基于机会约束规划的含智能楼宇主动配电网分布式能量管理策略EI北大核心CSCD

为实现集成智能楼宇(intelligent building,IBs)的主动配电网(active distribution network,ADN)灵活运行,该文提出一种基于机会约束规划的含IBs的ADN分布式能量管理策略。首先,基于建筑物的热惯性,构建含空调柔性负荷的IBs数学模型;其次,综合考虑楼宇侧与网络侧的运行约束,建立基于Dist Flow的集成IBs的ADN数学模型;然后,考虑到光伏(photovoltaic,PV)出力与外界温度的不确定性,利用机会约束规划将集成IBs的ADN优化问题转化为混合整数二阶锥规划(mixed integer second-order cone programming,MISOCP)问题;最后,为了保护配电网运营商与用户的隐私性,利用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)实现了集成IBs的ADN的分布式能量管理。基于ADMM的解耦机制,原MISOCP问题可以被分解为楼宇侧的混合整数线性规划(mixed-integer linear programming,MILP)子问题以及网络侧的二阶锥规划(second-order cone programming,SOCP)子问题进行求解。结果表明,在保障各主体信息隐私性的前提下,所提策略利用IBs灵活性实现了集成IBs的ADN全局最优能量管理。     

基于机会约束规划的主动配电网能量优化调度研究

主动配电网(Active Distribution Network)的产生对于加大可再生能源的消纳能力、提高用电互动化水平、实现配电网的灵活智能管理发挥着重要的作用,逐渐成为未来智能电网发展的重要方向。其中主动配电网能量管理系统(DMSs)作为主动配电网的最高决策中心,通过对各分布式电源的有效控制和调度,保障配电网的全局优化运行。为提高主动配电网运行的经济性和可靠性,通过对主动配电网能量优化调度技术进行分析,考虑到风力发电和光伏发电的不确定性,结合随机模拟技术和惩罚函数方法,基于机会约束规划建立了含有风力发电机、光伏发电单元以及储能装置的主动配电网能量调度随机数学模型。在满足各种约束条件的基础上,使用改进的粒子群算法求解该模型。并以某地区实际系统为算例,通过与标准粒子群算法进行比较,验证所提模型的正确性与有效性。     

基于机会约束的主动配电网动态经济调度方法

分布式电源在主动配电网中大规模接入后,需要对主动配电网进行动态经济调度,以降低主动配电网整体运行成本。由于可再生能源出力具有随机性和不确定性,主动配电网的动态经济调度面临广泛随机性,这对调度策略的可靠性提出挑战。为此,提出一种基于机会约束的主动配电网动态经济调度模型,该模型考虑了分布式电源出力及负荷预测的不确定性。由于该模型无法被直接求解,文章利用凸松弛原理,将原机会约束模型转化为确定性混合二阶锥规划模型。基于IEEE-33节点系统的算例表明,该模型可有效求解出主动配电网的最优经济调度策略,且电压越限率和线路容量越限率被严格控制在给定的机会约束概率以内。此外,算例结果表明所提出基于机会约束的经济调度方法优于传统确定性经济调度和鲁棒经济调度模型。     

基于机会约束规划的主动配电网分布式风光双层优化配置

提出了一种基于机会约束规划的主动配电网(ADN)分布式风光双层随机最优潮流优化配置模型。上层模型以兼顾传统配电网的投资收益与配电自动化成本的年利润最大为目标函数,通过蒙特卡罗(MC)随机模拟和前推回代法获取系统静态安全机会约束;下层模型以分布武电源(DG)有功削减最小为目标函数,考虑包括DG有功功率削减限制、有载调压变压器电压调节、DG功率因数调节等主动管理(AM)措施及系统静态安全机会约束。给出了结合遗传算法、MC随机模拟和前推回代法的模型求解方法,通过判断上层模型是否满足静态安全机会约束起动下层模型。算例仿真结果表明,该方法在满足置信水平的机会约束下可有效避免小概率事件的负面影响,且在适应多容量渗透率边界下获得兼顾安全经济环境优化的ADN规划方案。     

基于二阶锥规划考虑主动管理的主动配电网故障恢复

故障恢复是未来智能配电系统实现自愈的关键环节,对满足用户供电需求和减少停电损失有重要作用。针对含分布式电源的主动配电网,提出了考虑主动管理措施的故障恢复方法。考虑分布式电源出力调节和电容器组无功补偿约束,首先,构建了主动配电网孤岛划分模型,利用深度优先搜索结合广度优先搜索的算法进行孤岛的划分。然后,建立了主动配电网故障重构模型,采用二阶锥松弛技术将其转化为混合整数二阶锥规划模型进行快速求解。最后,在改进的IEEE 33节点主动配电网算例上进行了仿真计算,算例结果验证了所述模型和方法的合理性和有效性。     

