含有电力弹簧的主动配电网优化运行

电力弹簧作为一种新型负荷侧调节设备,与具有宽电压范围的非关键负载串联形成智能负载,自动调节用电量与发电量匹配,以实现配电网运行优化。研究了含有电力弹簧的主动配电网最优潮流模型,提出了一种基于果蝇优化算法的智能负载优化方法,松弛法被用于推导最优潮流的二阶锥规划公式。结果表明,智能负载的主动调节可以优化配电网电压水平,降低有功网损,降低配电网的运行成本。所提多目标优化模型在一个改进的IEEE-33节点模型中求解,仿真结果验证了其正确性和有效性。     

基于一致性理论的主动配电网分层分区经济性协调控制研究

主动配电网分区协调控制兼顾区域间的全局协调和各区域的内部优化控制,而传统全局协调方法可靠性原则主导下不平衡功率分配方法以及集中优化方式,不能满足当前经济性主导的主动配电网运行要求。为此提出一种基于一致性理论的主动配电网分层分区经济性协调控制方法。采用双层多智能体系统实现区域间的协调与各区域的内部优化控制,将各级智能体视为等效电源,通过发电成本微增率一致性控制以实现整体经济性最优;同级相邻智能体间信息交互,优化与控制过程均在智能体本地进行,各智能体优化所需计算量少并能够根据配电网变化快速调节自身运行状态。采用IEEE 33节点系统的主动配电网算例进行仿真,验证了算法在维持主馈线出口功率基本不变情况下能够适应配电网网络变化,并快速调节各可调单元成本微增率到一致,满足所提控制需求,对未来主动配电网的研究具有借鉴意义。     

基于自由熵理论和智能场景匹配的 配电网无功优化

无功优化对保障电力系统安全、经济运行具有重要的意义。提出了一种基于自由熵理论和智能场景匹配的配电网无功优化方法。介绍了适用于配电网场景匹配和无功优化的自由熵指标的构建方法,基于自由熵指标进行智能场景匹配,从历史数据库中快速找出与待优化时刻最为接近的场景,并将其对应的控制方案作为待优化时刻的无功优化方案,以减小有功网损和节点电压偏移。最后,采用Matlab+Open DSS建立了IEEE37节点的主动配电网仿真模型,并增加了光伏/风电分布式发电和电动汽车等随机负荷模型,算例结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

智能配电网全寿命周期低碳仿真与评估研究

在电力系统低碳化背景下,分析比较智能配电网中分布式发电、储能电站、电动汽车充电桩接入对智能配电网碳排放的影响。研究考虑分布式发电、储能电站、电动汽车充电桩接入的智能配电网全寿命周期碳排放机理,建立其接入智能配电网的碳排放模型。结合碳排放流理论,提出智能配电网全寿命周期低碳仿真方法,说明智能配电网运行阶段碳排放占全寿命周期碳排放的主要部分。仿真分析了分布式发电、储能电站、电动汽车充电桩单独接入和共同接入配电网对运行阶段碳排放的影响,并针对智能配电网低碳运行方式提出建议。以IEEE33节点配电系统验证了方法的有效性和合理性。     

低压配电网拓扑异动自适应识别与校验

低压配电网拓扑信息对配电网安全运行、故障定位、线损分析等至关重要,但低压配电网拓扑因管理和运行的原因,低压配电网接线图与现场实际拓扑连接存在较大差异,因此有必要研究配电网拓扑异动的自适应识别。基于配电网节点采集电能时序数据,采用主成分分析与凸优化结合算法进行降维分析,通过提取主要特征,将拓扑识别问题转化为凸优化求解回归矩阵,进而识别出低压配电网拓扑结构。利用实际配电网中智能电表获取的电能量测数据及MATLAB随机生成5层31节点网络数据集,对所提方法进行算例验证,结果表明所提优化算法相比传统方法具有较高的识别速度及正确率。     

考虑可靠性收益的配电网智能软开关规划方法

智能软开关(SOP)具有较强的潮流控制能力,在配电网正常运行场景下和故障环境中均能有效发挥作用,在规划层面应兼顾其对于配电网供电可靠性与运行经济性提升所带来的综合收益。文中综合考虑了SOP接入对配电网供电可靠性和运行经济性的影响,建立了智能软开关规划模型;采用快速搜索和发现密度峰聚类方法对年负荷数据进行聚类,生成配电网典型运行场景以计算其对运行经济性的提升收益;采用基于关联约束的支路故障率计算方法,考虑线路电流负载率、节点电压以及线路长度对支路故障率的影响,生成动态预想故障集以计算供电可靠性收益;采用模拟退火与二阶锥规划相结合的混合算法对上述规划模型进行求解,最后,在PGE 69节点算例上验证了所提规划模型的有效性。结果表明,面向配电网可靠性与经济性的SOP规划方法能够有效降低配电网综合成本,实现投资效益的最大化。     

