城市电网输配全局最大供电能力分析

城市电网是包含输电网和高压配电网的全局电力系统。传统电网供电能力分析中,往往分别对输电网和配电网单独求解,割裂了输配电网之间的统一协调关系。针对这一问题,提出了城市电网全局最大供电能力分析模型。首先,针对输电网结构特点,结合改进的潮流计算模型,采用线性规划法求解输电网满足N-1约束的安全供电能力;其次,针对高压配电网的结构和负荷特性,建立基于需求侧分析的高压配电网最大供电能力分析模型;最后,进行电能阻塞分析,求取城市电网全局最大供电能力。通过算例证实了该分析体系能有效计算城市电网的全局最大供电能力,定位电网整体供电能力的薄弱环节,为电网规划提供参考数据。     

城市高压配电网负荷转供辅助决策关键技术与系统

城市电网灵活性不足是造成系统调峰与输电阻塞问题的根本原因,为解决这一问题,提出了一种考虑城市高压配电网负荷转供及储能充放电策略的协同优化策略,并开发了一套可实现高压配电网灵活运行调度的在线辅助决策系统。通过分析城市高压配电网的拓扑特点,在其变电单元简化拓扑建模的基础上,分别以最小化220 kV输电网运行成本和110 kV高压配电网负荷削减成本为上、下层目标,建立时序双层优化模型,通过上下层模型的不断交替迭代,实现对高压配电网拓扑状态及储能运行状态的求解;基于高压配电网标准化站内接线的电气拓扑聚合通用方法,开发了一套可满足高压配电网灵活调度的运行控制与决策支持系统,以实现城市高压配电系统分布式新能源和储能广泛发展的运行方式优化以及调峰与负荷转供策略制定。最后,以某地区电网为例进行方法建模和实用性分析,测试并验证了所提方法的可行性与应用前景。     

考虑弹性裕度的城市输电网安全概率评估

为评估计及风电出力和电动汽车负荷随机性的城市输电网运行安全,提出了一种以高压配电网重构为手段的220kV输电网安全概率评估模型。基于相关变量的联合概率分布得到含电动汽车的负荷概率模型描述负荷的波动性,定义弹性安全距离作为安全裕度评估指标,将可用传输容量与拓扑结构结合起来刻画输电网的安全裕度;然后利用三点估计法将不确定性评估问题转化成确定性数学问题求解,再用Cornish-Fisher展开级数得到评估结果的概率特性。最后以某城市局部高压配电系统为算例验证模型的有效性,算例结果表明,高压配电网重构产生弹性裕度是提高城市输电网安全概率的有效调节方式,评估结果可为实际电网调度提供决策依据。     

20kV等级配电网推广应用分析

中压配电网是连接上游高压输电网和亿万终端用户的重要环节。目前我国主要采用的是10kV、35kV电压等级,其中最大量的是10kV配电网络。     

基于公共信息模型对象聚合的高压配电网功能单元信息模型

110kV高压配电网的自动化信息模型及其高级应用仍沿用输电网设备描述准则,缺乏针对自身特点的特殊处理。从自动化信息模型与高级应用示例2个角度出发,针对调度员所关注的高压配电网运行特点构建其功能结构化模型。分析了现有公共信息模型(CIM)对高压配电网结构与运行特点支撑不足,提出面向CIM的对象聚合封装方法,将高压配电系统以重新定义的功能单元类予以结构化描述,聚合后的信息模型按功能,可划分为描述110kV系统结构的配电容量单元和描述负荷位置与状态的实际负载单元,任意拓扑与状态均能通过这2种对象准确表述,并结合设备实时参数完成计算模型交互,在信息模型降维的同时生成研究态数据,以支撑地区电网能量管理系统高级应用。以某地区电网的实例测试表明了所提方法的有效性与前景。     

影响220kV电网发展的因素

220kV电网作为超高压输电网和高压配电网之间的衔接电网,其发展趋势会给电力网络带来很大的影响。本文从经济性、上下级电网协调性、短路水平、负荷密度等角度分析了影响220kV电网发展的一些因素。     

高压配电网规划评价指标体系与综合评价模型

针对高压配电网(110 kV及35 kV)在城市电网发展建设中的重要地位,研究了高压配电网规划评价指标体系和综合评价模型。建立了适应高压配电网规划特点的评价指标体系,提出“高中压变电(线路)容量协调性”“设备老旧率”“年度投资均衡度”等多项新指标;提出基于德尔菲法修正的层次分析法用于评价体系各级指标权重设置;提出判断矩阵法用于措施层指标评分;根据评价指标体系及综合评价模型逐层向上递推,得到高压配电网规划评价的综合结果。以某地区局部高压配电网为例,验证了该评价指标体系及综合评价模型的科学实用性以及对高压配电     

