保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法

以台风灾害为例提出了保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法.首先,基于配电网韧性量化,给出了配电网应急响应期间内的年综合失负荷成本模型:其次,为描述灾害的时空特性以及灾害攻击造成的线路故障不确定性,构建了多阶段多区域配电线路故障状态不确定集;最后,考虑规划决策集、多阶段多区域配电线路故障状态不确定集和系统运行集,建...     

台风灾害下电网韧性评估及差异化规划

台风灾害易使电网产生群发性地断线从而演化为大型停电事故，造成巨大经济损失。文中针对极端台风灾害下电网韧性评估及差异化规划方法展开研究。首先，基于Batts风场模拟，构建电网线路故障恢复模型，提出一种考虑重要负荷供电韧性的评估指标。然后，构建差异化规划两阶段优化模型：第1阶段基于差异化规划方案优化线路加固策略；第2阶段通过优化储能供电支撑负荷恢复策略，进一步校验规划方案的韧性提升效果。最后，通过椭圆函数修正惯性权重的粒子群优化算法进行求解。通过仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑节点电价机制的主动配电网两阶段动态故障恢复方法

针对含分布式发电并网的主动配电网故障恢复问题,考虑系统节点电价机制提出基于两阶段优化的主动配电网故障恢复方法。该方法第一阶段优化以开关状态集为控制变量,以失电负荷价值最小为目标函数,计及功率平衡约束,网络拓扑辐射状约束等必要约束条件。第二阶段优化首先建立配电网节点电价制定机制以及负荷响应模型,以决定系统节点电价方案的支路容量约束拉格朗日乘子为控制变量,以支路容量越限量最小为目标函数,计及节点电价机制约束等约束条件建立模型。最后通过一个仿真算例表明,考虑节点电价机制的主动配电网故障恢复方案相比于不考虑的情形下故障恢复指标更优,说明所建立的模型能够降低失电负荷量,提升系统在故障恢复期间运行的可靠性。     

考虑网架重构和灾区复电过程的配电网抗台风韧性评估

韧性用于评估在遭受严重冲击后的系统性能的维持和恢复能力,是智能电网的重要性能指标之一,文中提出了一种考虑网架重构和灾区复电过程的配电网抗台风韧性评估模型。根据不同等级台风灾害造成的配电网设备故障率分布函数及不同等级台风灾害的发生概率,同时考虑集中型、分散型、集中分散型3种常见故障设备分布方式,生成台风灾害影响下的配电网设备故障场景集合;评估各场景在"灾害发生—网架重构—灾区复电"全过程中配电网保证负荷供电的能力,并通过吸收率、适应率和修复速率3个综合指标来对韧性进行量化描述。最后,以IEEE 33节点配电系统为例,详细介绍了韧性评估的建模和计算过程,验证了该模型用于评估配电网韧性的可行性。     

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。     

计及效率提升的弹性配电网中可移动式储能优化配置方法

在弹性配电网的灾后恢复供电过程中,可移动式储能(mobile energy storage systems,MESSs)作为应急电源在恢复重要负荷供电时可发挥显著作用,如何合理配置MESS使得灾害发生后能够快速恢复对重要负荷节点进行供电具有重要意义。本文提出了一种计及效率提升的弹性配电网中MESS的优化配置方法。首先,考虑配电网中各节点停电风险和区域允许最短时限,给出该区域最优选址点个数及位置;其次,根据MESS的最短移动距离、最短移动时间和MESS的利用效率,建立负荷分层的MESS优化配置模型,以及以最小化灾后综合费用最小为目标函数。本文所提模型通过划分负荷的重要等级实现了优先为重要负荷恢复供电,提高了MESS的利用效率,最后通过算例分析验证所提配置模型的正确性和有效性。     

应对区域供电线路故障的多功能复合储能优化配置方法

区域供电线路故障会使部分线路出现短时拥塞,同时区域内重要负荷供电不足,导致大量切机和切负荷。针对这一问题,提出一种应对区域供电线路故障的多功能复合储能优化配置方法。该配置方法考虑了各发电单元在线路故障发生后的响应时间,优化配置功率型储能和切除部分非关键性负荷以缓解线路短时拥塞。考虑重要负荷在故障检修期间的供电需求指标,在已有功率型储能基础上,协调优化配置能量型储能以保障区内重要负荷供电。最后,以复合储能整体投资费用最小为优化目标,结合实际电力系统算例进行了仿真,对影响配置结果的关键参数进行了灵敏度计算,深入分析了复合储能优化配置的相关原理,验证了所提模型和方法的正确性。     

