同时考虑孤岛与重构的配电网故障恢复运行策略

根据含分布式电源（distributed generation, DG）的配电网运行特点,提出一种综合考虑网络重构与孤岛划分的故障恢复运行策略。首先,通过对传统重构问题中相关约束的修改,使其允许切负荷操作与产生孤岛,并且使孤岛运行与重构操作相配合进行;然后,采用约束中0-1状态变量简化网络模型,提高运算效率;最后,采用二阶锥松弛技术将原始非凸非线性问题优化松弛为标准混合整数二阶锥规划（mixed integer second-order cone programming, MISOCP）问题,使其得以求解。算例结果证实了该策略的有效性,与其他算法的对比证实了该算法的优越性与准确性。     

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。     

基于动态孤岛混合整数线性规划模型的主动配电网可靠性分析

为了得到配电网最优孤岛划分的准确方案,准确评估分布式电源（distributed generation,DG）接入对提升配电网可靠性的有益效果,文章提出了基于混合整数线性规划（mixed integer linear programming,MILP）的多时段动态孤岛划分模型,并基于序贯蒙特卡洛模拟提出了考虑故障状态下动态孤岛的可靠性评估流程。动态孤岛划分模型考虑了分布式电源和负荷的波动性,并建立了分布式电源和和负荷的功率时序模型。通过建立支路功率与节点状态的线性逻辑约束保证故障期间孤岛的辐射状拓扑结构,以改进的RBTS-BUS6系统为例,对含分布式光储的主动配电网（active distribution network,ADN）进行可靠性分析,结果表明文章所提出的电力孤岛模型能最大范围地恢复供电,并有效提高配电网的可靠性水平。     

基于混合算法的配电网故障重构与孤岛运行配合

基于二进制粒子群和差分进化的混合算法,构建了故障恢复的数学模型,对重构、拓扑识别、孤岛划分、潮流计算和目标函数计算的实现进行了详细描述;并提出一种能使配电网重构和孤岛划分合理配合的恢复策略,即在重构过程中进行孤岛划分,通过建立孤岛界限矩阵判断重构时能否产生孤岛,将孤岛划分后得到的停电负荷作为目标函数的一部分,使重构和孤岛划分的结果共同影响全局最优解,从而使这2种恢复方式更具有整体性。以IEEE 33节点配电系统作为算例验证了算法的有效性。     

交直流混合配电网分布式电源最大准入容量

文章在负荷频率控制（load frequency control,LFC）相关技术基础上,针对孤岛模式下互联微电网（micro-grids,MG）组成的电力系统,提出新的广义动态LFC模型、鲁棒分散式LFC控制策略。首先,描述单区域、多区域控制系统的LFC机制,将经典的LFC方法应用于运行场景多变、孤岛模式下互联MG组成的电力系统中。然后,针对孤岛模式下互联MG组成的电力系统,提出一种基于一致性协同控制策略的LFC算法,该算法通过控制调速器-涡轮的输入及管理储能系统（energy storage systems,ESS）向MG中注入或吸收的功率量,实现孤岛MG的自适应同步频率控制。其次,阐明饱和约束下的ESS可以有效地减轻小惯性和小阻尼在MG中引起的不稳定现象。最后通过搭建孤岛模式下6个互联MG组成的电力系统仿真模型验证该算法的正确性与有效性,所得到的控制器能够使干扰的影响最小化并保持鲁棒的性能。     

计及分布式电源接入的配电网重构

分布式电源的接入使得配电网重构需要考虑更多的安全因素。基于配电网支路潮流模型,建立以重构周期内网络有功损最低,以满足分布式电源接入下网络运行安全为约束的配电网重构。为有效求解该重构数学模型,利用凸松弛方法将原问题中二次项进行松弛,使之形成混合整数二阶锥规划形式,从而可利用YALMIP商业软件进行高效求解。最后,通过改进的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,并与现有基于粒子群算法及启发式算法的配电网重构方法进行对比,结果表明基于凸优化技术的重构结果不仅能够有效避免算法陷于局部最优,而且稳定性好、计算效率高。     

