基于动态规划算法的配电网孤岛划分策略

配电网发生故障后,失电区域内应该形成含分布式电源(DG)的电力孤岛保证负荷供电的连续性。在孤岛形成算法中充分考虑负荷等级及其可控性,建立孤岛划分问题的数学模型,并利用动态规划算法形成含单DG或多DG组合的初级孤岛划分方案;根据一定的规则修正初级孤岛,形成次级孤岛;校验岛内各负荷点的电压和潮流约束,确定最优孤岛。算例验证了所提模型的有效性和优越性。     

考虑负荷管理影响的配电网孤岛划分方法

采用改进的邻接矩阵模型,通过对含分布式电源DG的配电网系统进行合理的简化假设,实现了对配电网网架结构的参数化运算。充分考虑负荷管理对孤岛划分的影响,根据孤岛运行时的功率平衡等要求以及优先保证重要负荷的供电等原则,依据定义的"负荷顺序"采用启发式的搜索策略,能在较短时间内得到可行的孤岛划分方案,包含DG的配电网合理运行、规划和改造提供依据。该方法适合计算机编程,且充分考虑了孤岛划分问题中可能出现的各种约束条件。通过配电网IEEE34节点测试馈线的仿真结果,说明了所提方法的正确性和可行性,并证明负荷管理对孤岛划分的影响。     

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。     

考虑负荷损失最小的配网孤岛划分策略研究

配电网发生故障时,计及分布式电源的配电网可能进入孤岛划分模式运行。文中针对分布式电源接入可能带来的孤岛运行模式,提出以负荷失电损失最小为目标的孤岛划分算法。首先对失电区域建立孤岛划分模型,简化负荷节点信息,引入功率圆的概念,通过搜索孤岛划分的可行域,形成孤岛划分矩阵,进而建立孤岛划分求解方法,实现故障后配电网失电区域的负荷恢复。PGE 69节点算例验证了文中孤岛划分方案的可行性和有效性。     

计及柔性负荷的高比例风光渗透下配电网孤岛划分策略

分布式电源的渗透率逐步提高,为配电网的供电恢复带来了新的方案,利用分布式电源进行孤岛划分可以在停电故障后迅速恢复供电以减小损失。然而在故障后孤岛划分时分布式电源的出力通常采用预测数据,由于风电和光伏等间歇电源的出力具有不确定性,为了确保能稳定、可靠的供电,因此有必要考虑风电和光伏作电源时的备用需求。首先建立考虑风电和光伏不确定性的预测误差模型,采用机会约束规划处理模型中的随机变量并得到各孤岛的备用需求。在孤岛划分阶段,首先得到最大供电范围,通过粒子群遗传混合算法充分发挥柔性负荷的调控能力,使得得到的孤岛结果最优。最后,以修改后的IEEE33节点配电系统为例,对所提出的模型和方法进行了验证。     

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。     

配电网孤岛划分的启发式方法

随着分布式电源(Distributed Generation, DG)的渗透性越来越强,提高配电网的自我修复能力是完善智能电网体系的重要环节,而电力孤岛划分是配电网自愈的核心技术。文中引入了含DG配电网的有根树模型,构建了孤岛划分问题的数学模型。基于配电网孤岛划分的主要原则,分析了负荷供电恢复路径的选择方法,创新性地提出了孤岛圈和供电恢复系数的概念,并在此基础上归纳出一套新的孤岛划分的启发式规则,提出了“缩圈法”这一新的孤岛搜索方法。通过仿真算例验证了该方法能更迅速有效地解决含DG配电网的孤岛划分问题。     

考虑负荷响应的主动配电网孤岛划分

针对主动配电网的用户需求响应展开深入分析和总结,根据负荷重要程度和用户对不同负荷供电依赖度进行分类,提出一种故障情况下的用户供电策略,该策略的核心思想为:故障时相对于热水器、空调等大功率电器,用户对灯光、插座等小功率电器的依赖度更高,对大功率电器采用主动控制以增大供电范围,同时应用电热水器消纳分布式能源的波动。为解决基于负荷主动响应的分布式能源孤岛供电故障重构的综合规划问题,建立优化问题的数学模型,将其转化为有根树搜索问题求解。结果分析显示本文所提孤岛划分方法使得供电范围较普通计划孤岛更大,用户电力满意度有较大程度的提高,对配电网孤岛划分具有一定的指导意义。     

最优孤岛划分下含分布式电源配电网可靠性评估

随着智能电网的建设,大量分布式电源引入配电网后,配电网的供电情况发生了很大的变化,对其故障自愈策略也越来越重视。本文在计及风、光伏发电和负荷功率的随机性的基础上,建立最优孤岛划分模型,找出配电网各负荷点的可靠性指标的计算方法,并使用蒙特卡洛对配电网可靠性进行求解。最后通过对IEEE-RBTS BUS 6系统进行分析,验证对含DG配电网采用最优孤岛划分的意义和其对系统可靠性评估的影响。本文从供电可靠性的角度,对含DG配电网的孤岛划分进行分析,为全面地评估含DG配电网供电可靠性和配电网故障自愈策略的制定提供了一定的理论依据。     

