基于LCC和改进蚁群算法的配电网线路规划

线路规划是配电网规划的主要部分。分析配电线路项目各阶段成本,在考虑城市配电网变电站布点确定、线路走廊有限的情况下,建立以全寿命周期成本最小为目标的线路规划模型。通过对蚂蚁行进路径和信息素更新等方面的分析,形成改进的蚁群算法并应用于线路规划模型的求解。以某新建区域配电线路规划为例,验证了该模型和算法的有效性。     

多源协同的配电网多时段负荷恢复优化决策方法

当极端灾害引起大停电事故时,可协同多种电源和储能快速恢复重要负荷,提升配电网韧性。首先探讨多源协同故障恢复对配电网韧性的提升作用,然后以最大化负荷的加权供电时间及最小化总网损为目标,以各时段负荷状态、电源输出功率及线路投运状态为优化变量,考虑有限能量约束、运行约束和拓扑约束等,将多源协同的配电网多时段负荷恢复问题建模并松弛为混合整数二阶锥规划模型,并利用商业优化软件求解,得到最优恢复策略。最后,通过改进IEEE 13节点和IEEE 123节点配电系统标准算例和仿真验证了所提方法的有效性和优越性。     

应对极端灾害的韧性配电网自动开关优化配置

以台风灾害为例研究了考虑配电网抗灾韧性的自动开关优化配置模型。首先考虑台风风场、配电系统故障状态、系统负荷的不确定性,生成随机场景。其次分析台风灾害期间的配电网故障处理及供电恢复过程中的负荷区域供电状态,将自动开关优化配置问题进行建模,转换为两阶段的混合整数线性规划框架,第一阶段获取以投资运维费用和韧性成本的总费用最小为目标的自动开关配置方案,第二阶段求解以台风期间系统韧性指标最小为目标的负荷区域供电状态。最后,以IEEE 33节点系统为算例进行仿真分析,仿真结果表明所提出的模型应用自动开关配置方案后,具有较好的经济效益和韧性提升效率。     

考虑台风时空演变的配电网移动储能优化配置与运行策略

针对台风极端灾害下配电网难以保障安全可靠用电的问题,考虑台风时空演变对配电网线路故障状态的影响,提出了一种基于场景概率的鲁棒优化配电网移动储能配置与运行策略,以提升配电网弹性.首先,将配电网所在地理区域网格划分后建立映射坐标系,并根据气象信息建立台风灾害时空演变模型,从而构建配电线路故障率时空特性矩阵.然后,基于线路故...     

基于支持向量机算法的配电线路时变状态预测方法

配电线路状态准确预测是进行配电网调控的基础。提出了基于支持向量机（SVM）算法的配电线路时变状态预测方法。首先,分析影响配电线路状态变化的因素,构建基于Fokker-Planck的配电线路状态转移模型。其次,融合配电信息系统多源海量数据,采用基于相关度的最优特征子集筛选方法构建配电线路状态特征变量集,采用合成少数类过采样技术（SMOTE）算法解决线路故障状态样本数量少而带来的样本集类别不平衡问题。然后,考虑到线路状态二分类的特点,采用SVM算法进行线路运行工况的分类预测,形成了基于SMOTE-SVM算法的状态转移模型求解方法,可实现配电线路时变状态预测。最后,以某实际配电系统为算例验证了所提方法的有效性。     

10kV配电网线路规划接入容量计算方法及应用

为更好地实现10kV配电网的精益规划和精准投资目标,提出一种10kV配电网线路规划接入容量计算方法。首先,确定10kV配电网用户负荷分类并分析负荷特性,摸清用户用电规律;其次,研究10kV配电网用户负荷需用系数,明确用户负荷发展进程,指导新增用户接入管理;最后,在研究10kV配电网用户同时率和10kV线路供电能力的基础上,建立数学模型计算10kV线路配电变压器接入容量。应用实例表明,此方法确定的10kV配电网用户负荷需用系数和10kV配电网线路规划接入容量科学、合理,能够优化设备利用效率,提高线路运行的经济性、安全性和可靠性。     

基于多元化负荷可靠性要求的配电自动化应用研究

随着社会经济的不断发展,配电网中的负荷日益呈现多样性和复杂性的特点,且不同类型负荷对电力系统可靠性和供电质量的需求各异,因此,开展基于多元化负荷接入特性对可靠性要求的配电自动化规划方法研究具有重要的理论与实际意义。以长沙市芙蓉区为例,首先分析芙蓉辖区内主要行业负荷的特性,结合行业特点确定不同负荷的供电可靠性需求;随后依据所辖区的供电可靠性规划、人工故障区域隔离时间、故障修复时间和故障率确定供电线路所需配电终端的数量,结合每条馈线的负荷类型、网架结构与分段开关的重要程度,确定配电终端的类型与布设位置;最后基于各类型设备的数据采集量与所辖区配电网的现状及规划,估算主站处理数据量,明确主站的建设类型及相应的软硬件功能配置。芙蓉区实施配电自动化后用户供电可靠性显著提高,其中永华线实施全三遥终端配置后供电可靠性从99.997 99%提升至99.999 46%,五一水泵线实施三遥与二遥组合终端配置后,其供电可靠性从99.993 55%提高到99.997 25%。     

基于配电自动化的线路故障快速定位研究

线路故障是影响配电网运行安全性、可靠性和稳定性的重要因素.本研究主要从某地区10kV配电网线路故障现状出发,借助配电自动化技术和GIS定位技术,构建配电网线路故障快速定位系统,对网架结构、状态数据等进行分析,确定配电线路故障处理和运行维护的关键点.望在一定程度上推动智能配网建设和发展进程.     

