分布式风电源与配网联络线协调规划

为了充分利用风能,提高分布式风电源在配电网规划中的经济性和可靠性,提出一种分布式风电源(DWG)和联络线协调规划的方法。先通过分析DWG和联络线之间位置不同对供电可靠性的影响,提出了考虑DWG和联络线影响的事故负荷损耗指标 (CLLI)评估算法。在此基础上建立分布式风电源和联络线投资综合最小、网损最小以及供电可靠性最佳的多目标规划模型,应用非劣排序遗传算法优化得到分布式风电源的位置、容量和联络线的位置。IEEE33算例结果表明,该方法能得到合理的分布式风电源位置容量与联络线位置方案。     

基于分布式模型预测的高比例风电系统多源协同负荷频率控制策略

随着风电逐步替代传统电源,系统频率调整能力恶化,风电主动参与互联系统负荷频率控制(load frequency control,LFC)是改善系统频率特性的新途径。针对该背景,基于分布式模型预测控制,综合考虑互联系统内传统机组、风电机组和储能电站等调频资源及其响应特性,提出一种适应于高风电渗透率的互联系统多源协同LFC策略。首先,分析不同风速对风电机组调频特性的影响,提出一种计及风速变化的风电机组多风速段功率响应模型;其次,构建传统机组、风电机组和储能电站协同参与互联系统LFC模型,兼顾各机组频率响应约束,以互联系统区域控制偏差信号和自动发电成本的加权函数为目标,构建区域信息互动的分布式模型预测控制器;最后,为实现互联系统负荷频率全局最优控制,各控制器结合己区域及其他区域机组运行状态,在线求解所有机组的功率参考值。仿真结果表明：所提策略有效降低了系统频率和联络线功率波动的幅度,实现了各机组之间的最优功率分配,并降低了系统自动发电成本。     

大规模风电接入输电网的源网联合规划

随着电网中风电比重的不断提高,电网有限的输电能力造成的输电阻塞和弃风现象严重制约了风电的消纳。为提高风电的消纳能力,同时考虑电源和电网规划运行,以系统建设运行成本与弃风水平最小化为目标建立源网联合规划双层模型:外层-源网规划模型主要关注长时间尺度的系统网架规划问题,以系统建设运行成本和弃风水平最小为多目标;内层-系统运行模型主要关注短时间尺度的系统运行问题,以系统运行成本最小为单目标。通过改进型非劣分类遗传算法(NSGA-II)和CPLEX联合求解,得到风电最优的接入选址和输电网最佳扩容方案。通过算例分析了不同规划场景下的优化方案,所提规划模型能够有效提高风电消纳水平,减少系统投资运行成本。     

基于盲源分离的工业谐波源负荷分类识别方法

针对传统谐波源辨识方法无法实现工业用户谐波源具体类型的非侵入式识别的问题,该文提出一种基于盲源分离的工业谐波源负荷分类识别方法。该方法仅依据工业用户进线处电压、电流数据即可实现谐波源负荷具体类型的非侵入式识别。首先,从负荷等值阻抗模型入手,建立工业用户多负荷等值阻抗并联电路模型;其次,采用集合经验模态分解与奇异值分解相结合的方法确定构成用户进线处监测点综合等值阻抗信号的源阻抗信号数目;然后,采用快速独立分量分析实现将谐波源负荷等值阻抗信号从综合负荷等值阻抗信号中分离;最后,将分离出谐波源负荷等值阻抗信号频率特征与典型谐波源负荷进行匹配,进而实现分类识别。仿真与实测实验结果均表明,所提方法能够准确识别工业用户所含多种谐波源负荷的具体类型,具有较好的可行性和实用性。     

考虑风电接纳水平及负荷增长的海上风电场多阶段规划

现有海上风电场规划建设鲜有考虑建设时序,多属于静态单阶段规划,易造成初始规划方案与中、后期的运行间缺乏有效衔接的问题,为此,提出一种考虑风电接纳水平的海上风电场多阶段规划方案.建立以购电成本最低为目标的日前市场竞价模型来评估电网对海上风电的最大接纳水平,获得未来多年不同负荷水平下区域电网对海上风电的最大接纳水平及上网电...     

