智能配电网自愈控制技术发展与展望

大规模分布式电源、柔性负荷、用户互动负荷等接入占比不断增加,配电网运行方式日趋复杂多变,分布式电源出力的随机性、波动性以及电动汽车等多元化负荷时空不确定性,为智能配电网实现自愈控制带来新挑战。微型同步相量测量技术在配电网中的应用,增强了其可观测性和精准数据支撑能力。文章基于国内外研究现状,分析了智能配电网自愈控制实际需求,明确了基于同步相量量测的快速感知、精准协调控制等新支撑技术与实现方法,设计了新技术支撑下智能配电网自愈控制架构,再结合大数据、云计算、物联网、移动互联以及人工智能等先进技术的应用,能够实现多类型、弱特征故障的准确检测和精确定位,挖掘分布式电源可调控潜力及供电支撑作用,提升智能配电网安全可靠和经济高效运行水平。     

新型配电系统分布式源网荷储资源广域电压自趋优管控方法

不同于单纯电能分配的传统配电网,新型配电系统逐步展现出源-网-荷-储等众多资源的强耦合强关联复杂大系统形态,其各类资源呈现出“点多、面广、量少”的广域分布特征。挖掘可再生能源发电、分布式储能及柔性负荷等分布式资源的广域电压调控潜力对构建源网荷储高度融合的新型配电系统具有重要意义。文中提出了一种基于数据驱动的新型配电系统分布式源网荷储资源广域电压自趋优管控方法,通过可再生能源发电、储能及柔性负荷等分布式资源的综合协同控制,在保证储能后备容量和降低网损的同时能够提高配电网广域电压质量。最后,以某城市配电网为例验证了所提方法的有效性和先进性,比传统调压方法更加契合新型配电系统的电压调控需求。     

考虑源-网-荷不确定性的增量配电网规划研究综述

随着电力体制改革的全面深化,具有清洁性、智能性与竞争性的增量配电网应运而生。增量配电网不仅结构灵活,同时鼓励多种具有间歇性的分布式电源与新型负荷接入配电网侧。传统配电网的规划技术已难以适应源-网-荷均存在不确定性的增量配电网。基于以上现状,在考虑源-网-荷不确定性的前提下对增量配电网规划研究进行综述。分别从增量配电网中新型源-网-荷发展现状,适用于增量配电网规划阶段的不确定性分析方法和常见的规划研究方法等三个方面进行归纳分析。最后给出了考虑源-网-荷不确定性的增量配电网规划总结与未来展望。     

含微型同步相量测量的智能配电网信息集成方法

随着分布式电源、柔性负荷、电动汽车的大量接入,配电网呈现出潮流双向化、源荷智能化、网络电力电子化等新特征,为提高智能配电网的可观测性,微型同步相量测量装置等新技术产品得到逐步推广和使用,为智能配电网状态监测和运行控制提供了新方法和新手段.针对大规模分布式电源、柔性负荷、电动汽车接入智能配电网实际情况以及微型同步相量测量...     

考虑源网荷互动的虚拟发电厂分布式协同控制

随着新能源智能配电网的快速发展,源-网-荷的互动变得越来越频繁,而虚拟发电厂以其灵活的组成结构,通过充分利用先进的广域量测技术、分布式电源管理技术、信息通信技术、馈线自动化技术等手段,克服了发电厂和用户侧之间的物理界限。为了克服高渗透率新能源对虚拟发电厂并网造成的挑战,提出了一种基于多智能体系统的分布式协同优化控制策略。在通信网络中,邻居智能体间进行信息交换,应用一致性算法进行二级优化控制,修正本地下垂控制的参考电压和频率,实现了各分布式设备有功功率的精确分配,减少了通信时间。     

配电网分布式电源“源—网”调度数据交互技术研究

分布式电源大规模接入给配电网运行特性带来影响,保障分布式电源"源—网"协调成为配电网运行控制的难题。结合分布式电源数据接入现状,分析研究了分布式电源"源—网"调度数据交互技术,搭建了"源—网"调度数据交互模型,为实现分布式电源与主配电网"物联"奠定了基础。     

时间敏感技术在电力通信网中的研究

分布式能源存在点多、接入距离远近不一、接入规约杂等问题,造成整个系统同步运行可靠性低,时钟的可信度差,进一步影响集中调控效率和质量。因此提出基于时间敏感网络的技术方案,研制采用时间敏感网络技术的以太网设备,令分布式能源调控任务中的所有采样数据处在同一个时间断面下,实现控制任务的时间/时序可测量、可预测,为建立高效、低成本的源-网-储-荷调控中心提供重要技术支撑。成果可推广应用至全国源-网-储-荷调控中心,具有广阔的应用前景。     

基于图像匹配的微电网负荷响应分布式电源波动控制方法

为了提升微电网智能化调控性能,针对微电网负荷调控策略制定问题,基于数据驱动思想借助人工智能技术,提出基于图像匹配的微电网负荷响应分布式电源波动控制方法.首先根据分布式电源与可调控负荷多维运行数据,构建下一调控周期微电网源荷综合特性图像;进而提出了基于K均值聚类-加速鲁棒特征(K-SURF)算法的微电网源荷综合特性图像相...     

