分布式光伏电站接入配电网的分布鲁棒优化配置方法

随着分布式光伏(Distributed Photovoltaic, DPV)电站接入配电网的规模日益增大,光伏出力的不确定波动特性造成配电网运行状态的频繁波动,故对接入配电网的DPV电站进行合理规划对于配电网的安全运行尤为重要。针对DPV电站接入配电网的并网点和容量选择问题,以并网位置节点和配置容量同时作为决策变量,并考虑DPV出力的不确定性,建立了DPV电站接入配电网的并网点和容量选择的分布鲁棒优化配置模型。以当地光照强度和环境温度的历史数据计算出的DPV电站单位容量光伏的日出力曲线作为数据驱动构建出基于KL散度的模糊集。通过优化计算出模糊集中最大和最小期望的概率分布以得到单位容量光伏出力不确定波动的范围,将分布鲁棒优化模型转化为鲁棒优化模型,并采用Benders分解法求解得到优化配置方案。最后,以某个实际180节点配电网为例进行仿真计算,并与确定性优化和传统鲁棒优化方法进行对比分析。验证了所提出的分布鲁棒优化方法既能够保证在光伏出力不确定波动下配电网的安全运行,又能够克服鲁棒优化方法的保守性,使求得的配置方案在经济性和鲁棒性之间达到良好的平衡。     

电网规划中考虑风电场影响的最小切负荷量研究

提出应用鲁棒线性优化理论来研究电网规划中含多个风电场的最小切负荷量计算问题,为含多个风电场的系统安全性研究提供了一条新的思路。根据Seng-Cheol Kang提出的鲁棒线性优化理论,建立电网规划中考虑风电场影响的最小切负荷量模型。该模型以出力上下限和出力期望值来描述风电场的出力,最终转化为一确定性的线性规划问题并进行求解。在计及或不计及发电机调整的情况下,该模型均能够给出最安全的切负荷方案,除此以外还能给出更多介于最可靠与最经济之间的切负荷方案,实现灵活决策;在计及发电机出力可调的情况下,该模型能够给出相应的发电机出力方案;该模型能够初步给出各种切负荷方案下电网规划方案的可靠程度。基于修正的Garver’s 6节点系统和修正的巴西南部46节点系统算例测试结果验证了该方法的有效性。     

考虑源荷双重不确定性的电气互联综合能源系统分布鲁棒优化调度

针对电气互联综合能源系统中不确定因素对运行调度带来的风险问题,提出一种考虑新能源负荷双重不确定性的电气互联综合能源系统分布鲁棒优化调度模型。以系统运行总成本最小为目标函数,建立电气互联综合能源系统随机规划模型,采用矩不确定分布鲁棒优化方法(DRO-MU),构建风电出力和电力负荷的矩不确定集合,在源荷双重不确定集合下将随机规划模型转化为矩不确定分布鲁棒优化模型,通过拉格朗日对偶原理将鲁棒模型转化为确定性的半正定规划模型进行求解。仿真结果表明,与不考虑或仅考虑新能源、负荷不确定性相比,考虑源荷双重不确定性的DRO-MU模型运行成本有所增加,但方案降低了不确定性因素给系统运行带来的风险,且更加符合实际。与随机优化方法和传统鲁棒方法相比,DRO-MU方法既保证了调度策略的鲁棒性,又克服了其过于保守的问题;随着源荷矩不确定集范围的增大,系统运行成本增加,通过合理设置二者矩不确定集范围,实现系统经济性与鲁棒性的平衡。     

基于分布鲁棒优化的光伏电站并网极限容量研究

针对光伏电站出力的不确定性,以及描述出力的概率分布函数难以准确获取的特点,提出将分布鲁棒线性优化理论用于研究光伏电站并网后的极限容量问题,建立了基于系统运行约束条件下的光伏电站极限容量的分布鲁棒优化模型,模型中的随机变量为太阳辐射强度,结合其上下限与期望来描述光伏电站出力的不确定,并通过对偶理论将模型转化为确定性的线性规划问题,以便于求解。在某修正的Garver's 6节点系统中,对模型进行验证,结果表明：不同的并网位置、太阳辐射变化范围均明显影响了光伏电站并网后的极限容量,并且与盒式鲁棒优化方法相比,分布鲁棒优化方法能得到更优的结果,同时该模型还能给出在最优性与鲁棒性之间灵活转换的计算结果,进而验证了该模型与方法的可行性和有效性。     

考虑机会约束的配电网光伏并网容量分布鲁棒优化方法

传统的经验性概率分布描述分布式光伏出力的不确定性难以准确获取概率分布参数。为此,提出一种基于Kullback-Leibler散度的分布鲁棒优化方法来评估配电网分布式光伏的最大并网容量。首先,通过Kullback-Leibler散度来量化实际概率分布与经验性概率分布之间距离,建立分布式光伏出力不确定性的模糊集。在考虑节点电压和传输容量越限机会约束的情况下,建立了分布式光伏并网容量分布鲁棒优化模型。通过采用风险价值和样本平均近似方法将分布鲁棒优化模型转化为一个混合整数规划问题求解。在改进的IEEE-33节点系统的仿真结果表明了所提出分布鲁棒优化方法的有效性和鲁棒性。     