考虑分布式光伏高效消纳与负荷损失最小的区域配电网应急资源协同配置策略

为实现应急资源的合理配置,综合考虑区域配电网正常运行和故障运行下的经济性,提出一种采用线路加固和分布式储能的应急资源协调配置策略。利用最大风速法和阈值法模拟得到线路故障情况,并采取基于Kantorovich距离的后向削减法得到区域配电网遭遇极端天气时的源荷分布经典场景。综合考虑正常工况下分布式光伏高效消纳和故障工况下负荷损失最小,构建了包含应急阶段失负荷成本、应急资源投资成本以及正常运行成本的优化模型。以改进的IEEE 33节点配电网为例对所提应急配置策略进行验证分析。结果表明,所提应急资源配置策略可以兼顾分布式光伏高效消纳和负荷损失最小,在减少极端灾害下经济损失的同时,促进区域配电网的低碳经济运行。     

配电网三相负荷平衡与经济运行分析

配电网三相负荷不平衡的情况在配电线路运行中经常出现,阐述了三相负荷不平衡度大不仅增加线路相线和中线的功率损耗,也对配电变压器的安全运行带来一定的影响.因此,必须定期对配电网进行三相负荷的测定和调整工作,使配电网的三相电流基本保持平衡运行状态,达到安全运行和节能降耗的效果.     

考虑可靠性收益的配电网智能软开关规划方法

智能软开关(SOP)具有较强的潮流控制能力,在配电网正常运行场景下和故障环境中均能有效发挥作用,在规划层面应兼顾其对于配电网供电可靠性与运行经济性提升所带来的综合收益。文中综合考虑了SOP接入对配电网供电可靠性和运行经济性的影响,建立了智能软开关规划模型;采用快速搜索和发现密度峰聚类方法对年负荷数据进行聚类,生成配电网典型运行场景以计算其对运行经济性的提升收益;采用基于关联约束的支路故障率计算方法,考虑线路电流负载率、节点电压以及线路长度对支路故障率的影响,生成动态预想故障集以计算供电可靠性收益;采用模拟退火与二阶锥规划相结合的混合算法对上述规划模型进行求解,最后,在PGE 69节点算例上验证了所提规划模型的有效性。结果表明,面向配电网可靠性与经济性的SOP规划方法能够有效降低配电网综合成本,实现投资效益的最大化。     

计及恶劣天气时空相关性的弹性配电网储能电站多层规划方法

针对恶劣天气下配电网应对极端事故的系统弹性提升问题,提出了计及复合自然灾害时空相关性的配电网储能电站多层规划方法。首先建立了恶劣天气下考虑暴雨强度与风速相关性的联合灾害强度概率分布模型,通过对复合灾害强度分布特征与配电网元件运行风险之间的多维时空相关性分析,构建了计及复合自然灾害时空相关性的配电网故障风险模型。其次提出了复合灾害天气下提升配电网运行弹性的储能电站多层规划策略,构建了考虑灾害时空分布特征的储能配置-风险建模-配网调度的储能电站规划模型架构,并基于Benders分解将其转化为三层混合整数非线性规划问题进行高效求解。通过典型配电网的仿真测试和对比分析可知,所提方法能够有效提升恶劣天气下配电网应对故障风险的运行弹性和恢复能力,保障灾害事件下配网重要负荷的可靠供电。     

计及多阶段抗灾性能的骨干网架多目标优化

构建抗灾型骨干网架并对其进行差异化加固,可以保障极端灾害下电网安全运行和重要负荷供电。在此背景下,提出一种计及多阶段抗灾性能的骨干网架多目标优化模型。该模型定量评估了电网中节点和线路的拓扑和运行重要度,并提出基于核主元分析的综合评估方法。在满足投资限制的基础上,以最大化网架生存性、抗毁性和系统可恢复性为目标对抗灾型骨干网架进行优化。然后,采用嵌入图论修复策略和档案学习策略的改进全面学习粒子群优化算法求解优化模型,以扩大可行解空间。最后,某区域电网仿真算例验证了该模型的有效性。     