考虑源荷储匹配的配电网集群划分与优化运行

随着分布式能源大规模分散接入配电网,集中式配电网运行控制模式难以满足广泛感知、弹性可控、协调运行的需求。基于“群内自治、群间协调”的集群控制方式可以降低配电网运行控制的难度,集群划分是实现配电网分散式优化运行的关键。为此,提出一种考虑源荷储匹配的配电网集群划分方法,考虑集群内节点间功率互补特性,结合基于电气距离的模块度指标,建立兼顾集群结构性和源荷储资源匹配性的综合性能指标,实现集群的划分。针对风光出力的不确定性,将可再生能源出力偏离预测值视为一种扰动状态,构建两阶段配电网概率优化调度模型,采用同步交替方向乘子法(synchronous alternating direction method of multipliers, SADMM)进行集群优化调度。最后,以改进的IEEE 33节点系统进行算例分析,验证了所提配电网集群划分方法和分散式优化运行策略的有效性与可行性。     

一种智能配电网安全运行控制方法

分布式电源(DGs)高渗透率接入,将改变配电网结构及潮流分布,需要对传统电压与负载率的控制方法进行改进。本文通过分析分布式电源接入后对配电网电压及负载率的影响,提出了一种基于灵敏度分析的多阶段决策的节点电压与线路负载率实时控制方法,有机融合了调节分布式电源出力、调节无功补偿装置、网络重构以及切负荷等控制手段,各阶段根据指标函数值判断是否执行。以改进IEEE 33节点系统作为算例,仿真一天内负荷及分布式电源出力的变化,对于节点电压与线路负载率越过限值时刻给出相应的控制措施,结果验证了本文方法的正确性。     

农网智能配电设备及管理系统研究

农网智能配电设备及管理系统是实现配电网运行监视和控制的自动化系统。系统通过GPRS等通信方式实时采集配电网关键节点的电网信息和功率因数,以配电自动化、无功优化和低电压治理为核心处理功能,实现对配电网的实时监测分析和运行优化。系统各项性能指标均满足相关规范及标准的要求,可为农网智能化建设提供参考。     

基于随机矩阵和历史场景匹配的配电网无功优化

配电网的无功优化是保证配电网供电可靠、经济运行的一项重要工作。将大数据理论引入配电网无功优化,提出一种基于随机矩阵的无功优化方法,它不依赖于配电网的模型和参数,直接利用配电网在运行过程中产生的运行大数据以及当地的环境数据构造7种高维随机矩阵,提取57种特征指标,再应用主成分分析法对这些特征指标进行降维处理,然后匹配历史数据库中已有的场景,快速找到特征指标与当前系统最相近的场景,直接采用匹配场景的控制策略作为当前系统的无功优化控制策略,以减小有功网损和节点电压偏移。最后,在改造的IEEE-37节点配电网仿真模型上进行算例验证,其中增加了光伏/风电等分布式发电和电动汽车充电站等随机负荷模型。结果表明,方法可有效地对配电网进行无功优化,摆脱了配电网模型的限制,可快速做出控制决策。     

基于安全域的智能配电网安全高效运行模式

提出了智能电网背景下一种基于安全域的配电网安全高效运行新模式。首先,分析了配电网最大供电能力(TSC)理论和配电系统安全域(DSSR)理论对未来配电网的影响。TSC理论能在满足N-1安全下提升负载率,DSSR理论使配电网实时安全性分析成为可能。其次,给出了配电网的安全防御体系,描述了各种安全状态和安全控制。然后,应用TSC和DSSR理论丰富了自愈控制功能,提出了以安全高效运行为目标的配电网实时监测、预警、预防、预测及优化控制的功能框架。此外还比较了基于安全域的运行新模式与配电自动化以及输电安全运行模式的区别和联系。最后,通过具有一定规模的实际中压配电网算例进行了验证,数据表明在该自愈控制体系下智能配电网能主动进行预防和预测控制并安全高效运行。     

基于配网重构的在役低压配电变压器寿命优化

针对目前低压配电变压器寿命优化目标单一等问题,提出了基于配网重构的在役低压配电变压器寿命优化策略。分析负载率对配电变压器寿命损失的影响;用综合运行成本评估电网可靠性和经济性,用负载均衡度评估变压器负载均衡性;比较变压器实时负载率和上限阈值,建立配电网正常和越限状态下的优化目标函数;求解变压器的负载率情况,调节开关状态,使配电网中在役变压器寿命损失达到最小。某地10 kV配电网实例分析表明:采用文中模型优化该配电网运行方式后,在运行周期内,配电网的综合运行成本和负载均衡度均达到最优值;配电变压器相对寿命平均增加了27.233 5 d,延缓了配电网中在役变压器的绝缘老化,达到了在役低压配电变压器寿命优化的目的。     

含柔性多状态开关的配电网分布式自适应控制EI北大核心CSCD

柔性多状态开关是一种具有潮流互济和电压支撑功能的新型电力电子装置。考虑到未来配电系统的较强随机性、快速变化性以及对主动优化和响应时间的需求,针对含柔性多状态开关的配电网,需要对分布式自适应控制技术进行研究。该文提出基于多智能体系统的分布式自适应控制基本思路,构建含柔性多状态开关的配电网控制总体架构;提出基于考虑约束条件的改进离散一致性算法和无模型自适应控制理论的控制策略,实现馈线负载率和电压的分布式自适应控制;通过改进的33节点配电网,验证了该方法的有效性,并进一步比较分析了控制效果以及控制策略的适用性。     

