网源协调驱动下考虑网络转供能力的配电系统多目标双层近期规划

提高供电能力和对分布式电源(DG)的接纳是未来环网状配电网扩展规划的新目标。为此,通过引入安全距离这一配电网N-1安全评价指标,提出了一种考虑N-1安全和DG与网架协调的配电网多目标双层优化规划模型。该模型以改造线路、新增负荷接入位置和DG安装位置及容量为决策变量,计及了系统故障负荷的转供和不可控DG出力及负荷波动带来的不确定性。根据模型的特点,利用多场景技术将随机性问题转化为确定性问题,并采用正态边界交点和动态小生境差分进化算法组成的混合策略对模型加以求解。通过算例对比分析了是否考虑N-1安全和网源协调对规划结果的影响,仿真结果表明,所提规划模型能够在提高DG渗透率的同时,挖掘配电网的供电潜力和推迟线路改造;所得规划方案实现了配电网经济效益和安全水平的综合优化,更适用于负荷增长平缓和占地通道资源紧张的城市建成区配电网近期扩展规划。     

配电网扩展规划中分布式电源的选址和定容

分布式电源的位置和容量对配电网有重要影响。文中提出一种配电网扩展规划中进行分布式电源选址和定容的方法,应用遗传算法优化分布式电源的位置和容量。对遗传过程中生成的每个分布式电源位置和容量方案个体,考虑了分布式电源对配电网潮流和线路负载能力的影响,运用基于支路交换的模拟退火算法规划扩展网络,对分布式电源和网络的综合规划结果进行经济性评估以衡量个体方案的优劣。实际算例表明,文中方法能得到较合理的分布式电源位置和容量方案。     

配电网中基于人工鱼群算法的分布式发电规划

应用人工鱼群算法对配电网扩展规划中分布式发电的选址和定容进行了优化,优化求解采用了两层人工鱼群算法的嵌套。外层对分布式发电的位置和容量进行优化,并将优化过程中生成的分布式发电个体加到线路扩展规划中,计及分布式发电对配电网潮流的影响进行内层线路扩展规划。针对人工鱼群算法后期收敛速度慢、所得解精确度不高的问题,对基本人工鱼群算法进行了改进。通过对网架优化和分布式发电优化综合规划结果进行经济性评估以衡量个体方案的优劣,具体算例验证了算法的可行性和有效性。     

配电网中基于人工鱼群算法的分布式发电规划

应用人工鱼群算法对配电网扩展规划中分布式发电的选址和定容进行了优化,优化求解采用了两层人工鱼群算法的嵌套.外层对分布式发电的位置和容量进行优化,并将优化过程中生成的分布式发电个体加到线路扩展规划中,计及分布式发电对配电网潮流的影响进行内层线路扩展规划.针对人工鱼群算法后期收敛速度慢、所得解精确度不高的问题,对基本人工鱼群算法进行了改进.通过对网架优化和分布式发电优化综合规划结果进行经济性评估以衡量个体方案的优劣,具体算例验证了算法的可行性和有效性.     

考虑负荷裕度的主动配电网运行优化模型

配电网运行时需要预留一定的负荷裕度以应对负荷的快速变化。主动配电网由于装设了分布式电源(distributed generation,DG)和储能系统(energy storage system,ESS),使其具备比传统配电网更大的供电能力和更灵活的调节能力。然而,DG出力的波动性使得主动配电的负荷裕度分布不均衡,配电网不能较好地应对负荷波动。建立了一种考虑负荷裕度的主动配电网运行优化混合整数规划模型,该模型以负荷裕度最大为目标,考虑了负荷裕度的均衡分布、潮流约束和拓扑约束。采用修改的IEEE33节点配电系统测试验证了所提模型,结果表明:1)主动配电网的供电能力更强,负荷裕度具备调节能力;2)目标函数考虑负荷裕度均衡分布时,负荷裕度总量相同,而负荷裕度分布更加均衡,其分布方差由0.021大幅度缩小为0.005,较好地提高了配电网应对负荷波动的能力;3)在考虑负荷裕度均衡分布时,ESS紧急负荷补偿能力较不考虑负荷裕度均衡提升2%,ESS的紧急负荷补偿缺额下降6%,抗干扰能力明显提升。     