考虑孤岛与重构的配电网故障双层恢复策略

针对配电网故障恢复中孤岛与重构的配合问题,提出一种以恢复重要负荷总电量最大、网损最小为目标的配电网故障双层恢复策略。双层模型中上层是考虑分布式电源及可中断负荷的孤岛划分模型,下层是基于孤岛划分结果的网络重构模型,通过上下层联动,分别采用广度优先搜索算法和混合探路者算法进行求解。由于探路者算法存在陷入局部最优的问题,引入差分进化算法中的变异算子,提高了原算法的寻优效率。通过对IEEE-33节点配电系统进行仿真分析,验证所提故障恢复策略的有效性和优越性。     

计及拓扑变换的主动配电网故障风险智能预警

当突发自然灾害后,主动配电网可利用联络支路转供和灵活供电的分布式电源(DG)恢复重要负荷的供电,从而有效降低故障风险。文中提出了一种基于数据驱动的多维度主动配电网故障风险等级智能预警方法。首先,采用基于卡方检验和Pearson相关系数特征选择方法从多个维度进行故障关联强弱性分析,筛选得到最优故障特征集;然后,建立考虑DG并网的配电网故障重构优化模型,计及配电线路重要程度,为配电网故障风险等级划分提供了重要依据;在此基础上,建立基于极限梯度提升(XGBoost)算法的配电网线路故障风险等级预警模型;最后,以IEEE RBTS Bus6配电网系统进行算例分析。文中所提方法的预测准确率比反向传播(BP)神经网络算法高3.17%,泛化能力更强,可为配电网故障风险防控提供重要依据,从而有效降低故障损失。     

含分布式电源的配电网故障紧急恢复与抢修协调优化策略

随着分布式电源的规模化接入,传统配电网故障恢复策略逐渐难以适应实际需要.为此,提出一种含分布式电源的配电网故障紧急恢复与抢修协调优化策略.首先,在故障紧急恢复模型中引入典型负荷时变性需求模型,优先恢复需求度高的负荷.以抢修时间最短和社会经济损失最小为综合目标函数得到故障抢修模型.然后,研究故障紧急恢复与抢修协调优化策略,利用主网与孤岛协调控制进行故障恢复,通过改进粒子群算法得到最优抢修顺序.在抢修过程中,考虑负荷及时变性需求变化,调整故障紧急恢复与抢修最优方案,保证配电网可靠、快速恢复正常运行状态.最后,通过算例仿真验证了所提策略的有效性.     

含分布式电源的复杂配电网故障恢复

考虑到实际配电网复杂多变及负荷等量测数据大量缺乏,建立基于等效负荷的配电网简化模型,减小了计算时间,并可以反映配电网的潮流分布。提出了一种针对含分布式电源的复杂配电网故障恢复方案,当配电网发生故障引起大面积停电时,首先在已知分布式电源容量的情况下确定各孤岛系统的最佳供电范围,转入孤岛运行模式以保证重要负荷的持续供电,然后依据启发式规则对剩余失电网络进行供电恢复并利用改进支路交换法对恢复后的网络进行重构优化,使得失电负荷和网损都尽可能少。算例表明,提出的方案能够有效地解决含分布式电源的配电网故障恢复问题。     

基于潮流分布特性的含小水电配电网孤岛就地划分策略

小水电集群接入的配电网发生严重故障时,解列后形成的孤岛电网与主网相比规模较小且功率支撑不足.为了确保孤岛系统的电能质量和运行稳定性,对含小水电集群配电网故障后的孤岛划分问题进行分析,研究基于潮流分布特性的配电网孤岛就地划分策略.首先对含小水电集群配电网模型进行分区等效与简化,再根据各区段潮流的大小,按照正时限特性确定分...     

考虑智能软开关接入的主动配电网扩展规划方法EI北大核心CSCD

柔性互联装置的广泛应用给主动配电网(active distribution network,ADN)规划带来巨大挑战。该文提出一种考虑智能软开关(soft open point,SOP)接入的ADN扩展规划方法,对变电站新建及扩容,线路新建,智能软开关、分布式电源、储能系统以及无功补偿等设备的选址定容进行协同规划。首先,考虑分布式电源出力和负荷功率不确定性,采用基于改进高斯混合模型的聚类方法构建典型日场景。在此基础上,以年综合费用最小为目标函数,建立了考虑SOP接入的ADN扩展规划模型。然后,通过线性化和二阶锥松弛技术,将原始非凸非线性规划模型转化为混合整数二阶锥规划(mixed-integer second-order cone programming,MISOCP)模型,并提出逐次收缩凸松弛算法以获得凸松弛间隙足够小的原问题最优解。最后,在54节点主动配电网算例上验证了所提规划模型和求解算法的可行性与有效性。     

