面向源储优化配置的港口微电网运行场景高保真压缩与重构方法EI北大核心CSCD

港口微电网源储配置与生产作业和靠港船舶等因素密切相关,直接按照天、周等自然规律确定场景时间尺度难以准确刻画系统运行特性。该文提出了港口微电网运行场景高保真压缩与重构方法,可根据运行状态动态调节各运行点对应的时间尺度,在有效压缩数据量的同时保真刻画港口微电网源荷功率特性。通过层次聚类,利用港口微电网各运行周之间的相似性得到代表运行周;提出了连续层次聚类法,根据代表周中相邻时刻间的相似性动态调节各运行点时间尺度,实现运行点重构。建立了可调节运行点时间尺度的源储优化配置模型,并通过凸松弛实现模型线性化。以日照港为算例,该文方法在运行场景1.92%压缩率的情况下,所得源储配置方案的总成本与全数据方法的误差仅为0.6%,准确性相比于现有其他方法提升了6%以上。     

基于HSMOPSO算法的微电网经济与环保协同优化方法EI北大核心CSCD

将微电网运行的经济性和环保性作为目标进行优化调度,可促进两者的协同优化。在算法上,传统多目标粒子群算法(MOPSO)采用拥挤距离法寻找集群最优解,局部性强而全局性较差。为此,首先构造了引入模糊相似矩阵的多目标粒子群算法(FMOPSO),以提高算法的全局性;然后综合两算法的优点,提出了混合策略下的多目标粒子群算法(HSMOPSO)。结果表明:将一欧洲典型微电网作为优化调度对象,采用HSMOPSO算法求得的非劣解集不仅更贴近真实的Pareto最优前端,且分布广而均匀,并且具备良好的多样性;在微电网中引入储能技术后,优化结果更靠近坐标原点,实现了Pareto改善。研究结果验证了所提优化算法兼具良好的局部搜索能力与全局搜索能力,同时也论证了引入储能技术可显著促进微电网经济与环保的协同优化。     

含微电网的主动配电网分级优化运行策略

分布式电源（DG）在主动配电网（ADN）中的渗透率越来越高,使ADN的调度变得日益复杂。随着微电网（MG）技术的发展,本文提出将MG看作一个独立的调度单元,参与到ADN的分级优化调度中。采用将有功和无功解耦的方法,有功优化阶段以配电网运行成本最小为目标,无功优化阶段以系统网损最低为目标,再将无功优化阶段计算出的系统网损代入有功优化的功率平衡约束条件中,反复计算得出ADN的最优运行策略。在有功优化问题上,分别采用启发式优化算法（Heuristic algorithm）和传统线性规划（Linear programming）法,并将两者的计算结果进行对比。最后以改造的IEEE-33节点配电网系统作为算例进行仿真分析,算例结果表明,所提出的分级优化调度方法大大降低了问题的计算难度,与传统线性规划法相比,采用启发式优化算法能更有效地减少系统运行成本。     

基于多目标离散粒子群优化算法的微电网重构

将多维度精英粒子扰动策略与粒子群优化算法相结合,得到一种多 目标离散粒子群优化算法,用于求解微电网重构问题.这一多目标离散粒子群优化算法以粒子的速度信息为概率,由粒子向正方向或负方向移动来更新自身位置信息;通过多维度精英粒子扰动策略,动态调整粒子群跳出陷阱的能力和局部精细搜索能力;引入线路负荷均匀度,作为辅助评价指标....     

