恶劣天气下配电网故障统计分析及其概率分布拟合

为了提升配电网防灾减灾决策的科学性,需要准确掌握配电网的故障统计参数。为此,采用时间和环境相依的配电网故障统计分析方法,按不同月份、不同天气条件、不同线路类型,计算配电网故障率、停运率等参数在历史同期月份的时间分布特征。针对不同天气下的故障停运时间,提出了概率密度分布拟合方法。对南方沿海地区某大型配电网的实例分析表明：电缆故障的月际分布不明显,受天气影响较小。架空线路的故障受雷雨天气影响较大,分布集中在5—9月,呈现明显的单峰特性,可用高斯分布拟合。雷雨天气下的故障率和停运率明显高于基础故障率和停运率,并且停运持续时间更长,强迫停运时间可用威布尔或伽马分布拟合。所提方法对配电网精细化故障率统计分析具有借鉴意义,可用于指导配电网规划、运行风险评估和恶劣天气下的故障恢复策略优化。     

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。     

储能电站接入配电网的可靠性评估

大量分布式电源的接入,有利于清洁能源的合理利用,但是其间歇性和波动性给电网造成的功率冲击严重威胁电网的安全稳定运行。为了平衡风电光伏等分布式电源对电网的冲击,在配电网接入储能装置是一种十分有效的措施。通过可靠性分析的方法,分别计算接入点不同和接入容量不同的储能电站对配电网供电可靠性指标的影响。并以某地区的实例来评估储能电站接入对配电网可靠性的影响。     

计及配电网韧性的储能设备配置规划方法

为了在极端天气灾害频发时,利用储能设备进行供电保护,增强电网韧性,以改进多目标粒子群算法为基础,建立了一种以网损费用、储能投资成本和韧性指标为优化目标的储能配置规划模型。在粒子群运行阶段,通过采用主仆模式,增加程序运行的准确性和快速性,使得电网在遇到极端自然灾害时,能保障重要负荷节点的供电,提升配电网的韧性,并通过Matlab软件在IEEE33节点拓扑中对该算法的有效性进行了验证。     

计及灵活性的配电网储能优化配置

针对目前配电网大量接入分布式电源所带来的净负荷剧烈波动问题,提出一种基于局部约束与整体灵活性定量评价相结合的配电网储能优化配置方法。首先利用X-means方法对配电网的年运行场景进行分析,经过聚类选择出关键场景;其次,建立配电网中运行灵活性的定量计算模型和局部灵活性约束;最后,基于所建立的灵活性评价模型,建立求解配电网中储能优化配置的双层迭代求解模型。利用标准IEEE33节点配电网系统模拟真实配电网进行算例设计和仿真,验证了提出的储能配置的灵活性规划方法的有效性和经济性。     

考虑移动储能有功时空支撑的不对称配电网负荷恢复策略

针对极端灾害导致配电网孤岛运行时供电能力不足的问题,提出一种考虑孤岛划分下移动储能和DG三相协调调度的不对称配电网负荷恢复策略.首先,构建了基于交通网络的移动储能时空转移和充放电模型.其次,在重构后的配电网孤岛基础上,采用移动储能和DG三相协同调度的模式,以最小化负荷切除成本、DG发电成本及移动储能相关成本为目标函数建...     

计及时空相关性的分布式风电接入配电网风险评估

随着分布式电源的大量接入,为研究分布式风电的相关性对配电网风险的影响,提出了一种计及时空相关性的分布式风电接入配电网风险评估方法.首先,考虑风电出力在不同季节的时空相关性,基于Copula函数和马尔科夫模型建立风电出力两阶段四季场景生成模型;其次,为提高风险评估的效率,基于红黑树结构建立动态故障集,通过查找、存储已抽样...     