含分布式电源的配电网故障恢复策略

鉴于分布式发电（DG）的特殊性,含有DG的配电网故障恢复不能用传统方法解决。提出了一种新的考虑DG的故障恢复策略。首先根据DG的发展状况介绍了2个孤岛处理标准：IEEE 929-2000和IEEE 547-2003,前者禁止孤岛存在,后者允许有意识的孤岛运行。考虑到用户对供电可靠性的要求越来越高,同时DG的注入容量越来越大,文中的研究是建立在后一标准基础上的;然后介绍了3种孤岛运行模式,并分析了其优缺点;对含有DG的配电网潮流计算,采用改进的前推回代法进行处理;最后给出了考虑DG的配电网故障恢复步骤并进行了实例仿真。仿真结果证明了文中所提出的方法的有效性。     

主动配电网故障恢复的重构与孤岛划分统一模型

随着分布式电源和储能装置大量接入配电网,配电网在发生故障之后可以进行重构和孤岛划分,提高故障恢复的水平。为此,提出了一种同时包含重构与孤岛划分的故障恢复方法。建立包含多类型分布式电源、柔性负荷和储能的多时间段故障动态恢复模型,考虑分布式电源和储能的黑启动能力,并计及故障恢复时间和检修次序。利用二阶锥技术将所建模型转换成混合整数二阶锥规划模型。在PGE69系统上对该算法的有效性进行验证,结果表明,与传统方法相比,所提故障恢复方法计算速度更快,故障恢复率更高。     

基于有向图的含分布式电源配电网孤岛划分模型

含分布式电源配电网的孤岛运行模式可以充分提高分布式电源利用率和配电系统供电可靠性。文中提出一种基于有向图模型的含分布式电源配电网的孤岛划分新模型。首先,提出一种基于有向图的配电网结构模型,该模型通过引入"虚拟节点"和"虚拟需求"建立了支路方向可变的配电网模型,从网络结构模型上保证了配电网孤岛运行区域的连通性和辐射状结构。然后,基于有向图模型,建立了考虑联络开关可操作性、负荷重要等级、负荷可控性以及分布式电源运行特性的孤岛划分模型,并将其转化成一个混合整数线性规划问题以便于求解。最后,采用PGE 69节点配电系统进行测试,验证了所提出的孤岛划分策略的有效性。     

配电网重构的凸模型

推导出了配电网重构的混合整数二次规划模型、二次规划二次约束模型和二阶锥规划模型,并提出有连续凸松弛的AC潮流问题。所提各模型可由标准商业软件可靠、有效地解决最优性问题。在推导各模型的过程中,得到了放射性网络潮流的近似原始二次约束模型和二阶锥规划模型。     

考虑风光荷不确定性的配电网故障恢复策略

风光等可再生分布式电源在配电网中渗透率不断提升,其出力受自然因素的约束具有很强的随机性,给主动配电网的故障恢复带来更大挑战。为此,综合考虑风光荷的不确定性,提出了一种孤岛划分与恢复重构相结合的综合故障恢复策略。首先,构建风光和储能系统联合出力模型以及负荷特性模型,采用广度优先遍历和深度优先遍历相结合的方法进行孤岛划分,对配电网中重要负荷优先恢复;然后,以配电网中开关操作次数最少和网损最小为目标,建立主网与剩余失电区域的恢复重构模型,采用改进灰狼算法进行求解,对配电网中剩余失电负荷进行恢复;最后,以IEEE33节点配电网模型为例进行仿真分析,实验结果表明,该文提出的方法可准确、快速地获得不同故障时刻配电网故障恢复最优策略,验证了方法的有效性和优越性。     

含分布式电源的智能配电网孤岛划分策略

为保证智能配电网的高速可靠运行,研究了基于Prim智能算法的含分布式电源的智能配电网孤岛划分策略,该算法以求取连通图的最小生成树的方法,求解智能配电网的孤岛划分问题,在配电网发生故障时,及时制定最优的孤岛划分策略,有利于缩小电网故障恢复的停电区域范围和停电时间。文章将该算法应用于IEEE33节点含分布式电源的智能配电网系统中,验证了该智能算法的有效性。