基于模型预测控制的微电网群分布式优化调度EI北大核心CSCD

微电网群由多个微电网互联构成并以集群的形式运行,能够实现微电网间的能量互补,显著提高可再生能源消纳能力和系统运行可靠性。结合同步型交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)和模型预测控制(model predictive control,MPC),提出了一种微电网群分布式优化调度策略。采用同步型ADMM求解MPC中的优化问题,每个子微电网同步计算本地的子问题,同时引入有限时间一致性算法传递迭代计算过程所需的期望交换功率信息,实现完全分布式计算。算例计算结果表明,基于MPC的优化调度策略能够有效降低系统运行成本,分布式优化算法具有良好的收敛性,并且计算结果与集中式算法一致;该方法在通信拓扑发生改变的情况下依然有效,具有较高的可靠性。     

主动配电网故障恢复的重构与孤岛划分统一模型EI北大核心CSCD

随着分布式电源和储能装置大量接入配电网,配电网在发生故障之后可以进行重构和孤岛划分,提高故障恢复的水平。为此,提出了一种同时包含重构与孤岛划分的故障恢复方法。建立包含多类型分布式电源、柔性负荷和储能的多时间段故障动态恢复模型,考虑分布式电源和储能的黑启动能力,并计及故障恢复时间和检修次序。利用二阶锥技术将所建模型转换成混合整数二阶锥规划模型。在PG&E69系统上对该算法的有效性进行验证,结果表明,与传统方法相比,所提故障恢复方法计算速度更快,故障恢复率更高。     

隶属函数与欧氏距离相结合的配电网优化重构EI北大核心CSCD

基于模糊数学隶属函数和空间欧氏距离,提出一种配电网多目标优化重构方法。从降低网络有功功率损耗和提高系统静态电压稳定性2个角度,建立配电网多目标优化重构模型,得到可同时降低网络有功损耗、提高线路功率传输裕度、减少节点电压偏移的重构方案。采用隶属函数将不同属性、不同量纲的多个目标转换为单目标满意度,再与欧氏距离相结合确定整体模糊满足度,将复杂多目标优化问题简化为单目标问题,避免了传统多目标问题权重选择的不准确性。采用改进开关状态更新、自适应惯性权重的二进制粒子群算法,综合分析满足约束条件、目标函数达到综合最优的重构结果。通过IEEE 33节点系统仿真,结果表明该方法的可行性和有效性。     

含虚拟惯性控制的直流微电网稳定性分析EI北大核心CSCD

为分析不同类型虚拟惯性控制对直流微电网产生的影响,首先建立了各电源与负载侧换流器的小信号模型,并分析了电网与蓄电池侧换流器在应用不同虚拟惯性控制时,其换流器端口的动态响应特性以及阻抗特性。其次,考虑到多换流器交互引起的稳定性问题,建立直流微电网的等效阻抗模型,根据阻抗匹配准则,分析了在不同控制模式下控制器与系统参数变化对系统稳定性的影响规律。根据稳定性以及动态特性分析可得出,在蓄电池侧换流器应用虚拟发电机型惯性控制可以使系统获得更好的动态特性与稳定边界。最后在Matlab时域仿真与RT-LAB实时仿真平台上分别建立了直流微电网仿真模型,并对相关理论分析进行了验证。     

主从控制微电网孤岛切换暂态振荡分析与抑制EI北大核心CSCD

针对微电网孤岛切换暂态稳定性问题,提出暂态振荡因素分析方法及其抑制策略。通过分解孤岛切换暂态过程,分析诱发主逆变器不稳定性的因素,构建了由系统级控制层与逆变器控制层组成的双层控制系统。最后,根据主动与被动孤岛切换的特点,分别提出了相应的孤岛切换策略,提升切换过程中暂态稳定性及其恢复速度,实现抑制孤岛切换暂态振荡的目的。仿真结果表明,即使微电网中主逆变器容量比例较低,所提控制策略仍可较好地实现孤岛平滑切换,提高了微电网供电的稳定性与可靠性。     

