考虑多信息因素干扰及DG接入的配电网可靠性评估

信息失效及分布式电源(DG)出力的不确定性,给配电网正常运行带来负面影响。因此,本文提出一种考虑多信息因素干扰及DG接入的配电网可靠性评估方法。首先,为全面量化多种干扰因素对信息可靠性影响,综合考虑信息攻击、信息系统连通、延时、误码特性对信息可用性及完整性的影响,构建信息可靠性模型;然后,分析多信息因素干扰对故障处理及孤岛过程的影响,并利用Petri网描述孤岛停运过程;之后,计及DG出力的不确定性,采用序贯蒙特卡洛法评估信息失效下的配电网信息物理系统(CPS)可靠性;最后,以IEEE-RBTS BUS6为例验证了所提方法的可行性及有效性。     

配电网信息物理系统可靠性评估关键技术探讨

信息物理高度融合是未来智能配电网的发展趋势,主要针对配电网信息物理系统(CPS)可靠性评估关键技术进行综述与展望。从配电网信息空间、物理空间的风险来源挖掘入手,进一步对信息物理相依存下的影响因素进行总结和分析;在此基础上,归纳总结了配电网物理系统、信息系统各自典型的可靠性指标分类方式与具体数学表达以及两者耦合下的可靠性指标构建技术,进而总结了配电网CPS可靠性评估算法与方法的研究进展;从配电网CPS异构数据处理、信息物理关联的建模与仿真、配电网CPS可靠性评估指标与方法、配电网CPS广义攻击与防御机制4个方面进行了展望。     

基于Petri网的配电网信息物理系统可靠性评估

该文提出一种基于广义随机Petri网(generalized stochasticPetrinets, GSPN)的配电网信息物理系统(cyber-physicalsystem,CPS)可靠性评估模型。首先,考虑配电网CPS的动态控制关系,基于GSPN的基本原理,构建配电网CPS的Petri网模型;之后,分析了信息攻击及信息元件自身故障对于配电网CPS运行可靠性的影响,并构建了系统元件的状态模型;然后,结合最大流理论,判断故障后各阶段的令牌数,并计算相应的可靠性指标。基于Petri网的评估方法,可以直观地刻画系统拓扑结构及元件状态变化,并通过动态方程推理故障后果,避免了故障后果分析的遍历过程,提升了评估效率。最后,以IEEE-RBTSBUS6配电系统为例开展仿真测试,验证了所提模型的有效性。     

不确定性环境下考虑信息失效的主动配电网可靠性评估

针对目前评估方法中存在的分布式电源、信息物理模型和交互作用分析考虑不充分的问题,文中提出了一种在不确定性环境下考虑信息失效的主动配电网可靠性评估方法。首先,建立了分布式电源与负荷模型、信息物理元件模型和信息传输可靠性模型。然后,结合信息失效对配电自愈过程的间接作用,量化分析了不确定性环境下信息系统不同层次失效对故障隔离、定位和供电恢复的影响,提出了采用蒙特卡洛抽样的可靠性评估方法。最后,通过算例仿真验证了所提模型和方法的有效性。     

基于混合通信网的主动配电信息物理系统可靠性评价

随着主动配电网研究的深入,研究主动配电网混合信息物理系统信息域精细化建模与可靠性评估方法具有十分重要的理论价值与现实意义。该文首先基于主动配电网故障的自愈控制方式,分析了故障过程中信息域对信息物理系统(cyber-physical system,CPS)的影响。建立基于混合通信网的、考虑路由转移和复杂故障因素的信息系统可靠性模型,并基于此分析了信息性能对CPS可靠性的影响。考虑到主动配电网分布式发电(distributed generation,DG)的运行特性、信息域离散特性以及计算效率,对信息域与分别采用非序贯与序贯蒙特卡罗法抽样,并利用工业以太网建立测试系统,验证了信息域传输有效性对主动配电网信息物理系统的间接影响,并分析了信息域元件重要度、接入网负载率、结构以及传输技术对主动配电网信息物理系统可靠性的影响,研究成果可为主动配电网规划和运行提供有效技术支撑。     

