含新能源和电动汽车并网的配电网无功优化研究

新能源和电动汽车的快速发展及其在配电网的并网给配电网的无功优化带来了严重的困难.在分析新能源和电动汽车功率随机特性的基础上,建立了综合考虑配电网运行经济性和安全性的无功优化数学模型,并提出了一种融合Q学习算法和改进蚁群算法的新型求解方法.利用Q学习算法在全局性搜索的优势来弥补蚁群算法全局性不足的缺陷,通过含新能源和电动汽车并网的配电网无功优化仿真对比分析.结果 表明,方法能更好地提高配电网的经济性和安全性指标,证明无功优化模型及求解方法的有效性和具有的优势.     

含电动汽车并网的主动配电网优化配置方法

针对含电动汽车充电桩并网的主动配电网优化配置问题,考虑系统采用价格型需求侧管理方案,制定主动配电网的优化配置方案。首先建立主动配电网价格型需求侧管理方案以及负荷响应模型。其次建立系统优化配置方法,所提出的方法计及购置成本,安装成本,运维成本,运行成本,设备残值建立综合配置成本最小为目标函数;考虑系统功率平衡约束,微源运行约束,节点电压约束等必要约束条件建立优化配置模型。采用混沌粒子群算法对所建立的模型进行求解。最后通过一个优化配置算法表明,得到的配置方案能够满足一般负荷和电动汽车充电负荷的用电需求,同时主动配电网在并网模式下配置低于高于离网模式下,在计及需求侧管理下的配置成本低于不考虑需求侧管理情况下。     

基于多种主动管理策略的配电网综合无功优化

建立了主动配电网综合无功优化模型,该模型基于主动配电网中各种主动管理措施和优化策略,包括电容器无功补偿、变压器有载调压、分布式电源无功调节、配电网络重构。通过分析无功优化策略对配电网的负面效应,在模型中加入了无功优化策略之间的优先次序,同时还加入了变压器损耗,使优化模型更具实际意义。通过改进的IEEE 33节点系统仿真对模型进行了验证,结果表明:应用考虑各种主动管理策略及其对配电网负面效应的综合无功优化模型可以得到更加合理的无功优化方案,并且网损和电压质量都较传统无功优化方案有大幅改善。     

计及充电站无功补偿的配电网日前-实时协调优化模型

电动汽车通过充电桩的变流器接口接入配电网,变流器的无功功率调节能力有助于改善配电网电压分布和运行效率.文中提出一种计及充电站无功补偿的配电网日前-实时协调优化模型.首先,建立了以配电网运营成本最小为优化目标的日前优化模型,确定充电站日前有功功率、电容器组投切和有载调压挡位.再根据日前优化结果和电动汽车实时数据,建立配电网与充电站分层协调的电动汽车有功和无功功率实时优化模型,其中为确保每台电动汽车离开时能够达到目标荷电状态,考虑电动汽车前一时刻荷电状态的影响动态调整其当前荷电状态边界.最后,通过IEEE 33节点系统测试验证了所提模型的有效性.     

主动配电网中电动汽车充电站智能管理控制系统设计

电动汽车群聚性充放电行为会给配电网带来冲击。提出了电动汽车充电站在主动配电网中的四层智能管理控制系统:顶层为主动配电网协调控制系统,实现配电网的能量优化分配;中间层为充电站级控制系统,根据顶层指令及负荷高峰情况,按照强制和协议两种模式,控制底层系统;底层为本地控制系统,实现对充电电流和功率的调节;用户层为信息接收响应系统,实现用户与主动配电网的"互动"。对该智能管理控制系统的设计思路进行了阐述,并对电动汽车在主动配电网中一些新技术进行了展望。     

含风光储联合发电系统的主动配电网无功优化

为了提高风、光能的利用率及降低其出力波动性对配电网的冲击,利用风力与太阳能时间与空间上的互补性及储能装置对功率的平抑作用建立含风光储联合发电系统的主动配电网模型,以无功补偿装置作为优化变量对主动配电网进行多时段动态无功优化,以电压偏差及网络损耗最小为多目标建立优化模型,利用凸松弛技术将优化模型转换为具有凸可行域的二阶锥规划(SOCP)模型。在IEEE33节点配电系统上进行仿真,对含不同类型的分布式电源发电方式的配电网进行无功优化,对比分析其对主动配电网调压降损的作用,并且对风光储联合发电系统的优化策略进行分析,最后验证了二阶锥规划松弛技术的精确性及可靠性。     