考虑重构和微电网分区的分布式电源优化配置

电力安全是现代社会有序发展的重要保障。极端自然灾害和人为攻击会导致电力系统的严重破坏,而分布式电源（DG）和微电网是电力系统故障后负荷恢复的关键电源。本文提出了一种分布式电源鲁棒配置模型,用于提高配电系统的弹性。该模型采用三层“防御-攻击-防御”框架对分布式电源的位置和容量进行优化:在第一层中,由防御者制定分布式电源配置决策,在第二层中,针对给定的规划决策,攻击者考虑第三层中的潮流调整与拓扑重构措施,制定最严重的攻击策略对第一层的规划决策进行评估。与传统的弹性分布式电源配置方法相比,该模型考虑了攻击后的拓扑重构和微电网的形成,进一步发挥了分布式电源在负荷恢复方面的作用,同时,采用嵌套列约束生成算法对鲁棒优化问题进行求解。通过算例验证了该模型在提高弹性方面的效果,并展示了联络开关配置对负荷恢复的影响。     

主从控制孤岛运行微电网的短期可靠性评估EI北大核心CSCD

针对主从控制孤岛运行微电网短期可靠性的时变性和通信系统冗余的动态特性,提出一种基于时变动态故障树的短期可靠性评估方法。首先,定义时变动态故障树,给出动态子树和静态子树的求解过程。再以负荷点供电中断为顶事件,将顶事件划分为直接事件和间接事件,并进行概率计算。在此基础上,计算主从控制孤岛运行微电网的负荷点切负荷概率和系统停电期望值,给出可靠性评估流程。算例分析验证了所提方法的正确性及有效性,评估结果可为主从控制孤岛运行微电网的调度及运行提供一定的依据。     

考虑不确定性影响的微电网优化重构

考虑到微电网中分布式能源出力和负荷不确定性的影响,提出一种基于云理论的随机框架对其进行处理,利用云模型将微电网不确定性的模糊性和随机性转换为定量的形式。建立了以网络损失最小和供电质量最优为优化目标的微电网重构模型,同时利用一种基于模糊理论的综合评价方法对多目标函数进行了处理,并提出一种改进的大爆炸算法对模型进行求解。最后以33节点微电网标准模型作为案例研究,仿真结果证明了所提优化模型和算法的有效性及实用性。     

基于控保协同的微电网注入式保护方法研究EI北大核心CSCD

微电网中大量逆变型微电源(inverter-interfaced distributed generator,IIDG)的接入使其故障特性不同于传统配电网,传统保护方案不再适用。该文基于控保协同设计思想,研究基于非工频特征信号注入的微电网保护方法。通过建立IIDG的非工频等效模型,比较基于单IIDG注入和多IIDG注入的方法,提出多IIDG协同注入的策略及其启动判据、并网点滤波器参数整定原则,并设计相应IIDG控制器;当微电网故障时,各IIDG在维持工频输出的同时于短时间内启动特征频率信号输出,在微电网中形成明显的故障特征。理论分析与仿真结果表明,所提策略能够解决特征频率信号分流和多IIDG注入的协同问题,为基于过电流、故障分量等原理的注入式保护方案的应用提供有效的理论支撑和解决方案。     

计及风电不确定性优化调度研究综述EI北大核心CSCD

大规模风电并网后为系统带来不确定性因素,对系统优化调度造成极大的挑战。该文立足于国内外电力系统适应高比例风电并网消纳的实际进展,首先,从机组组合计划、经济调度、市场机制等多角度对国内外研究现状进行梳理;其次,依据时间尺度、调控目标、建模机理及不确定模型等多种准则对计及风电不确定性优化调度模型进行归类分析,归纳并总结各类优化模型的优缺点及应用情况;然后,分别从模糊隶属度函数、场景集、鲁棒不确定集及分布鲁棒不确定集等四个方面,详尽地阐述各类处理风电不确定性模型的架构、应用现状、优势及不足;最后,对相关领域未来研究方向进行展望,以期为计及风电不确定性优化调度的研究提供参考和建议。     