含分布式新能源的配电网风险规划

针对配电网规划中分布式新能源出力随机性大、规划复杂度高的问题,提出一种含分布式新能源的配电网风险规划模型。该模型以网络综合费用最小为目标函数,通过网络支路负荷容量确定新建分布式新能源出力最大值,综合考虑系统供电不足等网络风险因素,进行含分布式新能源的配电网风险规划。在求解过程中提出一种类比通信网络广播方式修复遗传算法不可行解的方法。通过在含分布式光伏发电和径流式水电站的安徽某地区10 kV网架规划中的实际应用,验证了该风险规划模型的有效性。     

基于鲁棒优化的含径流式小水电的电力系统安全经济调度

针对径流式小水电出力具有一定的随机波动性,其不确定性致使系统存在安全风险,运用鲁棒优化理论,考虑盒式不确定集合刻画出力的不确定性,在传统安全经济调度模型基础上,建立了一定安全约束下的鲁棒优化安全经济调度模型.为便于求解,采用对偶理论,将安全约束条件中不确定量转化为确定量,得到易求解的计算模型.IEEE-30节点系统仿真,得出了不同波动值下的安全经济调度值,说明了该方法的可行性.     

采用盒式鲁棒优化的并网光伏电站极限容量计算

针对光伏发电出力的不确定性,提出运用鲁棒优化理论来研究并网光伏电站的极限容量问题。采用盒式鲁棒优化方法,建立系统运行约束条件下的光伏电站极限容量优化模型,模型中以太阳辐射强度作为不确定参数,通过其变化范围来描述光伏发电出力的不确定性,依据优化对偶理论,将模型转化为确定性的线性规划问题,然后进行求解。某46节点系统的仿真计算结果表明,不同的并网节点、扰动范围对光伏电站极限容量有明显影响,验证并网光伏电站极限容量的盒式鲁棒优化模型的可行性和有效性。     

考虑风电不确定性和相关性的多区域电网分布鲁棒经济调度

目前基于矩的分布鲁棒优化方法没有很好地考虑风电不确定参数间的相关性导致方法比较保守.考虑风电的不确定性和相关性,使用主元分析方法构建基于矩的分布鲁棒多区域电网经济调度模型的降维模糊集.将原始模型转化为半定规划模型,并采用延迟约束生成算法进行求解.算例仿真结果表明所提方法可以提高计算效率以及降低电网成本.     

考虑风电出力不确定性的分布鲁棒主备协同优化调度

随着大量可再生能源如风电接入电网,如何最大化地利用可再生能源、减小传统火电机组的成本成为亟需解决的难题,特别是机组运行和备用容量的协同调度成为现在研究的一大热点。考虑风电出力的不确定性,建立了成本最小化的两阶段经济调度模型。在第一阶段,即日前调度,根据预测的风电出力制定机组预调度方案。在第二阶段,即实时调度阶段,根据风电的实时出力对第一阶段调度方案进行反馈调节。针对风电出力的不确定性,应用Kullback-Leibler离散度原理对不确定因素进行建模。结合分布鲁棒方法,建立了极端概率分布下的两阶段分布鲁棒主备协同优化模型,并将其转化为可解的混合整数非线性规划问题。基于广义Benders分解方法,提出了分解协调算法对优化模型进行求解。最后以IEEE 6 节点系统和IEEE 118 节点系统进行算例仿真分析,并对比传统鲁棒及随机规划方法,验证了所提方法的可行性和优越性。     

基于实用动态安全域的多小水电群送出能力协调优化

为提高多个小水电群的协调送出能力,提出了一种基于实用动态安全域的多小水电群送出能力协调优化方法。该方法将多小水电群送出能力协调优化问题描述为临界超平面约束条件下的小水电群机组有功功率注入增量最优的线性规划问题,并提出了临界超平面方程系数的改进求解方法以及临界超平面方程空间的降维方法以简化问题的求解。将该方法应用到云南电网滇西地区的保山、怒江和迪庆小水电群中,计算结果证明了该方法的可行性及有效性。     

计及市场化电价信号导向的含高比例水电输电网扩展规划

传统电网扩展规划模型难以反映未来一段时期竞争市场模式下全局供需态势对电网投资收益、市场主体意愿、社会效益的量化影响,且在含高比例水电输电网中水电外送断面容量与丰枯潮流差异的不匹配导致网络阻塞及交易盈余问题愈加严重.为此,提出高比例水电场景下计及市场化电价信号导向的输电网扩展规划模型.上层模型以最大化线路年投资收益为目标函数,形成规划决策线路;下层模型采用改进的k-means聚类算法得到含高比例水电输电网全年典型运行方式,基于市场交易出清结果与区域负荷响应特征,量化线路规划后的负荷增量及过网利用率,以市场化电价信号引导电网扩展规划,促进区域水电消纳.采用KKT最优条件实现上、下层模型的耦合,将双层规划问题转化为混合整数规划问题进行求解.以我国西南部某含高比例水电的实际电网为例,通过综合比较不同规划方法的阻塞盈余、投资收益及水电消纳比例验证了高比例水电接入下市场信号对扩展规划结果的影响.     