考虑DG时序特性及EV时空特性的配电网规划

分布式电源(DG)出力以及电动汽车(EV)充电的不确定性给配电网规划带来巨大挑战。首先,利用季节场景与时段划分法构建DG和常规负荷时序特性模型;其次,利用蒙特卡洛模拟法和交通起讫点分析法构建EV充电负荷时空分布模型;最后,基于2个模型得到的配电网各节点各时刻的DG出力、不同类型常规负荷及EV充电负荷,以配电网运营商年收益最大为目标函数,充分考虑网架新建、网架替换和DG选址定容等因素,构建考虑时序特性含DG和EV的配电网机会约束规划模型,并采用蒙特卡洛模拟嵌入双种群协同进化遗传算法的方法对模型进行求解。以某配电网为算例,验证了所提模型和算法的合理性和有效性。     

考虑多种分布式电源及其随机特性的配电网多目标扩展规划

为了增强新建配电网环网转供能力,提高供电可靠性,同时减小投资和运行维护成本,提出了一种分布式电源(DG)选址定容和多供电途径的网状新建配电网协调规划方法。该方法建立了考虑经济性、可靠性和稳定性的多目标优化模型,优化求解采用两层嵌套的粒子群算法。在规划中考虑了风电、光伏、燃气轮机、储能电池4种DG的选址和定容。针对输出功率不确定的DG,建立了概率模型,利用多状态系统理论,将随机性问题转化为确定性问题。最后以某开发区的实际配电系统为例,验证了所提模型和方法的合理性。     

考虑配电网消纳能力的分布式电源与储能优化配置

计及经济性及电网运行约束对配电网中分布式电源及储能进行合理规划,是提高新能源利用率及消纳能力的重要解决方案。提出一种配电网中分布式电源及储能的选址定容双层优化方法,内层考虑新能源及储能电池的时序特性,基于日内最优潮流与虚拟调度思想确定消纳运行方案;外层基于运行方案,综合考虑电压偏差、运行成本、弃风弃光惩罚,利用粒子群算法确定最优配置方案,提高配电网的消纳能力。采用IEEE 33节点配电网测试系统算例验证了所提方法的有效性。     

高比例新能源接入的农村配电网网架多目标协同规划方法

随着新能源发电技术高速发展，高比例新能源逐步接入电网网络基础薄弱的农村配电网。针对农村配电网电网结构建设不够完善、电压偏低、网络损耗过大、难以消纳高比例新能源等问题，考虑最小化投资运行费用、最小化电压偏差、最大化新能源消纳能力的3个目标函数，以农村配电网的规划建设网架线路以及新能源的选址和定容共同作为决策变量，建立高比例新能源接入的农村配电网网架多目标协同规划模型。针对现有多目标优化求解方法存在求解效率较低、可能会遗漏综合程度更优解的问题，提出在多目标全体可行解中直接求解折中最优解的快速求解方法。最后，以某个实际180节点农村配电网作为算例进行分析，验证所提方法的有效性。验证结果表明，相比原最优潮流计算方法，所提方法可实现年等值投资运行费用节省3 360.84万元、系统总电压偏差降低64.6%、农村配电网新能源消纳能力提高31.5 MW这3个目标的同时改善。     

基于机会约束并考虑时序特性及 DG环保效益的配网联合协调规划

为研究 DG与配网架的联合协调规划,需考虑 DG间歇出力及负荷功率的时序特性,计及 DG 接入所带来的环保效益.基于机会约束规划,以线路投资及运维费用、DG 建设及运维费用、向上级电网购电成本、网损费用及DG环保效益综合经济性最优来建立规划模型.引入多场景技术及机会约束规划处理DG 及负荷的不确定性,利用时序法对两者进行模拟生成多个场景组合,计算所有场景下潮流并统计方案置信度,在其满足概率安全约束时采用粒子群算法求解模型.将其应用于改进IEEE３３节点算例,确定系统新建线路、升级线路及 DG安装位置数量.对比考虑环保效益与否下的结果,发现该方法能大幅提高 DG年总发电量,在配网规划年限较长时的经济效益明显。     

含高渗透分布式电源配电网灵活性提升优化调度方法

高渗透率分布式电源接入配电网,加剧了配电网的波动性和不确定性,为提高配电网应对不确定扰动的能力,针对含高渗透率分布式电源配电网的灵活性提升开展研究。首先,分析了含高渗透率分布式电源配电网的灵活性需求。其次,从配电网容量灵活充裕度和分布式电源接纳的灵活适应性两个方面,提出了线路容量裕度、变压器向上容量裕度、变压器向下容量裕度、净负荷波动率、净负荷最大允许波动率5个配电网灵活性评价指标。进而构建了在灵活性指标约束下计及可中断负荷及储能的配电网灵活性提升的多目标优化调度模型。仿真结果表明,通过灵活性资源的优化调度,可以有效提升含高渗透率分布式电源的配电网灵活性,提高配电网接纳分布式电源的能力。     

含分布式电源的配电系统规划

随着分布式发电(DG)在电力系统中所占比重越来越大,对传统的电力系统规划提出了新的挑战和要求.重点讨论了包含DG的配电网规划的两个方面,即DG的布点规划和配电网扩展规划问题,并为解决含DG的配网规划问题提供了一种思路.     