邻接矩阵和粒子群优化算法应用于微电网重构

为了准确分析微电网故障时的重构特性,解决系统重构时复杂的数学运算问题,针对美国电气可靠性技术解决方案联合会CERTS(consortium for electric reliability technology solutions)推荐的微电网原型,提出了一种基于邻接矩阵和粒子群优化的混合算法。根据微电网结构特点和CERTS提供的原始数据,以负荷损失最小为主要目标函数,建立了微电网的数学模型,运用Matlab对算法进行编程,将该算法运用到此微电网中,先利用系统的邻接矩阵对网络拓扑结构进行筛选,然后用粒子群算法进行寻优。仿真结果表明,该算法不依赖网络的原始结构,具有迭代次数少、求解快速、简单有效的特点,避免了复杂的数学运算,有很好的实用性。     

基于故障分量的孤岛微电网保护

微电网孤岛运行时的故障特性与并网情况有所区别,且与微电源的控制策略紧密联系,因而需要对孤岛微电网的保护进行具体的研究。根据U/f控制及PQ控制微电源在故障穿越下的故障模型,分析了不同故障类型时的输出电流特性,并对微电网中不同线路故障时各母线及馈线的相位特征进行分析,提出利用母线正序电压故障分量和各馈线正序电流故障分量的相位特征实现故障定位的孤岛微电网保护方案。最后,在PSCAD/EMTDC中建立了仿真模型,结果验证了该保护原理的正确性。     

基于相电流差的短路故障快速识别方法EI北大核心CSCD

故障电流限制器(fault current limiter,FCL)的动作速度与短路故障的识别速度密切相关。电力系统发生单相故障时,非故障相FCL不宜动作,因此,FCL动作定值需大于单相故障时非故障相的电流变化,导致定值提高,识别速度降低。针对这一问题,该文提出相电流差判据,可在故障发生后迅速判断是否为其他相的单相接地故障,降低本相FCL动作定值。该文对相电流差特性进行理论分析,并利用其降低电流瞬时值判据的整定值,形成新的短路故障快速识别方法。通过仿真计算和现场短路电流分析,证明所提方法具有识别速度快、计算量少、可靠性高等特点。     

交直流混合微电网网络坚强度评估的指标体系及方法EI北大核心CSCD

网络坚强度是交直流混合微电网构建与运行的基础,可体现系统的容量、结构合理性以及抗干扰能力。在定义网络坚强度和描述其表现的基础上,提出了一套交直流混合微电网的网络坚强度评估指标体系。该体系基于系统对坚强度的需求层次,衍生出结构、容量、联络程度、备用大小和故障转移能力等相关指标,考虑了节点和支路的分布情况、节点和支路的供电能力以及交流和直流微网的容载比等因素。同时提出了可体现数据独立性和波动性的独立信息熵权法,并运用基于独立信息熵权-层次分析-主成分分析（independent information entropy-analytic hierarchy process-principal component analysis,IIE-AHP-PCA）的分层组合评价模型对网络坚强度进行评估。通过算例证明,所提出的指标体系与评价方法合理有效。     

基于奇异摄动理论的微电网降阶建模方法与对比研究EI北大核心CSCD

当对微电网进行稳定性分析时,所建全阶模型往往阶数较高,数值仿真难度大且耗时长,针对这一问题,提出了一种基于奇异摄动理论的微电网大信号模型降阶方法。首先建立了包含3个下垂控制逆变器的微电网全阶模型,在参与因子分析结果的基础上,划分系统快、慢变量;之后,基于奇异摄动原理,从时间尺度上推导出微电网系统的降阶模型;然后,从特征值分析、暂态响应及数值计算速度3个方面,将所建立的降阶模型与传统的忽略输出电流与线路电流动态特性的降阶模型进行对比,分析各自的优缺点及适用场景。最后,以一个含7个微源的孤岛微电网作为案例,进一步证明了所提降阶模型能减少数值仿真用时,可适用于进行中、大规模微电网稳定性分析。