基于用户停电损失评估的有源配电网灾后供电恢复模型

当自然灾害等极端事件发生时,配电网可能受到严重破坏,引起大停电事故并造成重大经济损失。为了有效地减少由极端事件引发停电造成的经济损失,文中提出了基于用户停电损失评估的有源配电网灾后供电恢复模型,利用多种分布式电源和储能系统快速恢复重要负荷,提升配电网韧性。基于不同类别电力用户停电损失的间接评估方法,建立了最小化用户停电损失的目标函数,并针对孤岛融合提出了改进辐射状拓扑约束,实现孤岛数目的在线优化。结合多种配电网供电恢复约束,将包含不同类型分布式电源和储能系统的配电网多时间段故障恢复问题建模,并线性化为混合整数线性规划模型。最后,通过改进的IEEE 33节点配电系统算例和仿真验证了所提模型的有效性。     

配电网设备故障停电风险实时评估

实现配电网设备故障停电风险的实时评估对供电可靠性的提高、停电损失的降低有积极意义。提出包含设备故障率和设备故障停电影响程度的配电网设备故障停电风险评估模型,设备故障率综合考虑了实时系统因素及环境因素,设备故障停电影响程度考虑了损失负荷、损失电量、停电用户小时数、停电用户级别加权户数4个指标。以某配电网为例实现对配电网设备故障停电风险的实时评估,结果达到了实时评估的要求,证明了所提方法的准确性。     

计入电力系统可靠性与购电风险的峰谷分时电价模型

在电力市场环境下,针对需求侧用户的多时段电价响应,基于电力供给与电力弹性需求平衡关系推导了峰谷分时电价下的电量电价弹性矩阵,以反映用户对电价变化的响应过程。在此基础上,以电网经营企业收益最大化为目标函数,计入可靠性约束、购电风险和线路损耗等,建立了峰谷分时电价模型。该模型通过分时电价的调节即可达到提高电网供电可靠性、减少停电损失,同时增加电网经营企业收益、降低购电风险的目的,使用户和电网经营企业达到双赢。为提高模型求解过程中可靠性指标的更新速度,进一步研究了电力系统可靠性随负荷变化的三次样条插值模型。以IEEE-RTS 79测试系统为例进行算例分析,验证了上述模型、算法的正确性和有效性,并进一步分析了峰谷分时电价下负荷曲线的改善效果及用户停电损失、电网经营企业收益的变化情况。     

直流配电网断路器优化配置方法

直流断路器的优化配置对提高直流配电网可靠性、降低用户停电损失具有重要意义。基于最小割集法提出了直流负荷点区域划分方法,建立了计及电力电子设备功能故障的停电损失费用计算模型。以开关设备投资运行费用和停电损失费用之和最低为优化目标,配置断路器数目为阶段数,配置断路器位置组合为状态,针对直流断路器造价随技术发展下降空间较大的特点,提出了一种考虑价格变化的直流断路器配置动态规划算法。以手拉手型直流配电网为例进行了计算分析,结果表明该方法能够对直流断路器价格进行区间划分,并得到各区间所对应的最优配置方案。     

考虑重要用户的电压-时间型分段断路器参数整定方法

重要电力用户在配电网中的用电量非常大,一旦发生停电会造成很大的损失和影响。针对传统的继电保护电压-时间型分段断路器参数的整定均未考虑重要电力用户的问题,提出了一种考虑重要电力用户的配电网电压-时间型分段断路器参数整定方法。综合考虑重要电力用户对短时停电的敏感程度、短时停电造成的经济损失和社会影响这些因素来划分每条分支线的级别,根据分支线级别对电压-时间型分段断路器的参数进行整定。当发生永久性故障时,隔离故障区域后优先对级别更高的分支线恢复供电,能够缩短重要电力用户的停电时间,有效减少短时停电对重要电力用户造成的影响,使得配电网更加安全、可靠、经济地运行。     

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。     

计及重要用户失负荷风险的多端智能软开关优化配置方法

为提高智能软开关(soft open point, SOP)接入配电网的综合效能,本文提出了一种计及重要用户失负荷风险的多端SOP优化配置方法。首先,采用数据包络分析和逆向数据包络分析方法建立了重要用户停电损失模型,并采用马尔可夫方法建立了SOP多状态可靠性模型。然后提出了重要用户转供优先级指标和故障恢复策略,并基于快速失负荷风险计算公式,建立了计及重要用户失负荷风险的SOP位置和容量双层规划模型,最后提出了多目标进化算法和锥规划相结合的混合优化算法对模型进行求解。算例仿真结果表明,所提模型可以降低SOP配置的年综合成本和重要用户停电损失;相比传统规划方法,解决了因配置的SOP容量较低而无法展现其不间断转供能力和故障恢复能力的问题;所提快速失负荷风险计算方法相比传统方法更高效。研究结果可为SOP在配电网中的实际应用提供理论和技术参考。     

