考虑不确定性和多主体博弈的增量配电网源网荷协同规划方法

在对增量配电网进行规划时,如何根据不同利益主体的市场行为获取最优的决策方案是目前亟需解决的重要问题。针对该问题,该文通过引入虚拟博弈者"大自然",实现了博弈理论和鲁棒优化的深度融合,提出一种考虑不确定性和多主体博弈的增量配电网源网荷协同规划方法。首先,分别构建DG投资运营商、配电网投资运营商和电力用户不同利益主体的规划决策模型;然后根据三者的传递关系分析分布式电源(distributed generation,DG)投资运营商和配电网投资运营商之间的静态博弈行为;同时采用鲁棒优化处理DG出力的不确定性,并引入虚拟博弈者"大自然",研究其与配电网投资运营商之间的动态博弈行为;在此基础上提出动–静态联合博弈规划模型,最后结合迭代搜索算法和极大极小值法对上述模型进行求解。仿真结果验证了文中方法的正确性和有效性。     

市场环境下计及多主体收益的分布式电源优化配置和定价决策方法

伴随着市场化的进程,分布式电源(distributed generation,DG)业主和配网运营商将分化为2个不同的利益主体,这使得DG优化配置问题由传统的优化问题向多主体博弈问题转变。而在电价管制逐渐放开的背景下,价格和利益信号将成为引导博弈双方优化决策的主要途径。将市场环境下DG业主和配电网运营商的博弈问题整合为一个双层规划问题,将下层问题中的二阶变量线性化之后,利用强对偶原理将双层规划问题整合为一个单层混合整数非线性优化问题(mixed integer non-linear programming,MINLP),并运用改进PSO算法进行求解,得到系统的合同电价和分布式电源选址情况。算例表明,相较于现行的标杆电价,所建模型优化得到的系统合同电价能够同时提升DG业主和配电网运营商的经济效益;同时,市场化的定价能够有效引导分布式电源的规划配置和系统的购电和运行,获得较之当前更优的决策方案和综合效益。     

主动配电网源网荷协同规划方法

为提高主动配电网消纳新能源能力，提出主动配电网源网荷协同规划方法。首先，分析分布式电源投资运营商和配电网投资运营商两方效益，以效益最大化为目标构建多目标协同规划模型；然后，通过综合定权法将多目标转换为单目标；最后，利用博弈理论求解协同规划模型。结果表明，设计方法协同规划后，配电网的新能源利用率最高可达97.15%,且迭代次数少、收敛速度快，协同规划的总成本低、效率高。设计方法能够改进主动配电网的新能源消纳能力，对于配电网规划具有一定的参考价值。     

一种基于协同进化算法的配电网重构和分布式电源注入功率综合优化方案

指出在配电网优化中必需考虑到分布式电源接入的影响.将DG注入功率作为优化变量,加入配电网重构优化的过程,提出了一种基于协同进化算法的配电网重构和分布式电源注入功率综合优化方案——将综合优化问题分解为各变量优化的子问题,采用协同进化的思想处理各个子问题;针对不同优化变量,设计了不同的编码方式,有助于寻求符合各自特点的进化...     

基于分布式模型预测控制的含分布式储能有源配电网动态电压控制

针对大规模分布式电源(distributed generator,DG)接入配电网造成的电压越限问题,提出一种基于分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)的含分布式储能有源配电网动态电压控制方法,协调配电网中大量分布式光伏(Photovoltaic,PV)...     

市场环境下考虑各利益主体博弈的分布式电源双层规划方法

市场环境下,随着分布式电源(DG)的广泛接入,DG运营商成为配电网中新增的利益主体。当DG运营商在进行DG规划时,如何根据配电公司可能的投资行为采取最优的决策方案是目前亟须解决的重要问题。针对该问题,提出了一个考虑DG运营商和配电公司不同利益需求的双层规划模型,该模型的上层为DG运营商的DG选址定容规划,下层是对配电公司无功电容器选址定容规划和购电策略制定的预测,并研究了DG规划与无功电容器规划之间的相互关系。此外,文中还提出了主动管理费用(AMF)的概念,并分析了其对DG和无功电容器的规划结果以及各个利益主体的目标所产生的影响。通过Levy飞行杜鹃搜索(LFCS)算法对上述模型进行求解计算,算例分析结果表明所述模型可以反映双方的利益博弈关系,合理制定AMF可以促进DG的消纳。     

考虑分布式电源调峰的配电网规划

基于最大负荷的传统配电网规划方法往往需要投入大量资金建设配电网架,带来较大投资风险,并且供配电设备得不到充分利用。对此提出引入分布式电源（DG）调峰的配电网规划方法。该方法从供电公司的角度,以线路投资、网络损耗和DG投资以及DG调峰所增加的附加费用之和最小为目标,规划未来配电网络。文中充分利用配电网正常运行时呈放射状的网络结构特点,提出一种操作简单的启发式方法确定DG的位置和容量,以消除配电网架在最大负荷水平下的支路过载。此外,还讨论了不同类型DG对网架规划方案的影响。算例分析结果验证了所提出的方法的可行性和有效性。     