考虑信息-物理组合预想故障筛选的配电网CPS安全性评估

随着ICT技术和自动化控制技术的快速发展,配电网逐渐发展为信息系统和物理系统高度耦合的配电网信息物理系统（配电网CPS）,信息系统支撑物理系统稳定运行的同时也给配电网CPS带来了一定的安全隐患,因此在原有的单一物理预想故障评估中需考虑信息影响。提出一种考虑信息-物理组合预想故障筛选的配电网CPS安全性分析与评估方法。首先基于配电网CPS结构,建立了可以反映电力-信息耦合特性的配电网CPS关联矩阵模型;接着分析信息故障和物理故障的相关性,依据拓扑相关和业务相关构建初始的信息-物理组合预想故障集;然后以故障恢复率排序作为依据筛选出关键的信息-物理组合预想故障;最后针对筛选出的组合预想故障利用配电网CPS安全性评估指标进行安全评估,并在算例中验证,算例结果表明了所提方法的合理性和有效性。     

考虑孤岛源-荷不确定性的直流配电网可靠性评估

针对含高渗透率分布式发电(DG)的直流配电网,提出一种考虑孤岛源-荷不确定性的直流配电网可靠性评估方法.根据设备的运行状态及冗余度,分别建立了换流器、直流变压器和直流断路器的马尔科夫可靠性模型.针对DG及负荷的不确定性,利用多场景技术(包括拉丁超立方抽样、结合Nataf变换的Cholesky分解和场景削减技术)生成孤岛内源-荷典型场景,提出一种考虑孤岛持续时间的孤岛形成概率计算方法,结合DG供电情况及孤岛形成概率对最小路法进行改进,采用改进后的最小路法计算直流配电网可靠性指标.通过算例验证了所提方法的有效性,对比了DG接入前后负荷点及系统的可靠性指标.     

配电网中考虑不确定性的分布式电源规划研究综述

间歇性分布式电源接入配电网运行大幅增加了配电网中的不确定性因素,给相关规划工作带来了新的挑战。介绍了适用于规划阶段的风电、光伏和负荷等一系列不确定性因素的建模工作;评述了传统配电网中考虑不确定性的分布式电源(DG)规划方法,包括多场景规划方法、机会约束规划方法和模糊规划方法;综述了主动配电网中考虑不确定性的规划方法,包括单层规划方法和双层规划方法。在此基础上,从网源协调规划、风险规划、考虑全寿命周期成本的DG规划、考虑需求侧管理的DG规划和考虑储能系统接入的DG规划等方面着手,展望了配电网中考虑不确定性的DG规划领域在未来可能出现的理论和方法。     

考虑信息失效影响的配电网信息物理系统安全性评估方法

由自然故障或网络攻击导致的信息失效事件会影响配电网的故障处理过程,导致配电网停电区域的扩大与停电时间的延长。为量化评估信息失效故障给配电网信息物理系统（cyber physical system, CPS）安全性造成的影响,首先建立配电网CPS安全性评估框架,明确安全性评估的内容和流程。其次,以最小化失负荷功率为目标函数构造配电网故障恢复数学模型,得到故障下的最优开关动作策略。随后考虑故障定位、隔离、恢复过程中出现的信息失效故障,分析其对故障处理业务的影响,计算信息物理组合故障下的安全性评价指标,最终得到对配电网CPS安全性影响最大的关键组合故障集与关键的电力及信息设备。基于某地62节点配电网算例的仿真结果,验证了所提方法的有效性和合理性。     