配电网负荷分区及其规划研究

随着新型城镇化建设进程的加快及配电网的迅速发展,单纯对现有配电网进行改造已经无法满足新型城镇化建设对用电的需求,需对新型城镇配电网重新规划。分析并借鉴了国外大都市的配电网典型接线模式,阐述了负荷分区方法、配电网接线模式的选取方法及可靠性指标的计算方法。在以负荷密度为供电区域划分原则的基础上,将负荷区域按照功能性和可靠性等其他属性再次划分,并对每一小区域选取合理的接线模式,以满足新型城镇化建设对用电的需求。通过河北南部某地级市电网实际算例,分析并验证了改方法的合理性和可行性。结果表明,所提的负荷分区的方法更能满足新型城镇化建设的对用电的需求。     

主动配电网孤岛划分的混合整数规划模型

无功平衡是制约孤岛可行性和安全性的重要因素,而作为主动配电网主要无功电源的分布式电源自身功率特性常常被忽视,使孤岛功率平衡难以满足。为调和模型求解速度与准确度的矛盾,构建了一种主动配电网孤岛划分的混合整数规划模型。该模型基于解析几何模型线性化DG的P-Q功率极限,有效计及了双馈风力发电机、同步发电机和逆变型发电机的功率特性;通过双线性模型线性化含电压功率乘积项的基尔霍夫电流方程;分离约束模型解决孤岛网络拓扑变化和负荷切除的问题;采用特殊排序集合2线性化平方项。通过算例验证了所提模型,结果表明:所提模型求解准确度高、适应性好,DG运行点满足功率特性,符合工程实际;合理化分段数取值是保证孤岛方案可行性和模型求解准确度的关键,推荐取分段数大于等于12,但其与求解CPU时间无单调关系。     

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。     

基于先导节点选取下优化下垂控制的孤岛运行微电网负荷功率分配方法

针对传统孤岛运行微电网存在运行不平稳的问题,提出基于先导节点选取下优化下垂控制的孤岛运行微电网负荷功率分配方法。首先通过导纳矩阵对电源端的电阻进行控制,给出各端口的电流及电压,得到先导节点选取矩阵相关的适应度函数,确定孤岛微电网先导节点。在此基础上,对直流电压与输出功率均值和传统下垂控制方法导致的电压跌落进行补偿,优化负荷功率的分配精度。实验结果表明,该方法可使母线电压恢复至平稳运行状态。     

考虑孤岛融合的配电系统多源协同恢复策略

随着分布式资源大量接入配电系统,可协同多源快速恢复负荷供电,提高负荷的供电时长和恢复率,以及分布式电源的空间渗透率和利用率。为此,提出了一种考虑孤岛融合的多源协同恢复方法,以提升配电系统恢复效果。建立以最小化失电负荷量、网络损耗、电源出力变化为多目标的恢复模型,约束条件除常规配电系统恢复约束以外,针对恢复过程中的孤岛融合提出了孤岛融合条件约束和孤岛融合前的负荷调整约束,以扩大孤岛融合的范围,并提出源–荷孤岛融合指标辅助决策孤岛融合策略。通过松弛潮流中的非线性约束将该模型转换成为混合整数二阶锥规划模型求解。分别采用改进的IEEE33节点和PG&E69节点配电测试系统仿真验证所提方法的有效性。结果表明,与现有的配电系统恢复策略相比,考虑孤岛融合的配电系统恢复策略在电源协同出力、分布式电源空间渗透率、负荷恢复率、负荷供电时长等方面具有更好的效果,并且在电源容量不足宕机后能继续维持融合区域内负荷稳定恢复。     

大型配电网故障的分区恢复策略

为实现大型配电网故障后对非故障区域失电负荷的快速恢复,提出了一种基于多代理系统的含分布式电源的配电网分区恢复策略。该方法在搭接式分区原理的基础上加入约束条件将整个失电区分为几个子区域,在恢复过程中寻找区域中的关键节点完成本区域的恢复。同时,该方法通过设置节点负荷代理、分布式电源代理、中心优化代理、分区计算代理、数据采集代理和方案评价代理,完成对失电负荷的恢复,解决了以往代理数量大和恢复过程中代理访问信息量大的问题,提高了恢复效率。此外,该方法在处理分布式电源时,引入了在失电区末端形成孤岛的约束,减小了孤岛对其它失电负荷的影响。仿真结果证明了方法的可行性。     

基于粗糙集和元胞自动机的配电网空间负荷预测

该文提出一种新颖的配电网空间负荷预测方法,采用元胞自动机(cellular automata,CA)模拟城市土地利用动态发展过程,预测规划区域各小区土地的未来使用类型。根据城市发展的实际情况,确定CA的迭代时间和转换规则调整时间,并采用粗糙集(rough sets,RS)理论逐步对每个调整时间段中可能影响小区土地使用决策的因素进行属性约简,获取动态的元胞自动机转换规则,消除冗余属性,克服了传统方法在获取小区土地使用决策受主观因素影响较大以及在规划年内一直采用静态的土地使用决策规则的缺陷。最后通过1个实例验证了该方法的有效性。     

基于ARM的主动频率偏移孤岛检测法的实现

阐述了一种基于ARM的主动频率偏移检测孤岛效应的方法。通过计算,验证了SPWM对频率偏移精度调整的可行性。利用正反两次调整频率偏移量,达到快速,准确并且对电网不产生任何干扰的情况下检测出孤岛效应。