计及台风灾害全过程模拟的配电网差异化加固规划韧性提升方法

台风会对配电网系统造成严重影响,制定架空线路的防风加固规划方案至关重要。为提高配电网抵御自然灾害的韧性,提出一种计及台风灾害全过程模拟的配电网差异化加固规划韧性提升方法,通过模拟台风登陆至消亡时刻全过程实时风况信息,对各线路实施差异化加固。首先,利用狄利克雷过程混合模型(dirichlet process mixture model, DPMM)聚类算法提取典型台风登陆场景,结合风暴轨迹模型和Batts风场模型模拟实时台风移动路径和台风风场,计算配电网线路实时故障概率。然后,结合台风场景模拟结果和不同设计风速标准下的差异化的架空线路故障率,建立以多等级线路加固年投资成本、台风过境过程中失负荷成本、停电损失和维修成本最小为目标的双层随机规划模型,并利用Benders分解算法进行求解。最后,以改进IEEE33节点系统为例,对所提方法有效性进行了验证。     

应对极端冰灾的电力系统多阶段韧性提升策略

为提升冰灾下电力系统的韧性,降低系统负荷削减量,提高系统恢复速率,提出一种应对极端冰灾的电力系统多阶段韧性提升策略。对冰灾场景以及受冰灾影响的线路故障率进行建模;从线路抗冰能力、系统负荷损失、系统恢复情况、线路受损情况、维修资源充裕度多个角度构建电力系统综合韧性评估指标,以定位冰灾下系统的薄弱环节;在此基础上,通过灾前线路故障风险预测、灾中机组出力调整以及除冰线路筛选和主动停运除冰、灾后维修顺序规划等策略提升冰灾下的系统韧性。基于IEEE 39和IEEE 118节点系统进行仿真分析,结果验证了所提韧性评估方法和提升策略的有效性。     

台风灾害下考虑脆弱线路加固的新型电力系统弹性提升方法

随着双碳目标的提出,传统电力系统将不断向新型电力系统转变。在此背景下,有效应对台风等小概率高损失的极端自然灾害事件是新型电力系统建设中的巨大挑战。线路加固在提升新型电力系统弹性方面有重要作用,但现有加固措施方案制定过程中对新型电力系统内输电网侧脆弱线路关注较少,忽略了灾害下脆弱线路开断引发的多重故障风险,可能导致加固方案适用性减弱。文中聚焦台风灾害,将灾害下负荷损失和脆弱线路存护比例作为弹性量化指标,提出一种考虑脆弱线路加固的新型电力系统弹性提升模型。根据弹性指标特性,分别将灾害下负荷损失和脆弱线路存护比例作为目标函数和约束条件,该模型以线路加固成本、台风灾害下切负荷成本之和最小为目标,考虑了脆弱线路存护比例约束。通过IEEE RTS 24系统算例分析表明所提方法能够有效满足弹性指标要求。     

考虑韧性提升的输电网灾前预防检修多目标多阶段优化

极端气象灾害易使输电网发生大面积故障。输电网设备的健康程度影响着输电网抵御极端气象灾害物理层面的能力。为进一步提升输电网抗灾能力,减轻经济损失,从输电网韧性提升的角度出发,对输电网灾前预防检修策略进行研究。首先提出将灾害风险抵御力作为输电网灾时韧性评价指标,同时针对极端灾害的时空特性,采用场景分析法来计算韧性指标。根据输电网灾前预防检修的韧性提升、检修风险、经济性的要求,提出输电网灾前预防检修多目标多阶段优化模型,并采用NSGA-II算法与数学规划求解器结合的方法求解。采用IEEE RTS-79算例对优化模型的有效性进行了仿真验证,算例结果表明,文章所提优化模型能得出明显的Pareto前沿以及最优折衷解,以此得到最优灾前预防检修计划,在提升灾时韧性的同时控制灾前预防检修的风险与费用,从而帮助电网运行人员做出科学决策,具有较好的应用价值。     

基于蝴蝶优化的配电线路双层迭代降损方法研究

为解决10 kV长配电线路损耗大、电压质量差及降损设备年投资回报率低等问题,提出一种结合蝴蝶优化的配电线路双层迭代降损增效方法。首先,考虑线路负荷三相不平衡,应用电力系统仿真软件OpenDSS建立目标配电线路分相潮流仿真模型。其次,增加10 kV线路无功补偿装置容量与位置以及调压器分接头挡位与位置为控制变量,建立以考虑全寿命周期成本(life cycle cost, LCC)的年投资回报率最大为目标的外层规划模型,以年有功损耗及年平均电压偏移量最小的多目标为内层运行模型。然后,利用蝴蝶算法通过Python调用OpenDSS潮流计算模型仿真,得到潮流结果和理论线损并求解降损模型。最后,以某供电公司线路为算例进行验证,结果表明该方法能为线路降损提供实用的实施方案。     

灾害全过程配电网弹性评估方法及提升策略

针对极端灾害下配电网的故障特点,提出一种考虑其全过程的配电网弹性评估方法以及针对各阶段的弹性提升策略.首先,提出事故抵御方案、故障抢修与网络重构的故障恢复方案,建立灾害全过程配电网弹性提升策略框架.其次,为能够准确评估灾害全过程中配电网的供电能力,提出考虑时变性的3个弹性评估指标.再次,在事故抵御和故障恢复阶段的弹性提...