基于交替方向乘子法及最优潮流的输配电网协调规划方法

输配电网间的交互愈加紧密,因此在规划中考虑两者间的协调关系是十分必要的。对此,提出了一种基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM)及最优潮流(OPF)的输配电网协调规划方法。该方法首先通过计及网络最优潮流,以输配电网连结处的传输功率作为耦合变量建立输配电网协调规划模型,并将耦合变量作为共享变量,利用ADMM算法求解模型得到电网规划初步方案。然后提出划分子算法对配电网侧规划初步方案中的各变电站所带供电网络进行独立划分得到配电网侧规划最终方案,据此优化输电网侧规划初步方案。最后将两侧电网规划最终方案加以整合。通过对IEEE-14节点输电网与54节点配电网的耦合系统进行仿真分析,并对比不考虑输配电网协调关系时的电网规划方案,验证了该方法的合理性和有效性。     

基于主从博弈的输配电网协同经济调度

针对市场环境下如何协调主动配电网与输电网的运行策略以实现二者共赢的问题,提出一种基于主从博弈的输配电网协同经济调度策略。首先,采用主从博弈架构建立了输配电网双层经济调度优化模型,其中上层为输电网价格出清模型,下层为考虑二阶锥交流潮流约束的配电网经济调度模型。然后,应用二阶锥重构技术、KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件、强对偶定理和线性松弛技术将所提双层模型转化为混合整数二阶锥单层规划模型进行求解。最后通过算例验证了模型和方法的有效性。结果表明,所提输配协同经济调度策略可以有效降低输电网电能及备用出清价格,同时提高了配电网运行经济性。     

基于广义主从分裂理论与配电网相协同的输电网规划方法

基于广义主从分裂理论提出与配电网相协同的输电网规划方法。以输电网投资成本、输电网运行成本与配电网运行成本之和最小为目标函数,考虑配电网网络约束及分布式电源,基于Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优性条件对输配耦合约束条件解耦,将原问题分解为输电网优化子问题与配电网优化子问题。引入计及电压幅值的直流潮流方程,使得在基于直流潮流的输电网规划模型中也能计算电压幅值,从而支撑输配协同优化计算时的变量交互。采用Benders分解混合异质分解算法的有效求解策略。以中国某省级输配电网为算例,对比传统输电网规划方法,验证了所提规划方法的有效性与优越性。     

直流配电电压等级及负荷距分析

与交流配电相比,直流配电技术在可靠性、供电能力、供电距离和经济性等方面具有明显优势。该文首先从各类分布式电源、典型直流负荷、国内外直流微网系统和相关电压标准等方面分析了直流配电电压等级及研究现状;通过分析影响直流配电电压等级选择的主要因素,提出相关约束条件,根据交、直流配电系统输送能力匹配原则,提出直流配电系统电压等级;根据所提出约束,从输送容量、输送距离和直流配电设备适用性等方面进行校核分析,验证所提出电压等级的有效性;为便于规划设计人员开展工作,分析了所提出直流配电电压等级满足线路末端10%电压偏差时各典型导线截面的直流负荷距。     

兼顾新能源消纳与频率电压支撑的电池储能系统优化规划

随着新能源发电占比的逐步提升,电力系统消纳新能源发电的难度和压力增大,电网的频率和电压稳定性面临巨大挑战。通过在电网中配置电池储能系统,不仅可以提升新能源的消纳能力,还可以提升系统频率和电压的支撑能力。因此,研究电池储能系统优化规划方法,考虑储能在电力系统正常运行时用于新能源消纳,在紧急情况下对频率和电压进行快速支撑,从而提高储能利用率,降低系统成本。建立了考虑新能源消纳的电池储能系统协同规划模型,可得到输电网中集中式电池储能系统和配电网中分布式电池储能系统的选址定容结果。提出了一种兼顾频率和电压支撑的电池储能系统规划方法,分别对储能位置、无功功率容量、有功功率容量和能量容量进行优化规划。综合考虑储能的多重功能,构建其支撑系统调频调压的约束,建立了兼顾新能源消纳与频率电压支撑的电池储能系统优化规划模型,得到电池储能系统的最终选址定容结果。基于IEEE 24节点输电网和IEEE 33节点配电网设计算例系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。     