考虑主动响应的电动汽车充电站-配电网协同规划

在考虑电动汽车主动充电响应的基础上,提出了电动汽车充电站-配电网协同规划模型。电动汽车作为典型直流负荷,具有主动响应特性,将之作为规划考虑因素,对电动汽车进行分时段电价调整,引导用户主动响应充电电价变化,由峰时充电向平时和谷时转移,可降低变电容量。另外,利用直流馈线代替部分交流馈线以满足电网中增加的直流负荷,降低电网中的馈线投资,共同降低了总规划成本。最后采用混合整数线性规划方法,通过CPLEX对该优化问题进行求解,并通过13节点配电网系统对交流配网和交直流配网分别进行了对比分析,对所提方法进行了仿真验证。     

基于半定规划的三相主动配电网无功优化

配电网无功优化是一个非凸非线性混合整数规划问题,一直难以获得最优解。在考虑配电网三相不平衡的基础上,将配电网无功优化问题松弛为一个凸的半定规划(semi-definite programming,SDP),而凸问题可以得到最优解。采用灵敏度分析和分支定界相结合的方法处理含离散-连续变量的混合规划问题。基于改进的IEEE33节点三相配电系统进行了算例分析,验证了该方法能够精确求解非凸非线性规划问题。     

考虑电压稳定的主动配电网动态无功优化

高比例分布式电源的接入造成电网局部电压越线问题严重,配电网动态无功优化是配网安全、稳定运行的重要保障。提出了一种考虑电压稳定的主动配电网动态无功/电压调控策略,基于分布式电源运行特性和网络日负荷曲线,建立考虑电压稳定、网络损耗为目标的主动配电网动态无功电压模型,同时考虑电容器组、SVC等无功调压设备动作次数约束;提出了基于柯西变异的动态权重粒子群优化算法,在粒子群进化过程中通过动态调整权重因子、学习因子提高算法的寻优速度,利用柯西变异提高算法跳出局部最优解的能力;最后,通过仿真算例验证本文方法的可行性和合理性。通过合理控制无功调压设备的动作时间实现一天内主动配电网无功潮流的最优分布,提高系统运行的安全性和稳定性。     

含新能源发电的电动汽车充电站充电功率在线优化策略研究

针对含新能源发电系统的电动汽车充电站充电功率优化问题,本文提出了一种充电功率在线实时优化策略,依据新能源发电出力及电动汽车当前充电状态动态调整未来24小时内充电站各充电桩充电功率。该在线优化策略依据电动汽车充电负荷特点,设计了基于状态依赖的决策变量分类方法,降低了每次优化待优化向量维度;改进了微分演化算法,分别对有效决策变量组合以及决策矩阵中有效元素进行优化,旨在快速、准确地对充电站中各充电桩未来24小时内的充电计划进行实时优化。该优化策略对降低充电站运行成本、改善因电动车充电引起的负荷波动具有一定的参考价值。     

含分布式光伏和电动汽车的主动配电网电压一致性协同控制

分布式电源渗透率的快速增加使得低压配电网中出现严重的电压问题,而电动汽车(Electric Vehicle,EV)的广泛应用使得其参与电压控制成为了可能。提出了一种利用电动汽车的电池能量管理和分布式光伏阵列的无功、有功控制,来调节光伏发电渗透率较高的配电网中的电压。考虑到电动汽车电池容量和荷电状态(SoC)的不同,提出基于一致性算法的分布式控制策略来有效利用EV电池的有限存储容量。在此基础上,提出基于分布式光伏组件无功调节和有功调节的本地电压控制策略,并计算分布式光伏的无功与有功控制调节量。通过仿真分析,验证了文中所提的分布式一致性电压协同控制的有效性,可以有效缓解由反向潮流引起的电压升高,并补偿峰值负载导致的电压降落,消除由分布式电源大量接入带来的电压越限问题。     