考虑需求侧管理的配电网分布式电源优化配置研究

在国家加大配电网升级改造力度的背景下,将需求侧管理及分布式电源接入纳入配电网规划中,提出了考虑需求侧管理的配电网分布式电源优化配置模型。首先,分析空调负荷作为需求响应资源的潜力评估方法;其次,建立了分布式电源(DG)优化配置容量最大化模型;再次,以配电网网损最小为目标,得到了DG在配电网中的最佳配置方案;最后,仿真结果表明,考虑需求侧管理的DG优化配置能够增强系统承受负荷增长的能力及可靠性。     

计及配电网可靠性和运行经济性的电网侧储能优化配置

针对储能提升系统可靠性和降低运行经济性的问题,提出一种综合考虑配电网可靠性和运行经济性的两阶段储能优化配置方法。在单一主电源供电可靠性模型的基础上,分别建立含储能系统单点接入、多点接入结构下的供电可靠性模型：阶段1以储能系统单点接入拓扑下的模型为规划对象,建立多目标规划运行双层模型,上层以储能容量投资成本、系统安全成本、统一时间尺度下的运行成本之和最小为优化目标,下层以综合运行成本之和最小为优化目标,同时考虑网络损耗、电能质量、负荷波动这3种运行成本,应用Gurobi工具包求解得到储能的规划运行方案;阶段2考虑新增供电线缆改造后的储能多点接入拓扑下的模型,以可靠性提升效益最大为优化目标,得到新增线缆规划方案。以修改的IEEE 33节点系统为算例,从不同的场景验证所提方法的有效性,并分析不同的停电风险价格对规划结果的影响。     

面向配电网弹性提升的智能软开关鲁棒优化

研究了自然灾害场景下提升配电网弹性的智能软开关(SNOP)优化配置问题。综合考虑SNOP的功能特性与运行边界,建立了面向配电网弹性提升的SNOP配置三层防御-攻击-防御优化模型,并提出了求解该模型的两阶段鲁棒优化方法——列约束生成(CCG)算法。以IEEE 33节点为例,对所述模型和求解算法进行验证,结果表明所得的SNOP优化配置与运行方案可显著提升灾害场景下的配电网弹性,降低供电负荷损失量。     

台风灾害下配网两阶段应急抢修恢复优化策略

沿海地区配网出现的事故多为自然灾害所致,其中台风灾害破坏尤为严重。尽管台风属于小概率天气事件,一旦出现影响严重,制定科学有效的应急抢修恢复优化策略有利于提高配网灾后复电速度。提出一种台风灾害下配网两阶段应急抢修恢复优化策略。第一阶段,根据台风灾害下监测的多源异构数据计算配网线路故障概率,在此基础上以故障线路等待抢修造成失负荷量最小为目标,建立配网应急抢修临时调拨中心选址模型。第二阶段,进一步考虑台风灾害后配网故障不确定性,采用蒙特卡洛场景生成与同步回代场景缩减相结合的方法,生成灾后配网故障场景。基于移动分布式电源与抢修人员相协同的思路,利用改进遗传算法求解灾后配网故障抢修恢复优化模型。最后,利用IEEE33节点系统验证所提方法的科学性与有效性。     

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...     