基于分布式电源与负荷双重不确定性的配电网综合规划研究

随着分布式电源大量渗入配电网,配电网在规划时要同时面临电源侧和负荷侧的不确定因素。首先,依据分布式电源出力与负荷的概率密度函数建立配电系统多状态模型,通过多状态潮流计算模拟它们的不确定性。其次,建立基于机会约束规划的分布式电源与配电网架综合规划模型,针对配电网规划问题的非线性、大规模等特点提出一种改进的遗传算法用于求解。通过对某地区实际配电网的计算分析,验证了所提算法具有良好的运行效率和收敛性能。算例结果表明,分布式电源的接入与网架结构调整相配合能够提升配电网的经济效益。     

促进风电消纳的配电网分布式电源与电动汽车充电站联合鲁棒规划

针对风光等可再生能源(renewable energy,RE)出力的不确定给配电网规划运行带来的巨大挑战,该文提出一种基于改进生成对抗网络与碳足迹的配电网多目标双层规划模型。首先,采用带梯度惩罚的Wasserstein生成对抗网络(wasserstein generative adversarial network with gradient penalty,WGAN-GP)来模拟大量风光出力场景,通过K-medoids聚类算法进行场景缩减;其次,通过全生命周期评价方法确定各发电单元的碳足迹系数;接着,建立考虑碳足迹的配电网双层规划模型,上层以年综合成本最小为目标函数,优化分布式电源(distributed generation,DG)、储能系统(energy storage system,ESS)及补偿电容(capacitor banks,CB)的规划方案;下层以运行成本、电压偏移量以及碳排放量最小为目标函数,考虑有载调压变压器(on-load tap changer,OLTC)、可削减负荷、补偿电容、储能及分布式电源制定在典型场景下的配电网运行策略。然后,对模型的上、下层进行关联统一,将其转换为单层模型,再采用归一化法向约束法(normalized normal constraint,NNC)求解单层多目标模型。最后,通过IEEE33节点配电系统进行仿真分析,验证模型的有效性。

     

基于过程状态特征化的电容器动态规划与控制

研究了电容器规划与动态控制问题,首先建立了给定时段内配电网有功能量损耗的评估模型,并在考虑负荷变化的情况下,依靠过程状态特征化的概念构造了一个以系统能量损耗最小为目标的无功优化策略,适当的线性化处理和逐步修正思想大大简化了电容器规划与动态控制问题的数学模型,降低了求解难度,运用静态计算方法解决了动态优化问题,有效降低了动态无功优化所需的计算量。应用所提出的策略对IEEE-69节点配电系统进行了仿真计算,验证了所述方法的合理性和有效性。     

基于动态规划的分布式电源优化配置

电源规划是电力系统中非常重要的规划。本论文在分析平顺绿色能源资源条件、电力负荷需求的基础上,根据当地实际情况,应用动态规划的优化方法结合各种约束条件,得到分布式电源的规划方案。     

分布式发电规划的负荷模型研究

分布式发电大规模接入配电网,是当前电力系统面临的挑战之一.虽然学术界广泛认同分布式发电具有降低系统网损的的潜力,但是如果计算过程中负荷建模不当,很可能会影响分布式发电规划的准确性.研究配电网负荷模型对分布式发电规划的影响,采用综合电力负荷模型将配电网负荷分为居民用电、工业用电和商业用电,对比分析了不同负荷模型对含分布式发电的配电网损的影响.对一38节点配电系统进行分析,计算不同分布式发电接入方案以及采用不同负荷模型时系统的网损.算例的仿真结果表明,负荷模型的选取对分布式发电的规划具有重要影响.     

基于机会约束规划的风电源与充电站的优化配置

为了改善分布式电源与电动汽车的接入对电网安全性、经济性和电能质量的不良影响。考虑风力资源的随机波动性、电动汽车充电需求、分时电价等,以配电系统投资运行成本、有功损耗和电压质量为规划目标,建立了基于机会约束规划的优化配置模型,采用改进遗传算法进行求解。以IEEE33节点配电系统为例,验证了所提模型和算法的有效性。仿真分析表明,将电压质量纳入规划目标,能够以较小的经济成本保证较好的电能质量,考虑输出功率不确定性等因素,得到的规划方案具有较好的经济性。     

考虑风电与负荷时序性的分布式风电源选址定容

配电网中分布式风电源选址定容时,计及风电机组出力和节点负荷的时序性特征。利用蒙特卡洛模拟MCS(Monte Carlo simulation)对一年内每小时风速进行抽样,并求出对应的风机出力。综合考虑每小时风机出力效率以及对应的节点小时负荷负载率,构建小时场景,利用改进K-means聚类法进行场景聚类。根据聚类后每个场景的风机出力效率均值、负荷负载率均值以及对应场景的概率,以配电公司最小年费用成本为目标函数,利用改进遗传算法对分布式风电源进行选址定容。对33节点算例的仿真分析结果表明,风机出力与节点负荷的时序特性对分布式风电源的选址定容有重大影响,同时也验证了所提模型及方法的有效性。     

基于双馈风电机组的分布式动态无功支撑系统

充分挖掘风电机组的无功电压调节能力对改善电力系统的电压稳定性有重要意义。首先定量分析了实际商用双馈风电机组的无功调节能力及限制因素,指出双馈风电机组具备较强的无功功率输出和吸收能力。继而提出了一种利用双馈风电机组的电力系统分布式动态无功支撑系统的构想及其实现方案。该系统可充分发挥双馈风电机组的动态无功调节能力,有效提高电力系统的动态无功储备,并显著改善双馈风电机组接入电网的电压稳定性。实际浙江电网的仿真结果验证了该技术的可行性和有效性。     

