含分布式光伏的主动配电网电压分布式优化控制

针对高比例分布式光伏接入配电网所带来的电压越限问题,提出一种含分布式光伏的主动配电网电压分布式优化控制策略.根据配电网支路潮流模型和光伏逆变器控制模型,构建以节点电压偏差、光伏削减量和网损最小为目标的主动配电网电压优化控制模型;利用二阶锥松弛技术对所构建的模型进行凸化处理;针对集中式优化控制存在计算复杂度高和信息私密性...     

考虑配电网网损最小化的分布式光伏优化配置研究

光伏电源接入配电网改变了原配电网的潮流特性甚至可能导致潮流反向,对配电网的网损产生较大影响。为使在分布式光伏接入配电网系统时最大化优化配置方式,通过对潮流的影响,将配电网损耗降至最低水平,以推动能源绿色低碳发展,因此,推导了光伏电源接入配电网后网损改变量的具体数学表达式,分析了光伏电源接入位置、容量等典型因素对配电网网损的影响,提出综合考虑各个影响因素以及电网约束条件下的遗传算法模型,使得光伏电源并网时配电网网损最小化,优化了光伏电源配置。通过算例仿真证明在不同因素影响下光伏电源的接入对配电网网损的影响规律的正确性。光伏电源优化配置不仅增强了电网的运行灵活性和稳定性,同时降低了网络损耗,提高了清洁能源的利用率。     

考虑主动管理措施的配电网无功补偿双层优化配置

为了适应未来大量分布式电源(DG)并网及自动化水平显著提高的主动配电网发展,在规划阶段应该考虑主动管理措施,优化系统运行方式。同时,现有的无功补偿规划研究忽略了DG及负荷的不确定性。为此,计及间歇性DG及负荷的不确定性,提出主动配电网无功补偿双层优化配置模型。上层规划以无功补偿电容器的投资成本、网络损耗费用综合最优为目标函数,下层规划在此基础上考虑调节无功补偿容量及调节有载变压器抽头两种主动管理措施,对每个场景进行优化。采用K-均值聚类法对场景进行缩减,结合和声搜索算法和粒子群算法联合求解模型。通过IEEE33节点算例进行仿真计算,验证所提模型和方法的正确性。     

考虑主动管理与需求侧管理的主动配电网分布式光伏最大准入容量计算方法

为了在确保配电网安全、稳定运行的同时,促进配电网分布式光伏消纳,文章提出了一种主动配电网分布式光伏最大准入容量计算方法.以最大化分布式光伏准入容量为目标,计及系统潮流方程、节点电压、支路电流等多个电气约束,采用有载调压、无功补偿、储能充放电、网络重构、负荷削减等主动管理措施和需求侧管理措施,提升了"源荷"不确定性最不利...     

间歇性分布式电源在主动配电网中的优化配置

以分布式风电和光伏为代表的间歇性分布式电源IDG(Intermittent Distributed Generator)得到了快速发展。考虑风速、光照强度和负荷之间的时序相关性,以年碳排放量最小为目标建立了IDG在主动配电网中的多场景优化配置模型。该模型能够计及调节有载调压变压器抽头、切除IDG出力和调节IDG功率因数3种主动管理措施。利用K-means聚类法对场景数量进行缩减并得到每个场景发生的概率。提出采用自适应遗传算法和原对偶内点法相结合的混合求解策略对模型进行求解。IEEE 33节点主动配电网算例仿真结果验证了所提模型与方法的有效性。     

基于鲁棒优化的主动配电网分布式电源优化配置方法

为优化配置作为分布式发电的有效管理平台的主动配电网,针对含分布式发电并网的主动配电网优化配置问题,给出一种基于鲁棒优化理论的优化配置模型。首先,以综合配置成本最小为目标函数,计及功率平衡约束、可控微源运行约束、旋转备用约束等必要约束条件,建立主动配电网优化配置模型。针对模型中的不确定性,采用鲁棒优化框架将分布式光伏和风电区间模型中的不确定变量进行消除,再采用线性对偶理论和拉格朗日求导法将其转化为确定性的优化配置模型。仿真算例表明,主动配电网相比于传统配电网具有更高的运行经济性和可靠性。同时,所建立的模型能够计及风光出力不确定性对配置结果的影响,从而适用于主动配电网优化配置方案制定。     

