化的两阶段配电网动态重构法,将配电网动态重构分为两个阶段：1)以网损最低为目标,以基于有序环网的启发式规则灰狼静态重构算法对配电网所有时段进行重构寻优;2)对最优解进行综合协调优化,并提出削减规则策略与时段融合策略,按顺序缩减动态重构的断路器动作次数。仿真结果表明,该方法不仅可以有效降低网损,提高配电网各个节点的电压值,且大幅度降低断路器动作次数。     

基于交替方向乘子法的主动配电网日前两阶段分布式优化调度策略

随着主动配电网中可控设备的大量接入,亟需提出新的优化调度策略以适应主动配电网日益复杂的调度运行.针对此问题,综合考虑主动配电网的运营成本和网络损耗,提出了一种日前两阶段分布式优化调度策略.第一阶段为有功优化阶段,考虑可控资源的有功调节作用,以配电网运营成本最小为目标进行经济优化调度;第二阶段为无功优化阶段,在第一阶段调...     

考虑DG不确定性的主动配电网两阶段无功机会约束优化方法

随着高比例的分布式电源(Distributed generation,DG)并网,传统的确定性无功优化方法难以应对DG和负荷的双侧不确定性,提出了主动配电网的两阶段无功机会约束优化方法。首先将配电网潮流方程线性化和松弛,建立基于混合整数二阶锥的配电网两阶段无功优化模型,分别在第一阶段优化有载调压变压器、并联电容器等离散控制装置,在第二阶段考虑DG的不确定性优化DG的无功出力。然后,通过场景缩减法来减少机会约束优化方法的场景数。在95节点系统的仿真结果表明,与确定性性无功优化方法相比,所提出的两阶段无功机会约束优化方法能有效地消除安全约束越限问题,在略微增加网损的情况下获得了较高的鲁棒性。     

计及配电网可靠性和运行经济性的电网侧储能优化配置

针对储能提升系统可靠性和降低运行经济性的问题,提出一种综合考虑配电网可靠性和运行经济性的两阶段储能优化配置方法。在单一主电源供电可靠性模型的基础上,分别建立含储能系统单点接入、多点接入结构下的供电可靠性模型：阶段1以储能系统单点接入拓扑下的模型为规划对象,建立多目标规划运行双层模型,上层以储能容量投资成本、系统安全成本、统一时间尺度下的运行成本之和最小为优化目标,下层以综合运行成本之和最小为优化目标,同时考虑网络损耗、电能质量、负荷波动这3种运行成本,应用Gurobi工具包求解得到储能的规划运行方案;阶段2考虑新增供电线缆改造后的储能多点接入拓扑下的模型,以可靠性提升效益最大为优化目标,得到新增线缆规划方案。以修改的IEEE 33节点系统为算例,从不同的场景验证所提方法的有效性,并分析不同的停电风险价格对规划结果的影响。     

基于CYMDIST的配电网运行优化技术及算例分析

系统地介绍了以降低网络损耗、消除线路过载、改善电压水平为目标的配电网运行优化问题,并对优化过程中用到的网络重构和无功补偿算法进行了全面的总结。在此基础上介绍了基于CYMDIST软件的配电网运行优化技术。利用CYMDIST对10 k V配电网进行了运行优化,通过潮流计算分析现状配网运行中存在的问题,并在此基础上利用CYMDIST中的网络重构、负荷平衡、无功补偿等功能对配电网进行了全面的优化。结果表明,通过CYMDIST的优化可以显著地改善配电网的运行状况。     

城市配电网无功优化及网络重构的研究

依据配电网实际结构，分别建立了无功优化和网络重构的数学模型，开发了相应的计算机实用软件。无功优化部分研究了考虑电容器成本以及不考虑电容器成本时的无功补偿配置方案，并进行了经济效益分析，考虑了配电网负荷的变化，给出了补偿装置随负荷变动的投切表；网络重构部分研究了配电网络在某一负荷状态下如何确定其最优结构，给出了负荷变化以后网络中联络开关的具体操作表。应用于具体算例，结果表明本文的方法是切实可行的。     

电力系统恢复后期网架重构和负荷恢复的两阶段优化方法

电力系统恢复后期的网架重构和负荷恢复是一个复杂的多步混整非线性规划问题。为了降低其求解难度和提高求解效率,提出一种适用于网架重构和负荷恢复的两阶段优化方法,该方法将网架重构及负荷恢复问题解耦为基于直流潮流的混整线性规划和基于交流潮流的连续非线性规划两阶段优化问题。在第1阶段优化中,利用计及频率影响的直流潮流模型确定最优线路投运及负荷开关投切状态这些离散变量的值,再将其作为第2阶段基于增广交流潮流的连续非线性规划的系统运行条件,通过优化发电机出力及端电压,在确保系统安全的前提下确定最短的恢复耗时。在10机39节点系统下进行了算法验证,计算得到单步和全过程下的计算效率和恢复方案,结果表明,所提算法的计算效率远高于启发式算法,同时所得方案也具有更快的恢复速度。最后,以湖北电网鄂东南子网为例验证该算法用于实际电网恢复决策的可行性。