含柔性多状态开关的配电网分布式自适应控制

柔性多状态开关是一种具有潮流互济和电压支撑功能的新型电力电子装置。考虑到未来配电系统的较强随机性、快速变化性以及对主动优化和响应时间的需求,针对含柔性多状态开关的配电网,需要对分布式自适应控制技术进行研究。该文提出基于多智能体系统的分布式自适应控制基本思路,构建含柔性多状态开关的配电网控制总体架构;提出基于考虑约束条件的改进离散一致性算法和无模型自适应控制理论的控制策略,实现馈线负载率和电压的分布式自适应控制;通过改进的33节点配电网,验证了该方法的有效性,并进一步比较分析了控制效果以及控制策略的适用性。     

基于弃光率优化的配电网电压控制方法研究

目前通常采用光伏退出运行的方法缓解高渗透率光伏发电接入造成的配电网电压越限风险,但这将严重影响光伏电源的经济性。本文提出一种弃光率优化的配电网电压控制方法,以配电网节点电压综合偏差及光伏电源经济损失最小为目标,考虑节点电压和光伏出力等约束条件,建立弃光率优化模型,采用带非线性惯性权重及异步变化学习因子的改进粒子群算法进行模型求解,分析了不同目标权重对优化结果的影响。通过仿真算例验证了本文方法的正确性和有效性。     

基于智能软开关的主动配电网电压模型预测控制优化方法

配电网分布式电源出力与负荷功率具有强波动性与随机性,使得电压越限与异常问题频发且越发严重。该文提出一种基于智能软开关的主动配电网电压模型预测控制优化方法,仅利用智能软开关两端节点电气信息,以长时间尺度优化结果为基础,建立基于灵敏度的配电网电压与线损预测模型,以节点电压偏差与配电网损耗最小为目标,通过滚动优化超前调控节点间的交换功率,并根据控制误差对预测模型进行反馈校正,完成对配电网电压的快速、实时优化控制,有效解决了已有电压调控方式依赖全局信息且难以应对节点功率快速波动的难题。分别以IEEE33节点与实际配电网为算例,验证了该文所提方法的有效性、可靠性和经济性,可为构建新能源为主体的新型配电网提供技术参考。     

新能源及分布式电源接入浙江配电网适应性研究

为保障新能源及分布式电源与配电网的协调发展,促进浙江省新能源及分布式电源的快速发展,实现能源战略调整,转变电力发展方式,从电源类型、电压等级、城农网等不同纬度考虑,选取典型电网作为研究对象进行分析。从可靠性、负载率、短路电流、电能质量4个方面进行配电网的适应性研究,对比分析了电源接入前后电网运行状态的变化,并对配电网规划建设及运行提出建议。     

基于相关分析匹配度的配电网故障定位

配电网结构愈来愈复杂,传统故障定位算法存在局限性。文中提出一种适用于复杂配电网的故障定位方法,该方法根据故障时系统电压暂降特性,利用电能质量监测器采集到的信息,通过相关分析匹配度对配电网故障进行定位。IEEE 37节点及IEEE 13节点系统仿真表明,所述方法可有效防止误判。通过设置不同的负荷模型、过渡电阻、配变负载,对算法鲁棒性进行了验证并分析其抗差性,结果表明所述方法具备较好的鲁棒性与抗差性。     

考虑运行灵活性的智能配电网多层优化规划

摘 要：分布式电源及需求侧响应等灵活性资源的快速发展给配电网运行控制方式带来了重大变化,而传统的配电网规划中未考虑到这些灵活性资源在削峰填谷、灵活转供等方面的积极作用。文章综合考虑运行控制手段和需求侧管理等灵活性资源对配电网规划方案的影响,提出考虑运行灵活性、以综合成本最小为目标的智能配电网优化规划模型,并结合微分进化算法、Voronoi和Prim算法提出了基于多层优化技术的规划模型求解方法及流程,最后针对典型供电区域进行算例验证,结果表明考虑运行灵活性的智能配电网规划方法相比传统规划方法经济性得到显著提升,并为智能配电网的规划建设提供新的思路。     

考虑电动汽车充电负荷的配电网运行风险控制与优化

针对大规模充电负荷接入导致配电网运行风险增大,需要控制和优化的问题,采用加权分布熵为指标来评估配电网的运行风险,基于此提出了配电网接纳电动汽车极限辆数的评估方法,并由此建立了各节点接纳能力评估模型;基于优化潮流分布的原理,提出了通过网络重构和闭环运行来改善配电网运行风险的方法;根据节点脆弱程度提出了充电负荷接入节点优化方法来改善配电网的运行风险。仿真算例分析了配电网接纳电动汽车的极限辆数,并研究了网络重构、闭环运行和充电负荷接入节点优化对配电网运行风险的改善效果。仿真结果表明,该方法优化效果明显,可为控制和改善配电网运行风险提供参考。