有源配电网的综合供电恢复及改进遗传算法

随着分布式电源在配电网中渗透率的提高,利用DG的孤岛运行能力为故障后配电网中非故障区域的停电负荷恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。在考虑功率平衡、DG孤岛个数和配电网内联络开关的影响因素下,对有源配电网的恢复供电进行了研究。通过将备用联络线路等值为DG,在恢复决策过程中同时考虑DG与联络开关,提高了整体方案的优越性。在利用DG对负荷恢复供电的过程中,充分考虑了DG的类型及控制特性,通过将DG分为主电源和从电源,研究了主从控制模式下孤岛供电的恢复方案。在孤岛划分过程中,采用改进遗传算法进行了求解,结合有源配电网的网络结构以及故障后孤岛的主从控制模式,提出了染色体编码时的两大约束条件以及基因组与基因子块的概念,染色体间的交叉和变异操作全部基于基因组进行操作,有效避免了无效解的产生。最后对一包含3条馈线、7台DG的配电网进行了仿真研究,验证了所提方法的有效性。     

基于图论和OBDD的含分布式电源配电网故障恢复算法

为快速确定含分布式电源(DG)配电网故障恢复的最优方案,首先,提出了基于改进Bellman-Ford算法的含多DG配电网孤岛划分图论模型,该模型综合考虑DG发电成本、网损及负荷优先级确定孤岛范围,转换为孤岛运行以提高重要负荷的供电可靠性。然后将DG孤岛外故障恢复问题转化为约束满足的布尔型决策问题的三步法:(1)根据节点类型将节点按位编码分区枚举生成初始解空间;(2)定义电源约束、负荷损失约束和辐射状约束的布尔函数,合成为OBDD模型减少解空间中解数量;(3)对解空间中的解逐一进行校验、寻优切负荷及排序,稳定获得系统故障恢复的全局最优解。最后通过IEEE33节点系统和某地区实际配电网验证了该算法的有效性。     

含分布式电源的配电网关键负荷保障方法

电网在发生事故后,需要尽可能地保障对关键负荷的供电。对于含有分布式电源(distributed generation,DG)的配电网,利用微网和DG孤岛运行,继续为负荷供电,以减小电网停电面积。为使孤岛能够稳定的运行,提出了考虑DG运行特性的孤岛划分新策略,将尽可能多的关键负荷保障量作为孤岛划分的目标,结合经典的深度优先搜索与二进制组合变异粒子群算法来进行孤岛的优化划分。通过二进制组合变异粒子群算法对每个表示划分方案的粒子进行更新、调节;对每次迭代产生的新粒子利用深度优先搜索算法进行单孤岛功率连通性校验;对于不满足连通性要求的孤岛进行方案编码的调整,最后找出最优方案。算例结果验证了该方法的有效性。     

考虑光伏及负荷时变性的配电网故障恢复

针对配电网故障恢复持续时间较长、故障恢复未考虑光伏和负荷功率随时间变化的问题,基于时变性对含光储系统的孤岛划分和配电网故障恢复进行研究。将故障时段内配电网恢复重要负荷总电量最大为上层目标函数,光储系统恢复孤岛内的重要负荷总电量最大为下层目标函数,建立了配电网故障恢复二层规划模型,上下层模型之间的关联实现了配电网故障恢复与孤岛划分整体寻优。分别采用蚁群算法和遗传算法对上下层模型进行求解。仿真结果表明:光伏出力和负荷时变性对配电网故障恢复具有重要影响,配电网进行故障恢复应该结合故障发生后的实际光伏出力和负荷需求进行合理操作;将主网和光储系统进行协调配合能够最大限度恢复失电区域的供电。     