考虑高铁负荷和风光不确定性的输电网规划方法研究

为对复杂山区含高铁负荷和风光电站的输电网进行合理规划,提出了考虑高铁负荷和风光不确定性的输电网随机规划方法。首先,对具有间歇性和冲击性的高铁负荷,通过拉普拉斯混合模型结合二项分布对其进行建模。其次,针对直流随机潮流不能计及电压分布,而交流随机潮流模型较为复杂的问题,以解耦线性潮流计算为基础,提出一种基于解耦线性化的半不变量随机潮流计算方法,并基于此构建考虑电压偏差的输电网规划模型。然后,针对输电网规划求解问题中决策变量维度高、约束复杂的特性,通过自适应地动态调整进化过程中交叉、变异概率对遗传算法进行改进。最后,对某高海拔山区铁路沿线电网进行仿真研究,验证了本模型和求解算法的正确性与有效性。     

高比例可再生能源接入下考虑输配协同的输电网规划测试系统

以风光为主的高比例可再生能源通过不同电压等级接入电网,输电网与配电网之间的互济需求增强,促使输电网规划考虑与配电网协同,然而协同规划却面临着缺乏测试系统的难题.因此,构建了一个高比例可再生能源接入下考虑输配协同的输电网规划测试系统HRPTD-20,描述了系统的源网荷基本特性并给出了相关数据.系统包含2个区域、3个电压等级,以及3种传统和3种未来典型配电网结构场景,可再生能源装机容量占比接近55％.基于考虑输配协同的输电网规划模型求解,给出了测试系统的基准规划方案.对比分析验证了该测试系统可以用于输配电网协同规划,有助于提高可再生能源通过不同电压等级接入输配电网的消纳能力.     

城市电网中压配网升压为20kV的探讨

随着城市电力负荷密度的增大,建设20 kV配电网成为现代中压配电网的发展趋势。文章从电网规划的角度出发,通过电压层次、短路容量、变电容量、线路走廊及站点布置、占地资源节约、投资费用及中压配电网技术经济指标进行分析和比较,探讨了中压配电网升压为20 kV对电网规划的影响。     

宣威市调度、通信与自动化规划研究

针对城市电网规划的通讯和调度优化问题,重点研究了城市光缆规划原则和光传输网规划原则,进而提出了宣威中压配网自动化规划方案和宣威市配网通信规划方案研究,最后提出了通信介质和接口的选择,同时做出了投资的估算。算例优化表明,该文方法实用性,适用性均较强,可以快速有效地得到网架结构规划全局最优解。     

配电网接线模式研究

在配电网变电站优化布点及网架优化有关理论基础上，进行了配电网规划中接红模式的相关研究，提出了配电网我中配电站布点及其网架和联络线设计的优化模型，着重介绍了高压配电网中的树状接线模式和联络线优化设计方面的研究及其相应程序与基于GS的配电网规划软件包的接口，实现了不同负荷水平变电站布点和网架结构的优化，以及不同变电站故障方式下的联络线的优化，从而配合了整个配电网规划软件包的功以现现，研究是基于高压配电网的，但其所用的算法和方法也适用于其他电压等级的配电网络。     

短线路两相短路时距离保护误差分析

距离保护在高压及超高压输电线路得到广泛应用,随着国内电网建设的加强,高压输电线路的长度越来越短,特别是城市电网中,短线路不断增多,但是短线路在两相短路时,由于测量电压的误差会放大,可能引起距离保护的超越。推导了短线路两相短路时电压测量误差的计算公式,分析了该误差对距离保护的影响。     

市场条件下输配电网规划新的思路与方法探讨

概括介绍了市场条件下输配电网规划思路的转变及其所面临的不确定性因素,然后具体探讨了市场条件下输配电网规划的新思路与新方法,介绍了不确定条件下输电网的投资决策和负荷不确定性条件下城市配电网的规划.     

基于增量最短路径法的全电缆中压配电网络规划

电缆化供电是城市中压配电网供电的发展趋势。提出一种实用的基于增量最短路径法的全电缆中压配电网络主干网架规划方法,考虑了电缆通道约束以及城市规划约束,将全网整体优化分解为电源供电分区的电缆线路规划和分区间线路联络规划两部分,利用增量最短路径法规划电源供电分区的电缆供电线路,应用最佳匹配算法完成分区间线路联络。通过一实际算例验证了所提方法可应用于全电缆中压配电网的网络新建规划和扩展规划。