考虑逆变器无功支撑和三相选择的不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制

现有电动汽车有序充电控制均聚焦于对有功充电负荷的时空迁移而非消除,仍存在一定的运行越限风险;同时现有研究多基于三相平衡网络模型,而实际配电网是显著不平衡的。为此基于逆变器的无功注入和三相选择,提出了一种新型不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制策略。首先定义了电动汽车充电控制的多目标优化模型,以实现最小化网损和充电成本、最大化无功收益的整体优化;接着计及逆变器无功注入和三相选择,提出了一种电动汽车优化协调控制策略,以实现电网24 h范围内运行的优化;最后基于某澳大利亚真实配电网开展详细仿真分析,验证所提电动汽车有序充电优化模型和协调策略的正确性和有效性。     

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。     

配电网的无功优化和无功补偿

结合我国配电网网损大、电压合格率低的特点,提出了配电网无功优化规划的数学模型,分析了其在4种配电网无功补偿方式的应用。利用该数学模型可得到并联电容器的补偿容量和有载变压器分接头的位置,解决了补偿容量依据供电部门要求达到的功率因数确定,而不是依据用户用电时的实际效益、最佳电能质量、最小支付电费的经济功率因数来确定的问题。     

配电网无功综合优化的补偿模型及其应用

研究了配电网络无功优化补偿问题，提出了采用高压１０ｋＶ固定电容器补偿和低压电容器分时投切相结合方式，可对补偿电容器容器，位置及投切时间作出优化决策。程序模型以包括电容器固定投资的净节约现值为目标，考虑了电压约束，采用分阶段逐组对标准电容器进行优化补偿，计算速度快，无迭代收敛问题，经实际应用经济效益显著。     

含电动汽车充电站的主动配电网二阶段鲁棒规划模型及其求解方法

基于电力-交通耦合单元联系主动配电网和交通系统,针对耦合系统中配电负荷、分布式电源和电动汽车充电需求的不确定性,提出一种含电动汽车充电站选址决策的主动配电网二阶段鲁棒规划模型。第一阶段优化投资决策方案,在考虑第二阶段可行性的基础上展开规划,不仅包括电动汽车充电站的选址、配电线路的升级与扩建,而且考虑分布式电源、静止无功补偿器、有载调压变压器、储能等设备的投资;第二阶段考虑运行层,用于不确定参数的关键场景辨识和可行性检测。针对所提模型呈现的min-max-min形式的二阶段优化问题,采用列约束生成与Benders分解相结合的二阶段法进行求解。最后,以一个由改进的33节点配电系统和25节点交通系统耦合而成的网络为例进行仿真,仿真结果证明了所提模型和算法的有效性。     

基于改进粒子群算法的主动配电网有功无功协调优化研究

随着间歇性分布式电源接入配电网的比例日益增高,配电网局部电压越限、网损增加的情况时有发生,降低了配电网对分布式能源的利用率,制约了配电网的经济运行水平.提出将有功调节措施(储能)考虑到无功动态优化模型中,旨在制定合理的储能充放电策略以平滑风光出力波动,减少无功补偿装置的动作次数,并在此基础之上,以节点电压偏移和网损为最...     

考虑电动汽车充电站布局优化的配电网规划

充电站的布局不仅应考虑电动汽车用户充电的方便性,还应考虑充电站接入电网的成本。研究满足传统负荷增长和新增电动汽车充电负荷需求的配电网规划问题,以馈线的扩容与新建、变电站的扩容、充电站的新建为手段,以包含充电站配电网投资与运行成本最小为目标,建立了考虑充电站布局优化的配电网规划模型。该模型不仅考虑配电网的安全运行约束,还...     

含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法

针对大规模电动汽车接入配电网无序充电带来的负荷峰值增加等问题,提出一种含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法。首先基于蒙特卡洛抽样方法分析了大规模电动汽车的充电负荷需求;然后,以含大规模电动汽车接入的主动配电网运行成本最小化和负荷曲线方差最小化为优化目标,综合考虑电动汽车的充电需求和配电网的运行约束,构建含规模化电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度模型,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对多目标优化模型进行求解,针对多目标优化得到的帕累托(Pareto)最优解集规模大,蕴含信息丰富,导致运行人员难以决策的问题,提出一种基于模糊聚类的方法对多目标Pareto最优解集进行筛选。通过改进的IEEE 34节点算例的多场景对比分析,结果表明:所提出的模型和方法可在保证系统经济运行的同时,有效利用电动汽车的优化充电降低系统负荷峰谷差。