含分布式电源的配电网关键负荷保障方法

电网在发生事故后,需要尽可能地保障对关键负荷的供电。对于含有分布式电源(distributed generation,DG)的配电网,利用微网和DG孤岛运行,继续为负荷供电,以减小电网停电面积。为使孤岛能够稳定的运行,提出了考虑DG运行特性的孤岛划分新策略,将尽可能多的关键负荷保障量作为孤岛划分的目标,结合经典的深度优先搜索与二进制组合变异粒子群算法来进行孤岛的优化划分。通过二进制组合变异粒子群算法对每个表示划分方案的粒子进行更新、调节;对每次迭代产生的新粒子利用深度优先搜索算法进行单孤岛功率连通性校验;对于不满足连通性要求的孤岛进行方案编码的调整,最后找出最优方案。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于MAPSO优化的智能配电网大面积断电供电恢复

当含分布式电源的智能配电网发生大规模停电事故时,必须尽快制定供电恢复计划,减少停电面积。在保证配电网安全运行的前提下,考虑以甩负荷最少及开关操作次数最少两方面因素建立含分布式电源的智能配电网供电恢复模型,提出采用多智能体粒子群优化算法快速恢复孤岛外非故障断电区域负荷供电。该算法在二进制粒子群优化算法基础上引入Multi-Agent概念,每一个Agent相当于一个粒子,通过粒子Agent之间的竞争与合作操作使其快速有效地收敛到全局最优解。算例结果证明了所提算法的可行性和有效性。     

考虑间歇性DG与负荷响应的多时段主动配电网孤岛划分

随着分布式电源(distributed generation,DG)渗透率在主动配电网(active distribution network,ADN)中不断增加,配电网运行规划难度也不断提高。尤其是故障时配电网形成孤岛运行后,DG出力与负荷需求分配不均,供电效率下降的情况居多。该文针对以上问题对主动配电网故障后孤岛运行展开研究,考虑DG的间歇性出力对其建立概率模型,同时对需求侧负荷进行时序性建模,提出一种基于多时段DG-负荷有功功率平衡的孤岛划分方法。在DG出力不足的情况下,根据负荷优先级和可控度采用遗传算法进行最优切负荷,精准切除优先级低的负荷,保证多负荷、重要负荷供电。最后通过PGE 69配电网算例验证所提方法的有效性和可行性,结果显示,该方法能在一定程度上有效增加孤岛供电范围。     

主从控制模式下有源配电网供电恢复研究

有源配电网发生故障后,综合利用备用联络线路与内部DG的孤岛运行能力为故障后的停电负荷综合恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。针对此综合优化问题,提出了DG孤岛运行静态稳定裕度水平的概念,建立了有源配电网恢复供电的多目标数学模型,并通过将备用联络线路等值为DG的方式,有效简化了综合优化问题的复杂性。鉴于配电网的分布式结构及供电恢复决策的多阶段性,基于多代理技术构建了由协调层、决策层和设备层构成的多层分布式智能决策系统,并充分考虑了DG的类型及控制方式,基于孤岛的主从控制模式对恢复供电方案进行了优化计算。最后对包含3条馈线、7台DG的有源配电网的恢复供电进行了仿真计算,仿真结果表明所提模型与算法能够充分利用备用线路和各种DG资源,恢复方案切实可行。     

基于改进二进制粒子群算法的孤岛划分方法

当分布式电源（distributed generation, DG）发生孤岛效应并停止运行时,可能导致重要负荷供电中断、DG弃光率升高和配电网供电可靠性降低。提出了一种基于改进二进制粒子群算法的孤岛划分新方法。根据线路电阻确定停电区域内负荷与各DG的电气距离,将其划分为多个单DG初级孤岛,以降低算法复杂度、避免功率远距离输送;给出具有“移动”“寻优”“突变”特性的速度更新公式和逐级约束的位置更新公式,并利用其划分各初级孤岛,以避免算法陷入局部最优解,从而提高其寻优速度;调整不满足约束条件和存在孤岛融合的供电区域,以保证孤岛运行的稳定性和最优性,实现孤岛划分。利用MATLAB/Simulink搭建IEEE 69节点配电系统,验证了该方法的有效性。     