基于分布式光伏集群协同优化的配电网电压控制策略

随着分布式光伏在配电网中渗透率的增加,负荷与光伏出力波动等原因引起的配电网电压越限问题日益凸出。为此,提出一种基于分布式光伏集群协同优化的配电网电压控制策略。首先,通过电气距离模块度指标对配网进行集群划分;然后,通过无功电压灵敏度矩阵选取各集群的主导节点,并利用集群电压偏差度判定各集群电压状态。危险集群的光伏逆变器采用就地控制模式调压;安全集群的光伏逆变器采用可变功率控制模式。利用集群之间无功电压的灵敏度,将安全集群与危险集群进行协同配合,从而使整个配电网电压运行在安全域内。最后,根据某实际配电网41节点系统的算例证明,基于光伏集群协同优化的配电网电压控制策略,比统一下垂控制和统一功率优化控制的效果更佳,能够有效提升配电网电压质量。     

分布式光伏接入主动配电网电压特性研究

分析了分布式光伏电源接入主动配电网后配电网馈线节点电压变化机理,给出以静态电压限值为约束的接入容量极限,探讨了影响主动配电网静态电压变化的各种因素。运用PSCAD/EMTDC电磁暂态软件搭建分散光伏发电多点接入主动配电网的系统模型。结合仿真算例验证上述分析的正确性,修正了不同线路长度接入容量方案,并提出解决分布式光伏发电和负荷网源不协调工作引起的电压偏差的措施和方案。     

含分布式光伏的主动配电网供电能力自适应优化研究

为实现电网供电能力最大化,提出含分布式光伏的主动配电网供电能力自适应优化方法。构建配电网供电能力相关指标评估模型,建立最大年消纳能力计算模型,同时构建供电能力评价模型,获取实时供电能力效果;依据配电网供电的相关参数,构建配电网线路规划模型并求解,得到最大供应能力,实现主动配电网供电能力自适应优化。实验结果表明：在场景1和场景2中,所提方法得到了不同的配电网开关设备配置方案,最大供电量稳定在63 MW和80 MW,能够提升至少25%的供电能力;经过线路规划后,变电站建设数量大幅度减少,最多为5个,使投资成本减少43%以上。     

含分布式光伏的配电网模型预测控制优化方法

分布式光伏的高渗透率和不确定性对节点电压和潮流分布产生了较大影响,给配电网的安全运行带来了新的挑战,如何对含分布式光伏的配电网进行有效准确的优化控制是亟须解决的问题。为此,文中提出一种含分布式光伏的配电网模型预测控制优化方法,以减小节点电压偏差和网络损耗为目标,基于模型预测控制方法不断更新预测信息并构建优化模型,对分布式光伏和储能设备进行滚动优化控制。采用修改的IEEE 33节点系统作为算例进行验证,仿真结果表明配电网的节点电压偏差和网络损耗得到了有效降低,优化效果相较于日前优化方法更贴近实际结果。基于模型预测控制,所提方法有助于配电网在分布式光伏接入下安全运行,且能减小控制方案与实际情况的偏差。     

计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法

针对高渗透率分布式光伏发电并网造成主动配电网原有保护无法适应的问题,提出计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法。根据分布式光伏发电低电压穿越控制策略对其故障特性的影响,定性分析了光伏发电故障电流与并网点电压的相位关系,推导主动配电网各馈线电流正序故障分量特征,结合电压信息,提出基于母线故障前电压正序分量与各馈线正序电流故障分量相位比较的保护方法。最后利用PSCAD建立主动配电网系统模型,对所提方法进行仿真算例分析,结果表明该方法正确、有效。     

计及调频备用效益的主动配电网分层分布式协调优化调度

含高比例新能源新型电网的建设发展对调频辅助服务提出了更高的需求。针对这一问题,提出了一种计及调频备用效益的主动配电网分层分布式协调优化调度方法,在满足配电网运行经济性最优的同时,为输电网提供调频备用容量。建立分层分布式调度架构,协调调度层和集群自治层均采用分布式拓扑结构,各智能体与邻近智能体相互通信并完成个体计算任务;以灵活性特征表征分布式能源响应调频辅助服务请求的能力,构建两者集合之间映射的对应法则;建立协调优化调度模型,采用一致性算法求解得到最优功率方案和共识价格,并获得集群备用容量。通过算例仿真验证所提计及调频备用效益的协调优化调度方法的有效性,并结合典型通信故障场景分析分层分布式算法的鲁棒性。     

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...     