基于主从博弈的配电网源网协调扩展规划

由社会资本投资的大量分布式电源(Distribution Generation, DG)接入配电网势必对配电网稳定与经济运行带来诸多挑战。为了对DG进行合理规划,以我国电力改革的实际情况为背景,从配电公司(Distribution System Company,DISCO)和分布式电源运营商(Distributed Generation Owners,DGOs)的利益角度出发,构建基于主从博弈的DISCO配电网扩展规划的双层优化模型。上层决策以DISCO的成本最小化为目标,综合考虑各年配电网运行约束和DG渗透率约束;而下层决策则由多个DGO的子优化问题组成,以各DGO的收益最大作为优化目标,计及各年并网容量约束。然后,采用粒子群算法求解该双层优化模型,得到以年为单位的最有配电网扩展规划方案。最后,基于IEEE-33节点系统进行仿真实验,验证了所提模型的有效性与先进性。     

基于场景法的有源配电网动态无功优化

随着分布式电源(distributed generation,DG)大量接入,配电网动态无功优化调度难度增加,现有方法存在不足,为此提出一种基于场景法的有源配电网动态无功优化方法.首先运用场景法描述DG出力的不确定性,采用Weibull分布和Beta分布分别构建风速和光照强度模型,通过DG出力公式,将随机问题转换为确定...     

基于主从博弈的主动配电网分布式电源与独立储能协同规划方法

为进行电力市场改革背景下的分布式电源(DG)与独立储能的合理规划,以分布式电源运营商(DGO)和独立储能运营商(IESO)为投资主体,分别对配电网中DG和独立储能的安装容量进行决策,以DGO为主导者、IESO为跟从者构建主从博弈双层规划模型。针对独立储能制定了消纳新能源出力与电池余量套利相结合的运行策略,并引入交易电价,使DGO利用弃风弃光部分与IESO开展交易。采用标准粒子群算法与数学优化方法相结合的方式求解模型,通过IEEE 33节点配电系统仿真分析表明,所提出的规划方法可有效提高规划的经济性,有利于储能的市场化发展,同时可提高DG渗透率,减小弃风弃光率。     

内嵌需求响应与优化运行策略的主动配电系统源网协同规划

针对主动配电系统的分布式电源与网络结构协同规划过程中难以同时考虑它们在运行环节交互作用的问题,提出了一种考虑多主体利益均衡及规划运行交替优化的数学模型和求解算法。首先,建立了分别以分布式电源和配电网各自成本效益最优为目标并内嵌需求响应与运行策略的3层优化框架及数学模型;其次,提出了基于拓扑等效原则的网络结构简化方法,并结合网架生成过程中拓扑结构变化特征的深入分析,提出了基于破圈法的单联络网络快速生成方法,制定了与之相结合的粒子群优化算法的编/解码方案;再次,基于网供负荷特性和用户需求响应意愿,提出了有源配电网动态分时电价优化方法及运行策略,并建立了内嵌精细化运行的源网协同规划求解流程;最后,通过算例验证了所述方法的合理性和有效性。     

基于随机潮流的含电动汽车配电网内分布式电源规划

随着分布式电源(DG)和电动汽车的大量发展,对接入配电网的电动汽车与DG进行协同研究具有重要意义。文中以协调配电公司、DG投资商和公共社会三者之间利益为出发点,综合考虑了配电公司的运行费用、DG投资商的投资费用,以及DG的环境效益和电动汽车入网(V2G)所节省的电网投资等社会效益,建立了基于机会约束规划的含V2G配电网中DG优化规划的数学模型,采用基于混合编码的改进自适应遗传算法对该模型进行了求解。在优化计算过程中充分考虑了负荷预测值的不确定性、风电源的输出功率的随机性以及电动汽车充放电功率的不确定性,提出了电动汽车充放电对系统最大功率影响的数学模型,并采用基于半不变量法的随机潮流算法对规划模型中的约束条件进行了检验。最后,以某实际配电网系统为仿真算例,在不同置信水平约束下对该系统内DG分别进行了优化规划,验证了文中所建数学模型及相应求解算法的有效性。     

考虑多种分布式电源及其随机特性的配电网多目标扩展规划

为了增强新建配电网环网转供能力,提高供电可靠性,同时减小投资和运行维护成本,提出了一种分布式电源(DG)选址定容和多供电途径的网状新建配电网协调规划方法。该方法建立了考虑经济性、可靠性和稳定性的多目标优化模型,优化求解采用两层嵌套的粒子群算法。在规划中考虑了风电、光伏、燃气轮机、储能电池4种DG的选址和定容。针对输出功率不确定的DG,建立了概率模型,利用多状态系统理论,将随机性问题转化为确定性问题。最后以某开发区的实际配电系统为例,验证了所提模型和方法的合理性。     

Distribution planning with reliability options for distributed generation

The promotion of electricity generation from renewable energy sources (RES) and combined heat and power (CHP) has resulted in increasing penetration levels of distributed generation (DG). However, large-scale connection of DG involves profound changes in the operation and planning of electricity distribution networks. Distribution System Operators (DSOs) play a key role since these agents have to provide flexibility to their networks in order to integrate DG. Article 14.7 of EU Electricity Directive states that DSOs should consider DG as an alternative to new network investments. This is a challenging task, particularly under the current regulatory framework where DSOs must be legally and functionally unbundled from other activities in the electricity sector. This paper proposes a market mechanism, referred to as reliability options for distributed generation (RODG), which provides DSOs with an alternative to the investment in new distribution facilities. The mechanism proposed allocates the firm capacity required to DG embedded in the distribution network through a competitive auction. Additionally, RODG make DG partly responsible for reliability and provide DG with incentives for a more efficient operation taking into account the network conditions.     