分布式发电条件下的配电网孤岛划分算法

在分布式发电条件下,孤岛可作为提高配电网供电可靠性的一种重要运行方式。为在配电网发生故障时及时制定出优化的孤岛划分方案,提出了孤岛划分算法。该算法利用配电网简化模型,根据孤岛运行时的功率平衡要求以及各种负荷对供电可靠性的不同要求,采取了启发式的搜索策略, 能够在短时间内得到可行的孤岛划分方案。文中还给出了2 个典型的孤岛划分实例。理论和实例分析表明,该算法可在配电网发生故障以后,根据故障前的实际运行情况动态地生成优化的孤岛划分方案。     

考虑DG与负荷需求变动性的供电恢复研究

针对因灾害导致配电网大面积停电,无法通过主网恢复非故障停电区域供电的情况,建立了基于应急发电车作为补充电源的微电网动态供电恢复方案。分析了微电网运行的控制方式与分布式电源之间的并网组合的方案,在电网发生故障出现大范围停电时,通过广度优先搜索的方法对孤岛进行划分以恢复停电负荷的供电,考虑到分布式电源发电的间歇性和负荷需求的变动性,采用应急发电车作为补充电源以满足孤岛内的"供需平衡"。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

计及负荷分级与孤岛运行的配电网供电恢复策略

针对现有的配电网供电恢复策略都没有考虑重要负荷的优先恢复供电,以非故障失电区域的一级负荷的有功负荷作为制定划分孤岛范围与初始恢复方案的依据,通过判断分布式电源容量与可转供线路容量之间的关系,确定孤岛范围,达到孤岛范围内与孤岛范围外负荷的最大恢复。在确定孤岛范围之后,采用广度搜索算法计算供电邻接表,确定一级负荷的供电恢复策略,再使用匈牙利算法确定非故障区的二、三级负荷供电,避免重要负荷在故障恢复决策中误切除的可能,算例分析验证了算法的可行性。     

有源配电网孤岛恢复供电及黑启动策略研究

在大量分布式电源接入配电网的新形势下,对基于分布式电源孤岛运行的配电网供电恢复及孤岛黑启动策略进行了研究。首先提出根据配电网场景优选孤岛划分模式的新思路,并以4种配电网场景为例,针对具体场景选择不同孤岛划分模式。然后分析每个孤岛内的有功平衡,在DG出力无法满足全部负荷的情况下,搭建0-1整数背包模型,并采用动态规划算法,对孤岛内负荷进行了优化选择。孤岛黑启动操作时,为了实时保障黑启动过程中的孤岛稳定性,提出孤岛稳定裕度指标,评估孤岛稳定状态,随后根据稳定裕度指标制定了孤岛内电源和负荷的启动顺序。最后对10 k V典型配电系统进行了仿真分析,论证了停电区域因地制宜确定孤岛划分模式思路的可行性,同时验证了负荷选择策略和孤岛黑启动操作策略的正确性及有效性。     

基于Dijkstra算法的配电网孤岛划分

针对传统孤岛划分方法存在的没有合理利用电网拓扑结构、算法搜索性能差等问题,提出了一种基于Dijkstra算法的配电网孤岛划分方法。首先,采用Dijkstra算法得出DG到重要负荷的最短路径,在满足孤岛划分约束条件的情况下,将含有重要负荷的路径划分入孤岛。然后,根据所得孤岛的邻接关系和负荷节点优先级,在孤岛安全稳定运行的前提下,逐步将更多的负荷划入孤岛。该方法能够充分发挥DG的供电能力,并且具有较好的搜索能力,不仅可以在最大程度上保证重要负荷的供电,而且能够有效计及联络开关的作用。最后,通过算例验证了算法可以有效地处理配电网孤岛划分问题。     