基于网损灵敏度的分布式电源和电容器联合优化

分布式电源和电容器的优化配置能够有效地减少配电网损耗和提高电压稳定性。在此基础上,建立了以系统网损最小为目标函数的优化模型,运用灵敏度的方法求解分布式电源和电容器的安装位置,提出用启发式拟合技术的方法求解分布式电源和电容器的安装容量。最后,以IEEE-33节点为测试系统,通过几个典型的对比案例的分析和实验,验证分布式电源和并联电容器的联合优化,能够满足良好电压的情况下最大限度减少系统的损耗,并且能够减少配电线路的负载。     

基于动态规划和遗传算法的配电网电容器优化配置

提出了一种将动态规划与遗传算法相结合的求解配电网无功优化配置问题的方法,该方法首先利用动态规划求解速度快的特点,初步计算出一个次优的规划方案,将此方案作为遗传算法的初始值,再从该点出发,应用遗传算法的全局寻优能力,在整个可行的运营空间中搜索出电容器配置的最佳方案。理论分析及仿真结果均表明:该方法计算速度快,规划精度高,对目标函数的限制较少,是一种可行的、有效的配电网电容器优化配置方法。     

基于模糊动态规划的直接负荷控制策略研究

随着社会经济发展，电子负荷形状随之发生显著变化，具体表现为负荷率不断下降，高峰负荷持续增大，负荷峰谷差进一步拉大，为些采取负荷管理手段进行负荷控制迫在眉睫。直接负荷控制（DLC）作为简单实用的负荷管理手段，受到广泛关注。结合直接负荷控制的控制策略特点，提出利用模糊动态规划（FDP）原理进行负荷控制，从电子部门、电子系统和用户三方各自效益考虑需采取直接负荷控制的最佳策略，经分析可知采取适当的控制策略能使系统各参与方效益最优。     

考虑直接负荷控制与风电不确定性的输电网扩展规划

需求响应项目的推广以及风电并网后电源侧出力的不确定性,给电力系统的输电网规划带来了新的机遇和挑战。为利用需求响应减少建线投资,建立了考虑直接负荷控制参与N?1预想故障潮流调整的输电网规划模型。采用基于历史数据凸包顶点的极限场景法处理风电不确定性,保证所建立的输电网规划模型为易于求解的混合整数规划问题。结合实际工程参数,基于改进的IEEE24节点系统进行仿真。仿真结果体现了直接负荷控制在缓解潮流越限、减少建线成本方面的作用,说明需求响应措施在保证系统运行安全性的前提下能够提高规划经济性,通过调整凸包范围能够有效调节所提模型的经济性与鲁棒性。     

基于Copula理论考虑风电相关性的源网协调规划

相邻风电场处于相似气象条件下,功率相关性较强。目前源网规划方法假设风电场功率间相互独立,忽略风电相关性对规划的影响,不适用于未来高比例可再生能源电力系统。文中主要提出了考虑风电相关性的源网规划方法,并探讨风电相关性对规划方案的影响。首先,基于Copula理论描述风电功率相关性,通过模糊C均值聚类法考虑风电不确定性,建立了概率风电功率模型。继而,提出考虑风电相关性的经济源网协调规划模型,采用遗传算法求解。通过Garver 6节点系统和巴西南部46节点系统算例分析不同系统规模下风电相关性对规划的影响。算例分析结果表明:风电相关性对局部规划方案影响显著,对全局影响较小,应避免建设连接有相关性较强的风电场接入点的输电线路,减少风电功率趋同变化的不利影响;经济性方面,投资费用增加,运行费用降低,对总费用影响不明显。     

基于无源性理论的风电联合控制器设计

为了提高风电变流器的动态响应速度,本文提出了一种基于无源性理论的联合控制器设计方案.将机侧、网侧变流器统一考虑,建立了风电变流器系统的整体模型.应用无源性理论对误差系统的跟踪问题进行了控制器的设计,通过采用无源电流控制器与转速、直流电压PI调节器构成的联合控制器结构,可以实现状态量的无静差跟踪、并提高系统的鲁棒性.在此基础上,基于对系统动态的分析,对状态平衡点的选取进行了优化设计,从而提高了控制系统的动态响应速度.硬件在环实验结果验证了该方法具有良好的稳态与动态性能.     

考虑负荷与分布式电源变化的配电网动态重构

配电网动态重构是实现配电网架优化运行的重要手段,随着电网中分布式电源(Distributed Generator,DG)的大量接入,实际配电网中负荷需求和DG的出力在不断变换,以往静态重构无法满足配电网实际运行要求.本文建立了以网络损耗、电压偏移和弃电率为优化目标的配电网重构模型,针对动态重构时段划分问题,综合考虑负荷...