主动配电网储能动态配置规划方法

主动配电网中的负荷和分布式发电出力具有明显的周期变化特性,已有的配电网储能规划方法,其规划结果均是接入点和容量固定不变的储能配置,储能的灵活性和价值尚存在较大的发挥空间。提出了一种主动配电网储能动态配置规划方法,即伴随负荷需求和分布式发电出力场景变化,在配电网中动态配置储能装置。以储能在不同场景下的接入点、容量、运行方式为决策变量,以储能带来的综合经济效益最大为目标,构建了主动配电网储能动态配置的混合整数二阶锥规划模型。以IEEE 33节点系统为例,验证了所提方法的可行性和有效性。该方法是对储能装置灵活性运行方式的有益拓展,使其能够服务于主动配电网多变的运行场景,从而使储能价值得到充分发挥。     

考虑高压配电网转供能力的储能电站双层规划模型

城市化进程的加快使得当前城市电网面临日益严重的运行阻塞问题,传统利用负荷转供进行阻塞管控的调节方式灵活性较差,单一管控方式不具适应性。文章利用储能可平移负荷时空分布的特点,并考虑运行策略对规划方案的影响,提出计及高压配电网(high voltage distribution network, HVDN)转供能力的储能电站双层规划模型。上层构建储能投资收益的规划模型,下层构建多场景下以拓扑重构为主、储能充放为辅的运行优化模型,由于运行控制和规划配置间相互影响,将不同时间尺度的内外层优化置于同一框架内,以系统节点切负荷量、储能电站配置位置、容量及功率为耦合变量交替迭代,采用粒子群算法及CPLEX求解器进行迭代求解。最后以某城市电网局部系统为例,验证所提模型的有效性和求解方法的可行性。     

计及储能和空调负荷的主动配电网多目标优化调度

为了实现可再生分布式能源的充分消纳以及配网负荷峰谷差的降低,提出了一种考虑储能系统和空调负荷的主动配电网多目标调度优化方法。首先,基于空调负荷等效热参数模型和状态列队控制方法,给出了空调负荷虚拟电厂运行参数的计算方法。在此基础上,构建了一种以可再生能源功率削减量最小、配网运行费用最小和负荷曲线方差最小为目标的主动配电网优化调度模型。最后,采用多目标粒子群算法在改进的IEEE 33节点测试系统上对所提模型进行求解和仿真分析。仿真结果表明,所建模型可以有效地提升可再生能源的消纳能力,优化负荷曲线。     

考虑多能流广义储能作用的配电网协调规划

能源互联网背景下配电网内逐渐形成能源耦合、能量交互的区域综合能源系统,对提高可再生能源渗透率、解决环境问题具有重要意义.通过网侧资源协同利用与多能流优化调度达到存储能量的目的,并构建多能流广义储能系统;在此基础上,考虑多能负荷和分布式电源的多重不确定性,采用随机优化和鲁棒优化相结合的方法建立基于分季节多场景的三阶段鲁棒...     

考虑风-光-荷时空相关性的分布式电源和广义储能联合规划

在分布式电源(DG)和广义储能(GES)联合规划中,针对运行与规划如何紧密耦合、在获取大量分散资源行为规律的基础上如何预测其在规划周期内的关联特性的难题,提出了多能互补发电系统中DG与GES的双层优化规划方法.上层以新能源历史出力为输入,建立了考虑综合成本、DG承载能力和系统综合运行风险的上层规划模型,决策得到DG和G...     

考虑天气特征与多变量相关性的配电网短期负荷预测

针对配电网短期负荷预测受到众多复杂天气特征等随机不确定性因素影响,以及传统预测模型难以有效分析不同特征序列之间的相关性等问题,提出一种考虑天气特征与多变量相关性的配电网短期负荷预测方法。首先,提出多变量快速最大信息系数(multi-variable rapid maximal information coefficient, MVRapidMIC)提取相关性高的天气特征序列。其次,引入探索性因子分析法(exploratory factor analysis, EFA),对高相关性特征序列进行降维处理。最后,将维度分段(dimension-segment-wise, DSW)机制和两阶段注意力(two-stage attention, TSA)机制与Informer模型结合,提高预测模型对不同特征序列相关性的分析能力。通过DTU 7K 47节点实际配电网的历史负荷数据开展仿真测试,验证所提方法的预测精度、鲁棒性和时效性。     

考虑规模化储能的配电网电压分布式控制

为了实现储能资源的规模化利用,构建了面向大规模储能设备的协同控制框架,提出了一种基于分布式优化方法的配电网电压控制方法.该方法利用改进型交替方向乘子算法,在优化模型的对偶问题中引入一致性人工约束,仅依靠相邻设备间的通信,即可实现完全分布式的储能设备充放电管理与配电网电压支撑.基于IEEE 33节点系统的仿真算例验证了所...     