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。     

基于节点电气耦合连接度的配电网启发式孤岛划分

分布式电源(DG)供电能力和周围负荷需求需要进行功率匹配,以保证故障后孤岛划分区域供电的稳定性和良好的电能质量。通过采集配电网中的量测终端数据,在研究基于单元融合法的配电网孤岛划分的基础上,提出利用节点电气耦合连接度指标筛选重要负荷节点,使得关键负荷单元能够得到优先融合,在较短的时间内,制定出孤岛划分的最优方案。仿真数据表明计及节点电气耦合连接度的配电网孤岛划分算法能够较为有效地融合配电网中一些关键节点,使配电网故障后,能够借助分布式电源的供电能力为非故障区域的负荷提供持续的供电服务。     

大停电后初期基于分布式电源的配电网局部自我恢复方案

分布式电源(distributed generation,DG)具有启动速度快、结构简单、反应灵活等特点,在配电网黑启动中发挥着重要作用。分析了在电网大面积停电情况下基于DG的配电网局部自我恢复方案。因DG的发电功率不能满足配电网中所有负荷的供电,首先在主网分区恢复方案下,根据DG的性能和重要负荷的分布对配电网进行划分;然后讨论了分区后DG启动顺序及恢复路径的优化,以保证能够在尽可能短的时间内恢复尽可能多的重要负荷。该方法以最小路径权值和最大重要负荷恢复量为目标,满足负荷的恢复量不超过DG发电量等约束条件,采用改进粒子群算法进行求解。算例结果验证了该方法的有效性。     

含分布式电源的配电网供电恢复模型及改进贪婪算法

分布式电源及储能系统的并网运行使配电网供电恢复更加复杂。基于功率可控分布式电源及储能系统倍率放电、荷电状态与孤岛运行时间等因素,提出了孤岛运行约束条件及孤岛备用容量模型;提出了以恢复供电负荷最大为目标函数,考虑孤岛运行备用容量约束、无电磁环网运行约束、支路潮流及节点电压约束的配电网供电恢复模型。结合配电网辐射状网络、负荷依次接入的特征,提出了逐步最优的改进贪婪算法,分别以可供电功率最大与线损微增率最小为选择判据,求解故障后配电网网络重构与孤岛划分。通过算例验证了考虑孤岛并网备用容量的供电恢复模型与改进贪婪算法,并对算法效率进行了比较分析。     

考虑分布式电源特性的配电网保护与安全自动装置配合方案

随着分布式电源(DG)的大量接入,为保证系统发生故障时有效提高DG利用率和供电可靠性,在DG足够支持部分当地负荷时,允许其孤岛运行,故障隔离后再恢复并网运行。提出了一套考虑孤岛形成动态过程的配电网系统保护方案。根据DG容量及接入位置,决定其是否允许孤岛运行并采用不同的保护策略,借助于保护与安全自动装置的协调配合完成故障隔离与孤岛划分。     

基于多代理系统的智能配电网分散协调恢复策略

针对智能配电网故障后自愈恢复需求,在智能配电网复杂的能量控制资源和技术手段基础上,本文给出了以电能交换器为核心组网设备的智能配电系统架构,并在此基础上提出了基于多代理系统(MAS)的智能配电网故障后的分散协调恢复策略。该MAS由设置在电能交换器处的代理和供电线路其他元件上的代理组成。当配电网发生小面积停电时,计及分布式电源(DG)功率输出的波动性,由各DG代理通过等可能路径组合确定初始孤岛划分方案,再由电能交换器代理协调冲突孤岛,保证快速恢复重要负荷供电;发生大面积停电时,在孤岛供电方案确定后,由电能交换器代理以网损最小为目标,利用改进蚁群算法寻优以进一步恢复失电负荷。同时,所设计的MAS可有效缓解信息逐级纵向传递和接收过程中容易造成的通信拥堵情况。算例结果验证了该策略的可行性和有效性。