考虑不同负荷水平下DG定容选址的配电网协调规划研究

针对多种负荷水平下,分布式电源(DG)接入配电网带来的随机性问题以及无法兼顾DG容量与选址的协调规划问题,本文构建了一种考虑不同负荷水平与DG定容选址的配电网协调规划模型,可对配电网网架进行重新构建的同时,综合考虑DG容量与配置位置的规划,以获得最小的有功网损与最大的电压支撑效果。该规划模型首先对风电接入配电网的随机特性构建数学概率模型,然后将配电网开关组合与各个DG的容量、配置位置同时作为变量引入烟花优化算法求解,最后在不同风电场景与负荷水平下得到最优规划结果。美国PEG69节点系统的算例仿真结果表明该模型不仅可以满足配电网辐射状与稳定运行的约束,在与仅引入DG容量和仅引入DG位置规划的对比中,验证了容量位置协调规划在配电网经济运行方面的优越性。     

考虑分布式发电的配电网规划问题的研究

考虑了配电网扩展规划条件下新增负荷节点的情况,根据新增负荷总量确定待建分布式电源的总容量,在分布式电源个数、位置和单个电源容量均不确定的情况下,以网络建设成本与运行费用为目标函数,建立了包含DG的配电网规划的多智能体遗传模型。应用多智能体遗传算法对分布式电源的位置、容量及配电网网架进行了整体优化。通过设计多智能体的竞争行为和自学习行为增加目标函数值寻求最优解,实现了全局收敛,提高了收敛速度。     

基于耐受渗透比的10 kV配电网分布式电源规划

针对目前分布式电源(DG)规划方法建模求解复杂的问题,提出配电网DG耐受渗透比的概念。分析了配电网特征参数对耐受渗透比的影响,并提出了一种基于耐受渗透比的10 kV配电网DG规划方法。首先根据10 kV配电线路的电气特征进行分类。然后建立各类线路的基态线路模型。其次在同类线路的特征参数范围内,取极端情况通过基态线路模型进行计算,得到10 kV配电线路的耐受渗透比。最终形成各类线路耐受渗透比推荐表,指导配电网的分布式电源规划。算例结果验证了该方法的有效性和正确性。     

考虑分布式电源的配电网优化规划

分布式电源（DG）的发展给配电网络规划带来了新的挑战。考虑负荷增长,从供电公司的角度,以DG接入投资、线路投资以及电网有功损耗最小为目标函数,建立了配电网节能减损的规划模型,充分利用配电网正常运行呈辐射状网络的特点,采用启发式方法对含DG的配电网进行规划,通过模糊评估算法分析了DG接入对配电网运行带来的影响,进而引入协调系数,对目标函数进行优化。算例计算结果验证了所提出的模型和算法的有效性。     

考虑分布式电源接入的区域配电网规划投资决策方法

分布式电源（distributed generation, DG）作为可再生能源的重要发电方式,在配电网中的应用越来越广泛。针对配电网投资结构与投资效益方面存在较大的不确定性问题,提出一种考虑分布式电源的区域配电网投资决策方法。首先,在分布式电源对配电网的影响分析的基础上,给出配电网投资效益的关联关系解析方法,并引入配电网建设改造措施、受影响运行参数、投资效益指标等中间变量,将投资与效益进行关联。然后,以配电网综合效益最优为目标,提出配电网规划投资决策方法,并给出主要流程和关键步骤。最后,以中国北方某省所属不同供电区域为例进行分析,验证所提方法的有效性。     

一种求解配电网多阶段规划的改进遗传膜算法*

对于中长期的配电网规划问题,为动态地考虑负荷在规划水平年内的变化情况和DG的大量接入,采用多阶段方法对含DG的配电网进行DG的选址定容和网架的扩展规划。结合电力系统全寿命周期管理理论,建立了以全寿命周期成本现值和最小为目标函数的配电网多阶段规划模型。针对上述模型求解的复杂性,提出了一种基于膜间交流重组、反余切-指数自适应交叉换位以及反正切-指数自适应变异改写等进化规则的改进遗传膜算法。采用有向图的邻接矩阵表示方法进行解对象编码,使得优化过程中无需解码,并提出一种通过操作节点入度来快速产生可行初始解和一次性修复所有不可行情况(即孤点、孤链和环)的方法。IEEE 54节点算例结果表明改进遗传膜算法具有收敛速度快、全局搜索能力强以及稳定性好等优点。