工业园区主动配电网关键技术研究及应用

随着分布式电源和电动汽车等负荷的快速发展,作为区域经济发展主要载体的工业园区的快速发展对配电网的建设提出了新的要求,主动配电网概念的提出就是为了解决分布式电源、储能等新情况带给电网的问题,相关技术是解决园区配电网发展问题的有效方法。文章提出了适用于工业园区的主动配电网建设的总体架构,结合主动配电网技术的发展趋势,从态势感知、柔性直流、交直流混合配电网、需求响应和网源荷协调控制5个方面阐述了工业主动配电网的关键技术。最后简要描述了苏州工业园区主动配电网示范工程和锦州新能源城市主动配电网示范工程,对提出的体系架构和突破的关键技术进行了应用验证,为国内工业园区主动配电网的建设提供了可复制、可推广的发展思路。     

柔性配电网间歇性分布式发电消纳能力分析

文中从源-网-荷的匹配性角度分析柔性配电网(FDN)对间歇性分布式电源(DG)的消纳作用。首先,提出了DG与负荷匹配度的概念,可以衡量二者的功率平衡程度。为了更好地解释消纳结果,将消纳率分为源-荷匹配消纳率和源-网-荷匹配消纳率,前者忽略了网络约束。其次,提出了由匹配度计算源-荷匹配消纳率的方法,给出了基于直流的时序生产模拟模型,以及电压校验和结果修正方法计算源-网-荷匹配消纳率。最后,根据DG与负荷的匹配关系设计了3个典型场景,对比分析了FDN和传统刚性配电网(RDN)的消纳率,得到FDN的消纳机理及运行和规划的建议。     

基于多层电价响应机制的主动配电网源—网—荷协调方法

为应对可再生能源高渗透率配电网多层协调难题,提出了一种基于多智能体和多层电价响应机制的配电网模糊机会约束源—网—荷功率协调响应方法。针对分布式电源、主动负荷及微电网的运行特性,分析了可再生能源高渗透率配电网的源—网—荷协调难题,引入多智能体系统和多层电价响应机制构建协调优化框架。在此基础上,考虑可再生能源及主动负荷的不确定性因素和多智能体对风险的追求差异,利用模糊机会约束规划刻画主动配电网与源、荷及微电网的协调互动,分别构建配电网层、直接协调源荷层和间接协调微电网层的优化模型。随后,利用神经元网络和等价类转化处理随机规划模型中的模糊因素,并采用蝙蝠算法和黄金分割法进行求解。最终,通过算例仿真验证了该优化方法的有效性。     

基于PMU的中压配电网精确故障定位方法及关键技术

中压配电网精确故障定位技术对于减少电力系统的停电时间和停电频率,提高供电可靠性具有重要的意义。同步相量测量技术的广泛应用,为在配电网中实现故障的精确定位奠定了基础。文中对以配电网同步相量测量装置（D-PMU）为基础的中压配电网精确故障定位方法的研究进行了分析和展望。在对中压配电网故障定位技术现状进行分析的基础上,阐述了目前配电网精确故障定位面临的机遇与挑战,提出了实现精确故障定位的前提条件。在此基础上,围绕着中压配电网精确故障定位研究的主要科学问题,提出了需要重点关注的研究内容,并对相关的研究思路和技术路线进行了详细的阐述。     

Active coordinated operation of a distribution network system for many connections of distributed generators

Recently, the total number of distributed generators (DGs) such as photovoltaic generation system and wind turbine generation system connected to an actual distribution network has increased drastically. The distribution network connected to many distributed generators must be operated keeping reliability of power supply, power quality, and loss minimization. In order to accomplish active distribution network operation to take advantage of many connections of DGs, a new coordinated operation of distribution system with many connections of DGs is necessary. In this paper, the authors propose a coordinated operation of distribution network system connected to many DGs by using newly proposed sectionalizing switch control, sending voltage control, and computation of available DG connection capability. In order to check the validity of the proposed coordinated operation of distribution system, numerical simulations using the proposed coordinated distribution system operation are carried out in a practical distribution network model. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 167(3): 46–57, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20655     