考虑源网荷灵活性资源的配电网储能鲁棒规划

配电网中风光等分布式发电渗透率增加造成净负荷剧烈波动,导致配电网灵活性需求急剧增加.为此,提出一种考虑源网荷灵活性资源的配电网储能优化配置方法.首先,基于灵活性理论分析配电网中灵活性资源的特性,建立衡量配电网整体灵活性的灵活性供需平衡指标和衡量网络灵活性的支路灵活性应对能力指标;然后,从多时间尺度采用K-means方法...     

考虑分布式光伏与储能接入的配变双层规划

大量分布式光伏低压并网会加剧配变过载风险,而储能接入则有助于改善配变的负载均衡度,两者均会影响配变的配置决策。为此,提出了一种新的配变选型定容双层规划方法。模型方面,上层模型以配变全寿命周期成本最小为目标,决策配变容量型号;下层模型计及光伏与负荷不确定性影响,对状态变量设置机会约束。并在分析配变全寿命周期各成本子项随运行年数变化特性的基础上,以配变低压侧等效注入有功方差最小或平方和最小为目标,决策配变运行寿命及各运行年的储能充放电控制时序。算法方面,采用灾变遗传算法求解上层问题,调用GAMS求解器CONOPT以及点估计法联合求解下层问题。算例仿真表明,所提方法在安全消纳分布式光伏的前提下能够提高经济性。     

考虑SOC的混合储能功率分配与自适应虚拟惯性控制

电力电子化的直流配电网存在低惯性问题,不利于系统稳定运行。混合储能设备可向电网提供虚拟惯性,但不同类型的储能之间存在功率协调问题,并且储能的荷电状态(state of charge, SOC)对虚拟惯性的调节也有约束作用。针对上述问题,提出了一种自适应时间常数的分频控制策略,时间常数根据混合储能系统(hybrid energy storage system, HESS)的SOC而动态调整以改变功率分配。首先,通过分析储能SOC与虚拟惯性的关系,并考虑储能充放电极限问题,研究兼顾SOC、电压变化率以及电压幅值的自适应虚拟惯性控制策略,提高系统惯性。然后,建立控制系统的小信号模型,分析虚拟惯性系数对系统的影响。最后,基于Matlab/Simulink搭建直流配电网仿真模型,验证了所提控制策略能合理分配HESS功率,提高超级电容器利用率,改善直流电压与功率稳定性。     

考虑聚合商参与的配电网分布式储能系统优化配置

聚合商参与配网投资模型已成为一种新兴商业模型,提出一种考虑聚合商参与的配电网分布式储能系统双层优化配置模型。首先,构建分布式储能系统综合收益和网损灵敏度指标。然后,储能聚合商将分布式储能系统投资运营综合收益最大作为上层目标函数,下层配网运营商将分布式储能系统并网后的网损灵敏度最小作为目标函数,并采用自适应粒子群算法分别对上下层模型进行求解。最后,算例分析结果验证了所提模型与方法的正确性和有效性。通过储能聚合商与配网运营商耦合决策作用实现不同主体的利益双赢。     

考虑有源配电网运行灵活性的智能储能软开关优化规划

当前大规模风光出力和负荷的波动性使得配电网对运行灵活性的要求不断增加。智能储能软开关(soft open point integrated with energy storage system, ESOP)具有智能软开关的功率灵活调节能力及储能系统的功率储存能力,可以提升配电网运行的灵活性和经济性。文中首先对ESOP的原理和数学模型进行阐述;然后,从节点和网架灵活性资源的调整能力出发提出净负荷调节量和支路负荷裕度,将其作为配电网灵活性的评价指标,将配电网运行成本及ESOP规划建设成本作为经济性指标,从而建立以含ESOP的配电网灵活经济运行为目标函数的优化规划模型;最后,采用二阶锥规划算法对模型进行求解。通过改进的IEEE 33节点系统进行算例验证,结果表明所提出的灵活性指标可准确量化配电网运行灵活性,优化规划模型可实现配电网经济灵活运行。