配电网中计及短路电流约束的分布式发电规划

在配电网中合理规划分布式发电（DG）对充分发挥DG的效益、抑制DG的负面影响具有重要意义。文中研究了配电系统中DG位置和容量规划问题,建立了考虑经济性和安全性的DG规划多目标模糊优化模型。目标函数由DG投资成本最小、系统网损最小和静态电压稳定裕度最大3个优化子目标组成,应用模糊理论将多目标规划转化为单目标规划问题。在模型中计及了短路电流约束,对配电网中计及DG影响的故障计算原理进行了分析。考虑到DG出力具有一定的间歇特点,模型中增加了系统的旋转备用约束,保证任意一台DG退出时,系统具有足够的功率来满足负荷要求。在43节点配电系统中进行了测试,表明了文中方法的可行性。     

一种求解配电网多阶段规划的改进遗传膜算法*

对于中长期的配电网规划问题,为动态地考虑负荷在规划水平年内的变化情况和DG的大量接入,采用多阶段方法对含DG的配电网进行DG的选址定容和网架的扩展规划。结合电力系统全寿命周期管理理论,建立了以全寿命周期成本现值和最小为目标函数的配电网多阶段规划模型。针对上述模型求解的复杂性,提出了一种基于膜间交流重组、反余切-指数自适应交叉换位以及反正切-指数自适应变异改写等进化规则的改进遗传膜算法。采用有向图的邻接矩阵表示方法进行解对象编码,使得优化过程中无需解码,并提出一种通过操作节点入度来快速产生可行初始解和一次性修复所有不可行情况(即孤点、孤链和环)的方法。IEEE 54节点算例结果表明改进遗传膜算法具有收敛速度快、全局搜索能力强以及稳定性好等优点。     

基于自适应遗传算法的配电网DG选址与定容

以配电网规划投资为考虑因素,建立了含分布式电源(DG)的配电网规划经济性模型,以折算到每年的DG的投资运行费用、线路运行费用及引入DG后购电费用最小为目标函数,采用自适应遗传算法解决DG布点规划问题。通过对某地35节点低压配电网算例进行仿真计算,验证了本文算法的有效性,并得到了DG较为合理的安装位置和接入容量。     

Optimal DG Allocation in Radial Distribution Systems with High Penetration of Non-linear Loads

This paper addresses the optimal distributed generation sizing and siting for voltage profile improvement, power losses, and total harmonic distortion (THD) reduction in a distribution network with high penetration of non-linear loads. The proposed planning methodology takes into consideration the load profile, the frequency spectrum of non-linear loads, and the technical constraints such as voltage limits at different buses (slack and load buses) of the system, feeder capacity, THD limits, and maximum penetration limit of DG units. The optimization process is based on the Genetic Algorithm (GA) method with three scenarios of objective function: system power losses, THD, and multi-objective function-based power losses and THD. This method is executed on the IEEE 31-bus system under sinusoidal and non-sinusoidal (harmonics) operating conditions including load variations within the 24-hr period. The simulation results using Matlab environment show the robustness of this method in optimal sizing and siting of DG, efficiency for improvement of voltage profile, reduction of power losses, and THD. A comparison with particle swarm optimization (PSO) method shows that the proposed method is better than PSO in reducing the power losses and THD in all suggested scenarios.     

考虑发电容量适应性的多目标输电网规划

电源和负荷增长的不确定性及发电出力变化将对电网规则方案的适应性和灵活性提出新的要求.文中引入发电容量适应性指标,衡量网络结构对发电出力容量变化的适应能力,建立考虑网络结构优化的多目标输电网规划模型,对多场景电网期望负载水平进行优化,改善电网运行环境和应对发电出力容量变化的能力,提高电网功率传输能力,减少各场景下的负荷损失.典型算例结果表明了文中模型和方法的有效性.