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。     

基于分层分区的含DG配网故障恢复策略

为实现计及DG随机性出力的主动配电网分层分区故障恢复,建立了基于DG时段出力模型的主动配电网故障孤岛划分策略,并建立了主动配电网故障两阶段恢复模型,第一阶段综合考虑负荷的波动性和DG出力的随机性,建立考虑负荷恢复价值最优的主动配电网区域恢复方案;第二阶段利用可中断负荷建立配电网开关操作次数最优的全局优化模型,实现主动配电网故障后的故障恢复,既保证重要负荷的优化恢复,又延长了开关寿命,提高了经济性。采用改进的IEEE69节点系统进行仿真验证,验证了文中方案的有效性。     

计及地震灾害不确定性的电气互联系统韧性评估与提升方法

地震灾害可能造成电气互联系统基础设施的严重损坏,导致停电停气事故。为评估和提升地震灾害下电气互联系统的能源供应能力,该文首先构建计及地震空间分布和震级不确定性的电气互联系统元件失效概率模型;其次,提出基于两阶段气网优化潮流模型的电气互联系统最优负荷削减算法,提升收敛性和计算效率,在此基础上,建立地震灾害下电气互联系统韧性评估及提升方法;最后,基于IEEE RTS 79电网和14节点气网,搭建电气互联测试系统,并利用此系统验证所提韧性评估及提升方法。结果表明,所提出的电气互联系统韧性评估及提升方法能够协助规划人员评判系统面向地震灾害的韧性水平,并能结合经济性选择最佳韧性提升方案。     

台风期间考虑配电终端功能可用性的配电网重构方法

近年来,包括地震、台风、山火等事件在内的极端灾害,给城市配电网的电气和通信控制设备造成了极大的破坏.为此,考虑台风灾害冲击,提出了一种考虑配电终端信息物理功能短时可用特性的配电网受灾和恢复过程仿真方法,用于改进配电网韧性量化评估结果.分析了灾害中储能支撑配电终端信息物理功能短时存续的能力,建立了考虑配电终端可用性的多阶...     

计及馈线自动化故障处理全过程的配电终端优化布置方法

为了进一步提高配电网供电可靠性,提出了一种计及馈线自动化(feeder automation, FA)故障处理过程的配电终端优化布置方法。首先以自适应综合型FA模式为例,分析FA的故障定位、隔离与恢复供电的故障处理全过程,并基于电力系统仿真软件DIgSILENT建立了配电终端的动作信号逻辑模型。其次,在考虑了FA故障处理过程的条件下,计算包括故障区域与非故障区域的总负荷停电损失成本,与总投资成本共同构成模型目标函数。考虑系统平均供电可用率指标约束等因素,建立配电终端优化布置模型。然后,基于整数编码的人工蜂群算法确定配电终端最优安装总数,制定配电终端最优配置方案,计算出配电终端最优选址方案。最后,以冀北某地区10 k V配电网作为仿真算例,基于DIgSILENT模拟FA故障处理全过程,验证所提方法的有效性和适用性。     

考虑可平移负荷管理的主动配电网故障恢复方法

针对主动配电网故障恢复问题,计及系统需求侧管理资源中的可平移负荷制定故障恢复方案。首先给出主动配电网负荷平移基本模型,其次以 故障恢复期间失电负荷电量最小为目标函数,计及负荷平移约束、功率平衡约束、网络辐射状等必要约束条件建立主动配电网故障恢复方法。对混沌 粒子群算法引入自适应惯性权重系数进行改进,并基于改进混沌粒子群算法对建立的模型设计求解流程。算例分析验证了所提方法的有效性。     

面向台风天气下主动配电网韧性提升的改进分级减载策略

为有效提升台风天气下主动配电网的韧性，提出同时考虑分级减载和同级负荷削减的主动配电网韧性提升方法。首先，综合考虑台风天气下强风和暴雨对配电网的影响，通过建立Batts台风风场模型和暴雨压强模型实现了对配电网元件故障率的量化分析，进而采用蒙特卡洛(Monte Carlo)法模拟台风天气下的主动配电网故障场景，并利用系统信息熵进行场景筛选，确定故障规模。其次，提出了同时考虑最大化一级负荷存活量与故障孤岛中同级负荷削减逻辑的主动配电网分级减载策略。然后，提出包括综合鲁棒性、一级负荷损失速度和损失率、总负荷曲线面积缺失比的4个主动配电网韧性评估指标，并通过遗传-粒子群融合算法(hybrid GA and PSO algorithm, GA-PSO)对配电网韧性评估模型进行高效求解。最后，基于Matlab 2020a仿真平台建立某实际配电网和IEEE 118节点测试系统算例，验证了提出的考虑分级减载的台风天气下主动配电网韧性评估方法的正确性和有效性。