考虑分布式电源并网的配电网适应性评价方法

为系统分析分布式电源(DG)多点、高渗透并网给配电网设备带来的影响,量化评估配电网现有设备对分布式电源的接纳能力,本文基于分布式电源并网影响建立了针对配电网设备运行安全性、可靠性、经济性3个方面的设备适应性评价指标体系。参照现行国标规定及专家经验给出评价指标计算方法及评分曲线,并利用层次分析法与主成分分析法相结合的方法为指标赋权,计算得到考虑分布式电源并网的配电网设备适应性综合评价结果。利用本文提出的评价体系和评估方法对我国某地区实际配电网进行评价,对比分析了DG接入前后、DG集中接入以及DG分散接入3种情况下配电网设备的适应情况,并针对评价结果提出配电网设备适应性改造实施方案。算例结果表明,所提评价指标体系和评估方法能够直接量化评估配电网设备对分布式电源的整体适应能力;同时,各分指标评分可准确定位配电网接纳分布式电源设备运行薄弱环节,从而为配电网的建设改造和优化运行提供有力依据。     

交直流配电网的交换功率灵活性提升方法研究

分布式电源(DG)的大规模接入增加了配电网运行的不确定性,主动配电网要求网络具有较强的可观可控性,交直流混合配电网运行方式更加灵活可靠,是未来配电网的发展趋势。文中考虑主动配电网的网络重构、DG无功补偿等措施,建立基于二阶锥规划的交直流配电网与主网交换功率评估模型,求解配电网与主网的交换功率灵活性范围,该范围可为配电网和主网的运行调度提供技术参考。94节点算例验证了模型的有效性,结果表明交直流混合配电网相比传统交流配电网,与主网的交换功率灵活性范围更大,同时电压源换流器容量、DG出力水平等因素与该灵活性范围相关。     

计及电压稳定性评估的配电网DG选址定容的研究

近些年配电网设备的运行越来越接近极限状态,使配网中也开始出现电压稳定问题。针对目前DG接入配网的研究大多未考虑电压稳定的因素,提出一种计及电压稳定性评估的配电网DG选址定容决策方法。通过对传统电压稳定指标进行改进,将电力系统允许的电压运行范围纳入稳定评估指标中。在综合考虑电压稳定性、系统网损和电流裕度指标的基础上,采用(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS)多目标决策方法对DG接入配电网的位置和容量进行决策。通过两节点系统算例与传统电压稳定指标的对比,验证了改进的电压稳定评估方法的合理性。通过IEEE33节点系统算例分析,验证了DG选址定容策略的可行性和有效性。     

基于DG并网运行的中压配网可靠性评估实用方法

现有含分布式电源(DG)的配网可靠性评估研究大多针对孤岛运行特性,但实际系统中孤岛运行方式目前却少有采用,为此开展了基于DG并网运行的可靠性评估研究。在忽略DG自身停运的情况下,并网运行DG主要通过设备容量约束影响可靠性水平。由于DG出力具有随机性,随着其数量的增加,计算量将显著增大,为此提出了减小计算量的策略:将所有馈线分为放射式馈线和存在联络关系的若干个馈线集合;对于有联络馈线集合中未通过转供容量约束校验的馈线,提出了含出力恒定DG的馈线容量约束考虑方法,并引入点估计法考虑DG出力随机性;对于其他馈线,则不考虑并网运行DG对可靠性指标的影响。分析表明,并网运行DG并非总是有利于供电可靠性的提高。算例结果表明,通过馈线分类和点估计算法可大大减小计算量,且误差较小。     

计及分布式发电影响的配电网可靠性评估

分布式发电(DG)技术在电力系统中发挥着越来越重要的作用。在配电网中接入DG通常能改善负荷点和系统的可靠性指标,但是DG的接入对配电网的结构和运行产生了很大的影响,而且DG有许多与传统发电厂和配电变电站不同的自身特点。因此,在配电网可靠性评估中,不能将DG当作传统发电厂和配电变电站进行处理。本文提出了一种计及DG影响的配电网可靠性评估方法,并应用该评估方法对一接入DG的配电线路进行计算,验证了该方法的有效性。     