含小水电群的风-水-火地区电网旋转备用协调优化策略研究

传统旋转备用计算模型已不再适用于含小水电群和风电接入的地区电网。以负荷损失较小、清洁能源利用率高、运行成本低为目标,基于最小火电燃料费用、最小期望停电成本、最小火电机组出力波动和最小主力水电弃水量函数模型,建立了考虑风-水-火协调运行的多目标旋转备用优化模型。采用引入粒子浓度认知的改进粒子群优化算法,通过仿真分析,验证了该模型的适用性和有效性。在不同策略下进行比较,该方法能在较低的失负荷概率情况下,得到较低的火电机组燃料费用;能随着小水电群和风电出力大小协调优化旋转备用容量。该模型及算法对存在相当规模小水电及风电的风-水-火地区电网制定旋转备用优化策略有参考价值。     

考虑配网负荷曲线特性的低频减载执行方案调整方法

在我国交直流电网互联规模及新能源发电并网容量持续扩大背景下,系统发电侧面临的有功缺额风险增加,这对电网第三道保护防线低频减载方案在地市电网的执行可靠性提出了更高的要求。针对现有执行方案轮次线路调整方法下执行合格率较低、稳定性较差及时效有限的不足,提出一种考虑配网线路负荷特性的轮次线路调整方法。基于低频减载方案设计执行评价指标,建立执行方案线路调整优化0-1整数规划模型,并加入考虑线路相对全网负荷曲线趋势相似性及线路负荷曲线波动性的诱导函数,实现算法流程设计。基于实际工程案例进行实证分析,证明了所提方法下轮次执行合格率及稳定度、应用时效相对现有方法均更优。通过建立低频减载执行方案评估决策系统,有效提升执行方案管理智能化水平,对地市电网低频减载执行方案的调整优化具有一定的参考意义。     

高频事故下潮流转移性质和调速器状态转移控制

为了缓解500kV电网短路电流增长趋势,建设具有抗灾能力的智能电网,需要采取电源—电网—负荷融合的电网规划设计理念,将大容量机组接入220kV地区电网。为了解决由此而产生的"大机小网"高频稳定问题,文中提出了一种高频稳定控制方法。该方法根据高频事故时孤网潮流转移功率信号对调速器实施状态转移控制,能够使机组调速系统快速和准确地跟随孤网突变,将汽轮机组调速系统高频稳定裕度从当前的9%提高到50%以上,水电机组调速系统的性能也得到大幅提高,控制系统具有分散协调性、坚固性和兼容性,能够使灾害破坏下残余的送端电网具备生命自持的能力。最后,对机组潮流转移功率的性质进行了推导和仿真,并论述了调速器状态转移控制的方法、模型和仿真效果。     

小水电并网对线损影响的分析

具体分析小水电并网对线损的不同影响,以便采取合理的相应措施。分析了并网小水电不发电、小水电并网潮流小于或大于线路负荷、小水电有功出力大于线路负荷且无功出力不足这4种工况下,并网对线损的影响。提出了降低小水电并网造成线损增大的措施,以充分发挥小水电的效益。     

含水电系统的低频减载关键参数优化方法

低频减载是电网的最后一道防线的重要组成部分,针对在水电高占比电网系统中发生大的功率缺额扰动时低频减载装置容易出现过切现象的问题,分析了含水电系统发生功率缺额故障后的频率变化特性,并从水锤效应原理出发,结合电网发生扰动后的频率特性和水锤效应的影响,提出一种适当加大级差的低频减载关键参数的优化方法,最后经过仿真实验证明该方法可以有效应用在水电高占比电网中,减少发生极端功率缺额扰动后的负荷过切现象。     

考虑风电和负荷不确定性的输电网多目标柔性规划

风电大规模集中并网使输电网中电源出力的不确定性显著增强,并且当前考虑风电和负荷不确定性的输电网规划模型大多采用直流潮流,规划结果的准确性有待提高.以交流潮流为基础,构建了考虑风电和负荷不确定性的输电网多目标柔性规划双层模型.上层模型是以建设投资等年值费用、年网损费用和运行效率为目标的输电网多目标规划模型,采用带精英策略...     

考虑时序性和相关性的EVCS在配电网中的最优规划

随着电动汽车的日益增加,电动汽车充电站（EVCS）的规划也迫在眉睫。由于交通流量和车主出行情况具有随机性,导致EVCS充电负荷也具有不确定性,因此EVCS在电网中的电气接入点和容量会影响配电网经济性和安全性。考虑EVCS负荷以及典型分布式能源的时序性和相关性,通过拉丁超立方抽样（LHS）技术生成大量场景并引入边距排序因子改进K-means聚类算法缩减场景,以配电网有功网损最小和电压偏差最小构成的综合评价指标为目标函数构建优化模型,最后利用IEEE33节点系统进行算例分析,得到EVCS的最优接入点及容量。