适用于保护控制的同步相量测量方法

近年来,电力系统电力电子化特征导致输配电网动态特性耦合紧密,系统性故障频发。同步相量测量单元(PMU)在动态安全控制中作用愈发重要。适用于智能配电网的同步相量测量装置的研究也得到广泛开展。如何在当前复杂电气信号条件下保证相量测量精度的同时,缩短其阶跃条件下的响应时间对保护控制应用至关重要。文中提出一种适用于保护控制的同步相量测量方法。该方法揭示了阶跃信号对相量测量的影响机理,分析了相量模型参数在阶跃信号条件下的行为规律,提出了信号阶跃识别方法。进一步,揭示了阶跃量大小与动态相量模型参数突变量的线性关系,提出了阶跃过程中相量修正方法,减少了相量计算的响应时间。仿真与实际录波数据测试验证了所提方法可有效减少响应时间,为智能配电网保护控制提供快速准确的测量数据。     

主动配电网协调控制系统设计及应用

分布式电源的不断增多以及电动汽车等多样性负荷的发展,给配电网的运行控制带来了极大挑战。为充分发挥主动配电网的作用,适应智能电网的发展需求,提出一种主动配电网协调控制系统。文中详细阐述了系统总体架构设计、软件架构设计,以及包含特性分析、态势感知、协调控制在内的应用功能设计,通过实现电源、电网、负荷的互动协调控制,充分挖掘配电网中可调可控资源的潜力,在主动配电网安全可靠运行基础上,提升分布式电源的有效消纳以及多样化负荷参与电网调峰的能力。文中设计开发出的主动配电网协调控制系统已应用于常州配电网。     

Control Scheme for Distributed Generator ProvidingNetwork Voltage Support

The distributed generator over the last 30years has posed several challenges when they are connected to a distributed network.The most immediate problem is to change the voltage at the connection point depending on the power supplied to the network and may cause it to exceed statutory limits.This paper describes a new control scheme for a distributed generator for supporting the voltage control in the network,thus ensuring the distributed generator to contribute to network voltage management.The scheme performance is demonstrated by a model for a distributed generator connected to a distribution network.The result shows that using the new control scheme,the distribution network voltage constraints are maintained while maximizing the active power delivered by distributed generators.     

主动配电网电压协调控制

分布式发电的协调控制与管理为主动配电网的主动电压调节提供了更多的技术手段,使得主动配电网的电压协调控制成为可能。分析了分布式发电对于现有配电网电压水平及其控制策略的影响,在此基础上研究并提出了主动配电网的电压分层协调控制体系及其策略。一方面利用馈线电压的精准估算,通过闭环控制逻辑实现单条馈线的电压水平实时控制,并设计了相应的主动配电网电压协调控制器;另一方面借助变电站变压器的分接头调节和电容器投切协调多馈线的电压水平,确保配网的电压质量。针对一个双馈线主动配电网的仿真试验验证了所提控制策略的有效性及实用性。     

Optimal voltage control in distribution systems using PV generators

Recently, renewable energy technologies such as wind turbine generators and photovoltaic systems have been introduced as distributed generation. The connection of large number of distributed generators causes voltage deviation beyond the statutory range in a distribution system. In this paper, a methodology for voltage control in proposed by using the tap changing transformers and the inverters interfaced with the distributed generators. In the proposed method, information of the voltage and power is collected via a communication network. Based on these information, the optimal reference values are calculated at the control center, and sent to the transformers and the inverters. The proposed method accomplishes a coordinated operation among the control equipments and reduces the voltage deviation. Effectiveness of the proposed method is verified by the numerical simulation results.     

基于风光荷功率曲线的有源配电网动态孤岛划分方法

分布式电源大量融入配电网后,基于分布式电源孤岛运行成为配电网故障处理的一种重要方式,其中孤岛划分是实现分布式电源孤岛运行的关键。文中从孤岛控制方式以及多时间段有功平衡这两个角度对有源配电网孤岛划分问题进行了研究。介绍了孤岛控制方式研究情况,综合考虑了分布式电源出力间歇性和负荷需求波动性,建立了基于风光荷功率曲线的孤岛风险评估模型;提出了多时段动态孤岛划分方法,该方法实现了恢复负荷最大化,同时也考虑了孤岛内控制方式,为实现工程化奠定基础。对一典型含风光储配电网算例进行了仿真,仿真结果表明了所述动态孤岛划分方法的可行性和有效性。