计及风电场的发输配电系统可靠性评估

考虑风速时序性和自相关性的特点,建立了风速的自回归移动平均(auto-regressive and moving average,ARMA)模型,并结合常规机组、线路和变压器等状态模型,建立了基于蒙特卡罗仿真方法的风电场可靠性模型,对含风电场的发输电组合系统进行可靠性评估,同时建立了发输电组合系统的多状态机组等值模型,将该等值模型与配电系统相结合,计算了平均停电频率和停电电量损失等配电网可靠性指标,通过分析和比较可靠性指标研究了风电场对配电系统可靠性的影响,结果表明风电机组的接入对提高电力系统可靠性具有一定的作用。     

含微网配电网的综合优化规划研究

协同规划分段开关、联络线和微网接入点能缩小配电网故障停电范围、实现负荷转供,减小停电损失。提出以线路段为单元的含微网配电网的停电损失计算方法,建立用户停电损失数学模型;以分段开关和联络线等值年投资维护费用与用户年停电损失之和最小为目标函数建立数学模型;应用协同进化遗传算法对分段开关、联络线位置以及微网接入点进行综合优化规划;分析了协同进化遗传算法在配电网综合规划应用中的主要流程和关键技术;结合IEEE33节点算例和工程实例进行仿真分析,对不同规划方案的优化结果进行各项经济指标的对比分析,验证了算法的有效性。     

商业楼宇型微网的应急能量管理策略

在配电网停电后,商业楼宇型微网进入孤岛运行状态。为减小停电给用户带来的损失、维持停电期间内对重要负荷的供电,针对光储型商业楼宇微网,提出了考虑计划停电与非计划停电2种情况的应急能量管理策略。在计划停电时,以减小停电损失、维持供电时间为目标建立了优化模型,并引入权重因子以权衡二者的重要程度;为减小预测误差对结果的影响,提出了滚动优化策略。在非计划停电时,以优先考虑对重要负荷供电为原则,制定了实时应急方案。通过算例对比分析可知,该策略可有效调节可控负荷投入量,从而实现预期目标。同时,在算例中进行了灵敏度分析,不同的权重因子可灵活调节减小停电损失与维持供电时间在优化目标中的比重。     

基于分块技术的用户停电损失估算方法研究

介绍了停电损失的概念及影响因素．引入分块技术将配电网分块．并确定故障停电事件发生后各分块负荷点的类型;提出根据负荷点停电类型分别确认各分块区域的停电持续时间．结合综合用停电损失函数计算各分区的用户停电损失．最后汇总估算系统的用户停电损失．与传统的用户停电损失估算结果比较．证明了该方法的有效性。     

基于枚举抽样法的城市电网风险评估

介绍了城市电网风险评估的基本概念,提出了城市电网风险评估模型及其指标的计算方法。首先确定元件的停运模型,然后以各负荷点的负荷变化曲线为基础采用枚举抽样法对各系统状态进行抽样计算与分析。通过计算各种运行状态出现概率和累积计算结果,得到城市电网的负荷损失概率、期望缺供电量等风险评估指标。该模型充分考虑了城市电网结构的复杂性、负荷变化的随机性和重要用户的分布等因素,可以从风险水平的高低反映出城市电网运行中的薄弱环节。算例分析验证了本文模型和方法的有效性。     

基于EPSILON约束法的配电自动化设备多目标优化布点模型

通过在配电网中配置自动化设备可以有效限制故障带来的负面影响,从而提高供电可靠性,减少停电损失,但采用全覆盖式的布点方案会极大程度地加剧电力公司的资金压力。为了合理地配置各类自动化设备,最大程度地发挥资金效能,提出了配电自动化设备的多目标优化布点模型。首先,分析了各类设备布点情况与负荷停电时间之间的关系,进而获得了供电可靠性与停电损失关于设备布点情况的表达式。然后,以各类设备的全生命周期费用作为约束,搭建了基于混合整数线性规划的配电自动化设备多目标优化布点模型,并通过数学求解器配合EPSILON约束法对其进行求解,以有限的资金获得最大的供电可靠性以及最小的停电损失。最后,基于IEEE RBTS-BUS4的算例结果表明,所提出的模型可以精确有效地对配电自动化设备进行优化布点,并直观地反映供电可靠性与停电损失之间的关系,为电网规划人员提供了辅助材料。     

云储能用户在计划停电下的应急能源管理策略

在配电网发生计划停电的情况下,基于云储能的家庭微电网进入孤岛运行状态,考虑到云储能用户可用储能容量有限以及可再生能源出力的不确定性,提出应急能源管理策略以减小用户停电损失和用户不满意度.首先,将云储能分为供电储能和交易储能,供电储能的容量可以保证计划停电期间用户重要负荷的供电;其次,以减小用户停电损失和用户不满意度为目...     