计及天气的分布式电源对配电网可靠性的影响

分析了分布式电源(DG)的接入和恶劣天气对配电网供电可靠性的影响。建立了考虑天气作用和DG接入后配电网的可靠性计算模型,以经济效益最大化为目标函数进行DG孤岛划分,并对传统的最小回路法进行改进使之适用于计及天气和DG的配电网供电可靠性分析计算。分别对既无DG接入也不考虑天气影响、只考虑DG影响、只考虑天气影响、同时考虑DG和天气影响四种不同方案的负荷点、馈线和系统可靠性指标进行计算并对比。计算结果表明,恶劣天气对配电网可靠性影响极大,考虑天气后配电网可靠性降低,DG的合理接入能提高配电网的可靠性,综合考率气候和DG的影响的配电网可靠性能更准确地反应实际,证明了该方法和模型的有效性。     

考虑分布式电源和电动汽车不确定性的双层动态配网重构

分布式电源(Distributed Generation, DG)和电动汽车(Electric Vehicle, EV)的广泛应用对主动配电网的优化运行提出了更高的要求,配电网重构是其关键技术之一。考虑DG、EV和其他负荷的不确定性,通过拉丁超立方采样(Latin Hypercube Sampling, LHS)产生随机变量并考虑其相关性。然后分别以最小化综合运行成本和系统节点电压差为目标函数,建立双层优化模型。最后采用基于化整为零策略的改进和声搜索算法(Improved Harmony Search Algorithm, IHSA)进行分时段配网动态重构。通过IEEE33节点系统的仿真,验证了上述方法在提高可再生能源利用率的同时,可以有效提高配电网运行的经济性和可靠性。     

含风光储的微网对配电网可靠性的影响

针对风力、光伏发电输出功率随机特性,计及储能与系统协调运行策略,建立含风光储的微网可靠性评估模型。配电网故障后,微网孤岛运行,考虑微网内电力功率是否平衡,并在发电不足时切负荷;微网非电源元件故障,阐述故障模式与后果分析(FMEA)过程,在此基础上,给出了模型的序贯蒙特卡洛评估流程。算例仿真结果表明,含风光储的微网能有效提高配电网可靠性水平,微网的接入位置、协调运行策略、容量配置和成本效益对配电网的可靠性产生很大影响。     

含风力发电的配网电流保护运行风险评估

在含分布式电源(DG)的复杂配网继电保护研究中引入可靠性和运行风险评估,有助于克服由于DG介入可能出现的保护拒动和误动.结合DG的随机性特点,从复杂配网电流保护的特点入手,在对其进行失效分析的基础上,将保护可靠性分析与脆弱性评估方法相结合,将保护风险评估与其在电力系统中的动作行为和配合关系相结合,从运行风险的角度分析DG对配网保护的影响及进一步提高配网保护运行管理水平的新途径.算例分析验证了方法的有效性.     

计及网络信息安全的配电网CPS故障仿真

配电网信息物理系统的发展使得信息系统与物理系统相互融合,两者之间相互影响,网络信息安全给配电网安全稳定运行带来很大隐患.为研究信息系统对配电网物理系统的影响,首先搭建配电网信息物理系统(cyber physical system, CPS)仿真平台,在此基础上,建立配电网CPS终端仿真模型,具有恒功率控制和下垂控制2种...     

考虑EPON的配电网信息物理系统可靠性评估

对于信息-物理高度耦合的配电系统,通信网络对配电网供电可靠性的影响不容忽视。本文以EPON冗余保护组网方式为基础,分析了配电网故障过程中信息链路有效性丢失对其自愈控制过程的影响,借助区域邻接矩阵,结合信息系统失效模型给出了故障后区域的分类算法,提出了一种涵盖不同信息系统失效模式的可靠性评估方法。建立同时考虑系统建设综合费用、通信网络组网方式以及系统可靠性的智能终端优化配置模型,采用遗传算法进行求解。最后通过案例验证本文方法的可行性,并对比分析了EPON信息元件故障率、EPON组网方式对配电信息物理系统可靠性的影响。