主动配电系统中分布式电源和储能系统的优化配置

针对多类型分布式电源和储能系统在主动配电系统中的接入位置及容量问题,建立了综合主动配电系统的经济成本、电压质量以及CO_2排放量三个方面的多目标优化配置模型。对传统的NSGA-Ⅱ算法进行了改进,在初始种群中引入反向学习机制,并以一定比例选择种群中的支配个体,以增加种群的多样性和提高算法的搜索能力,然后基于权重系数调节方法帕累托最优解集中确定最优解。最后,利用IEEE-33配电系统算例验证了所提出模型和算法的正确性和可行性。     

考虑时序特性含电动汽车配电网分布式电源优化配置

由于电动汽车负荷是一个综合性的影响因素复杂的时空负荷,因此在配电网分布式电源规划的时候需要对电动汽车负荷的时空特性加以考虑。基于电动汽车时空特性与分布式电源的时序特性,建立包含可入网电动汽车、分布式电源以及储能装置的配电网分布式电源优化模型。以配电网年度总成本为优化目标,利用蒙特卡洛模拟得到时空特性的电动汽车负荷,依据协调控制策略,采用引入变异和交叉操作的混合粒子群算法对建立的模型进行优化求解。最后通过某实际地区进行算例分析,验证了所建立模型的正确性以及求解方法的有效性。     

改善低压农网电压质量的分布式光伏电源优化配置方法

为解决低压农网电压偏低问题,提出一种改善电压质量的利用遗传算法优化分布式光伏电源配置的方法。首先建立树状型结构电网的网基邻接表,推导出各个节点所带总负荷,得到光伏接入前后的各节点电压计算方法。然后建立以分布式光伏电源容量配置最小、电网节点电压偏差最小为目标的目标函数和考虑电压偏差范围、配置容量限制的约束条件。最后构建基于遗传算法的分布式光伏电源优化配置方法,并通过实际算例进行验证分析。仿真结果表明,该方法在不改变电网架构和增加补偿设备的情况下,通过合理配置光伏电源能有效改善电网各节点的电压偏差。     

主动配电网中考虑空间与时间相关性的分布式光伏并网规划

在考虑光伏出力空间与时间相关性的基础上,利用机会约束规划方法建立了主动配电网下计及光伏总费用、电网运行成本、主动管理费用的多目标分布式光伏并网规划模型。首先建立不同类型光伏出力的空间与时序概率模型,并引入随机变量。当光伏出力为空间概率模型时,利用等概率转换原则与Cholesky分解技术处理随机变量在空间上的相关性;当光伏出力为时序概率模型时,利用舍选抽样法处理随机变量在时间上的相关性并形成样本矩阵。最后在求解模型时采用一种随机模拟技术与基于粒子群算法的布谷鸟算法(CAPSO)相结合的混合智能算法进行求解。选取IEEE33系统进行算例分析,仿真结果表明,该模型提高了分布式电源并网渗透率,同时降低了主动配电网规划过程中的综合经济成本。     

Optimal allocation of wind turbine generator in active distribution network

Nowadays, more and more wind turbine generators (WTGs ) are being integrated into power systems. In this paper, an optimal WTG allocation model with the objective of minimizing the annual cost is proposed. The model can take into account the time‐sequential correlation between the wind speed and load demand, as well as four kinds of active management measures, i.e. regulating the on‐load tap changer of the transformer, curtailing the output power of WTG , regulating the power factor of WTG , and managing the demand side. The time‐sequential correlation is handled by the joint probability distribution method. A hybrid solving strategy combining the fuzzy adaptive particle swarm optimization algorithm and primal‐dual interior point method is developed to get the optimal solutions. Case studies carried out on the IEEE 33‐bus active distribution network verify the feasibility of the developed model and the high efficiency of the proposed solving strategy. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.