基于熵权-灰色关联分析的降低区域停电损失举措研究

停电损失是衡量电网经济性标准之一,合理估算停电损失,能够为提高配电网可靠性和社会应急电源分配、公共预防性预算分配等提供依据。采用产电比法计算停电损失,并使用熵权加权计算各影响因素的客观权重,以提高灰色关联分析方法评价结果的准确性。使用熵权加权–灰色关联分析方法,分别计算区域产电比与各行业、配电网可靠性与其影响因素之间的关联度。在实际案例分析中,对4个不同区域的停电损失与各行业的紧密程度和区域配网可靠性与各影响因素之间的关系进行分析,从而提出每个区域电网设备升级的重点方向和地域,集中供电企业资金投入,最大限度提高配电网可靠性,降低停电损失。     

计及配网停电损失的DG双层规划方法

分布式电源发电商与配电网公司利益共赢是促进能源战略落地的重要保障.文中提出了一种计及配电网停电损失的分布式电源双层规划方法.上层模型以DG发电商收益最大化为目标,基于网损灵敏度方法确定DG候选安装位置,对DG的选址和定容进行优化;下层模型以配电网公司净收益最大化为目标,通过孤岛划分方法动态优化分段开关安装位置,减少配电...     

计及不确定性的移动应急电源鲁棒优化调度

建立电力应急响应机制对提升电力系统应急保障能力意义重大,发生停电事故时合理调度移动应急电源可以降低停电损失,是应急响应过程中重要的一环。停电事故发生时实际停电持续时间、移动应急电源行驶时间和重要用户缺电功率都存在不确定性,然而现有的与移动应急电源优化调度有关的研究大多并未考虑这些不确定因素。在此背景下,提出一种计及不确定性的移动应急电源鲁棒优化调度方法。首先,以区间数表示调度过程中的不确定因素,建立以重要用户停电损失最小为目标函数的包含区间数的优化模型。接着,针对该模型中包含的非线性函数及二次项,通过引入辅助决策变量的方法将模型转化为混合整数线性规划问题。然后,针对悲观解在很多情况下可能过于保守的不足,提出一种基于可接受的解的波动范围的鲁棒优化方法。最后,通过算例说明了所提出模型能够有效地应对移动应急电源优化调度中的不确定因素并得到有效的调度方案。     

基于运行优化的含储能电力系统可靠性评估方法

针对传统可靠性评估方法容易导致停电损失的问题,提出基于运行优化的含储能的电力系统可靠性评估方法。首先,根据分布式电源出力建立概率模型,并在峰谷电价机制下,建立受利益驱动影响的储能概率模型;然后,根据故障类型细化故障隔离范围,对非故障隔离区域进行孤岛划分和功率匹配,减少停电损失;最后,提出了基于序贯蒙特卡罗的可靠性评估方法,通过仿真验证了该方法的有效性。     

改善供用电可靠性的新型停电保险机制

传统的可靠性管理方式由于缺乏用户需求信息和经济激励,导致可靠性建设具有一定的盲目性和滞后性。为了更好地管理供用电可靠性以降低停电损失,文中提出了新型停电保险机制,论述了引入停电保险的可行性,根据经济性和可靠性指标对负荷点进行停电风险等级和风险群的划分,提出了合理厘定保险费率的方法,同时分析了用户投保的方式、理赔方案及其在投保过程中的决策行为,并探讨了保险方关于可靠性管理的行为方式和风险决策模型。数值分析表明,输配电公司可以通过停电保险分析用户可靠性需求信息,更经济地对用户用电面临的不确定性进行层次化管理,提高了全社会的用电效益。     

基于运行优化的含储能电力系统可靠性评估方法

针对传统可靠性评估方法容易导致停电损失的问题,提出基于运行优化的含储能的电力系统可靠性评估方法。首先,根据分布式电源出力建立概率模型,并在峰谷电价机制下,建立受利益驱动影响的储能概率模型;然后,根据故障类型细化故障隔离范围,对非故障隔离区域进行孤岛划分和功率匹配,减少停电损失;最后,提出了基于序贯蒙特卡罗的可靠性评估方法,通过仿真验证了该方法的有效性。