考虑多种主动管理策略的配电网扩展规划

提出了主动配电网扩展规划的混合整数二阶锥规划模型,该模型以总的投资与运行费用最小为目标函数。文中考虑了4种主动管理措施降低规划方案成本及未来的运行风险,包括有载调压变压器调节、切机、切负荷及无功补偿。规划措施包括主动管理、新建线路、新建变电站、扩建变电站、新建分布式电源。配电网规划是一个混合整数非线性规划问题,再加对各种主动管理措施及未来不确定性的考虑,配电网规划问题求解变得相当复杂。基于配电网潮流方程及约束松弛技术,建立了配电网规划的二阶锥规划模型,并利用改进的IEEE 33节点系统及Miranda 54节点系统进行了算例验证。     

基于机会约束规划的含风机配电网重构

针对含风机配电网重构问题,提出基于单环网优化的高效的重构算法。在风机出力为随机变量条件下,建立了极小化网损悲观值为目标的随机机会约束模型,先利用启发式同步回代缩减方法缩减场景,再给出单环网搜索算法,最后采用基于单环网优化的重构算法高效求解,有效避免了可行解随机模拟计算量大的问题。算例比较结果表明,算法不但显著提高计算效率,而且保持了较高的计算精度。     

基于机会约束规划含光伏发电的配电网故障恢复

根据不同时段光照强度的概率密度函数构造了光伏发电(photovoltaic,PV)功率的离散概率模型。在此基础上,以关状态为优化变量,以高于置信水平的失电负荷量小为目标函数,以节点电压和支路功率越限概率满足置信水平要求为约束条件,建立了基于机会约束规划的含光伏的配电网故障恢复模型。充分利用光伏发电孤岛及光伏发电与配电网的协调配合,完善了光伏发电的孤岛策略,以保证重要负荷的供电。将生成树与蚁群算法结合,提出了求解配电网故障恢复机会约束规划模型的改进算法。IEEE 33节点系统算例仿真结果验证了该模型和算法的有效性。仿真结果也表明:故障发生时刻和故障恢复时间对含光伏发电的配电网故障恢复有重要影响,应结合故障发生时刻和故障恢复时间进行配电网故障恢复方案决策。     

基于改进Benders分解的配电网扩展规划机会约束优化方法

为了解决已有配电系统规划中非线性潮流模型建模问题和不确定性优化效率问题,本文提出了基于双线性Benders分解的配电网扩展规划机会约束优化方法。首先通过在规划投资层面和运行优化层面进行分阶段,构建了两阶段随机混合整数二阶锥规划模型;然后为了避免极端场景下导致的高昂投资成本,进一步扩展了传统的Benders分解方法,设计了基于双线性Benders分解的机会约束优化方法。通过三个算例系统验证了本文所提出方法的卓越的优化性能。     

考虑电动汽车时空负荷分布特性的主动配电网动态重构

实现电动汽车(ElectricVehicle, EV)规模化发展并与电网双赢的关键问题之一是如何提高EV充电负荷的预测准确性,并保证含大规模EV充电负荷的配电网运行的安全性和经济性。考虑EV时空负荷分布特性,建立了主动配电网动态重构与有功、无功联合优化数学模型,并给出了其求解方法。首先,根据出行链技术和马尔可夫决策理论,考虑天、人、路对EV的影响因素,构建了EV单位能耗模型和充电负荷的时空分布预测模型。其次,提出考虑储能系统、有载分接开关、投切电容器组、静止无功补偿装置和动态重构多种主动管理措施,计及经济、技术指标和各设备、系统运行约束,建立了含EV的主动配电网动态重构与有功-无功联合优化数学模型。然后,为了提高所构建模型的求解效率,通过二阶锥松弛和变量乘积线性化方法将非凸等式约束和非线性不等式约束线性化后,将原始的混合整数非线性规划问题转化为易求解计算的混合整数二阶锥问题。最后,基于修改的IEEE33节点系统进行仿真实验和对比分析,结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于智能软开关与储能系统联合的有源配电网运行优化

为消纳配电网中接入的高渗透率分布式电源(Distributed Generation,DG),文中提出一种将智能软开关(Soft Open Point,SOP)和储能系统(Energy Storage System,ESS)联合的方法对有源配电网进行优化。分析了ESS和SOP的原理并对其进行建模;将ESS加入到SOP中的直流环节,建立SOP和ESS联合的有源配电网时序优化模型,由于该模型属于混合整数非线性优化问题,文中采用二阶锥规划算法对其进行求解;在改进的IEEE-33节点配电系统上,对文中提出的优化方法进行分析与验证,并进一步对联合的SOP与ESS在不同接入位置下的优化结果进行了对比。算例分析表明:采用文中所提出的方法有利于配电网高渗透率DG的消纳,并能够起到改善系统电压水平和降低系统损耗的作用,很好地提高了配电网运行的可靠性和经济性。     

含电动汽车的主动配电网多目标分层优化调度

为了协调电动汽车车主和主动配电网之间的利益关系,本文提出了一种考虑电动汽车充电综合满意度和主动配电网运行效益的多目标分层优化方法。上层注重最大化电动汽车车主的充电利益,采用归一化法向约束法求解电动汽车的最优充放电计划,并将其作为下层的输入。下层目标为最大化主动配电网的运行效率,根据电动汽车的充放电计划调整可控分布式电源的输出功率,采用二阶锥规划法和带权极小模理想点法求解该非线性多目标问题。仿真结果表明,本文提出的含电动汽车的主动配电网多目标分层优化框架能够实现电动汽车车主和主动配电网的双赢,证明了该方法的有效性和合理性。     

电动汽车的主动管理及其对配网的影响建模

随着智能配电网的快速发展,大量分布式能源的接入使得配电网面临一些新的挑战。文章首先介绍了主动配电网的含义和结构,然后针对电动汽车作为主动负荷的特点,提出了以电动汽车整合实体为中心的分层控制结构。基于电动汽车及其主动管理对电网稳态运行的影响和效益分析,提出针对不同充电策略情况下评估电动汽车对低压和中压配电网影响的方法,建立相应的数学模型和算法流程,并进行了相关的仿真实验和结果分析,为将来配电网中电动汽车的主动管理与控制提供了理论基础。     

基于混合整数线性规划的含ZIP负荷有源配电网重构方法

随着分布式电源并网和负荷类型的日益复杂,传统配电网重构模型尚未考虑复杂的综合负荷模型。提出了考虑ZIP综合负荷模型的有源配电网混合整数线性规划方法。在辐射状配电网二阶锥潮流模型的基础上,通过线性回归法将ZIP负荷模型等效为ZP负荷模型,建立基于混合整数二阶锥规划的有源配电网重构模型。通过多面体近似将二阶锥约束进行线性化,建立基于混合整数线性规划的有源配电网重构模型。在三个不同规模配电系统的仿真结果表明,基于混合整数线性规划的有源配电网重构模型精度与基于混合整数二阶锥规划的几乎相同,但优化效率提高了15%~30%,具有较高的优化精度和效率。     

基于主从博弈和贪心策略的含电动汽车主动配电网优化调度

随着入网的电动汽车规模增加,为了实现电网与车主的双赢不仅要考虑其无序充放电对电网负荷的影响,还要计及双方的成本。基于此,建立了主动配电网与电动汽车主从博弈模型。上层以配电网运行成本最低为目标,通过合理的电价及激励策略引导电动汽车充放电,并协调优化分布式电源及储能;下层基于贪心策略进行两阶段优化,先以分时电价下充放电成本最低为目标优化充放电策略,在不减少收益的约束下,再最大化电网对减小负荷波动给予的激励调整策略。通过改进的IEEE 33节点系统算例分析表明,该模型在最大化双方利益的同时极大地缩小了负荷峰谷差,避免了大量电动汽车充电引起新的高峰。     

基于动态均衡凸-凹步骤法的含PI型DG配电网无功优化

采用电流控制型逆变器并网的分布式电源和储能系统具有PI型并网功率接口特性,如果将其近似建模为恒功率模型,则可能造成无法忽视的计算偏差.研究计及PI型分布式电源精确功率接口特性的配电网无功优化问题以及相关的二阶锥松弛模型的可行性恢复方法.针对惩罚目标函数法和基本凸-凹步骤法在可行性恢复能力和最优性保持能力方面的缺陷,提出...     

基于机会约束规划的主动配电网最大供电能力双层优化

与传统配电网不同,接入主动配电网的可控分布式电源能够参与配电网的经济运行。可控分布式电源的出力分配由主动配电网的经济调度策略确定。为实现供电能力最大化,可控分布式电源通常运行在额定状态,这与经济运行的目标相背离。这一矛盾会对最大供电能力计算带来影响。提出一种基于机会约束规划的主动配电网最大供电能力双层优化模型。上层模型用于求解主动配电网的最大供电能力;下层模型在负荷增长的过程中结合主动配电网对可控分布式电源有效管理的特点,对可控分布式电源出力按经济调度原则进行分配。以改进IEEE-33配电系统为例对该模型进行验证,结果表明该模型可获得符合主动配电网经济运行要求的最大供电能力。