面向新型配电网的能观性分析与精细化协同规划方法

现代控制理论和电力系统状态估计中的能观性定义难以满足配电网态势感知的需求,配电网规划模型中也缺乏对能观指标的考虑,为此,提出面向新型配电网的能观性分析与精细化协同规划方法。对配电网的变量与状态空间模型进行定义,并根据传统能观性定义对配电网中的传统/新型变量进行能观性分析;基于传统能观性定义的缺陷提出新的配电网能观性和能观指标定义,并建立考虑能观性的配电网精细化协同规划模型。算例分析结果表明,所提规划方法考虑了实际量测误差的影响,实现了一次网架规划和二次态势感知设备配置的综合最优,达到了经济性和能观性的平衡。     

计及配电自动化系统的高弹性智能配电网扩展规划方法

为提升双碳目标下的配电侧能观能控水平,提出了协调二次配电自动化系统配置的高弹性智能配电网扩展规划方法。首先,分析了“二遥”及“三遥”等配电自动化终端的构成逻辑,以及改善系统可靠性水平的作用机理。然后,通过将配电自动化设备对于降低故障恢复时间的可靠性提升效果纳入规划模型的目标函数中,并考虑拓扑条件和系统安全稳定运行约束,形成了协调系统可靠性水平与建设经济性的协同规划方案。算例分析结果表明,与传统的不考虑二次系统配置的网络扩展规划方法相比,该协同决策能以较低的经济成本显著改善网络的可靠性指标,在一定程度上满足未来高比例新能源接入的用电可靠性需求。     

考虑微能网聚合整形和资产利用率提升的配电网规划

市场环境下,微能网聚合商可通过调节内部各微能网能源设备出力以调整向配电网的购售电功率,从而获取整形补偿。针对当前配电网规划成本高、设备资产利用率有待提升以及未充分挖掘微能网聚合商功率调节潜力的问题,提出一种考虑负荷曲线整形的配电网线路选型规划方法。考虑微能网聚合商内部源荷不确定性以及配电网负载率和峰谷差率约束,提出微能网聚合商整形潜力评估方法和配电网整形需求计算方法。以此为基础,建立考虑微能网聚合整形的配电网优化规划二层模型。上层模型以配电网与微能网聚合商综合效益最优为目标,下层模型以微能网聚合商调节成本最低为目标,实现社会效益最佳和整形功率最优分配;上、下层模型分别以带精英保留策略的遗传算法和分支定界法利用商业软件CPLEX求解。算例仿真结果表明,所提方法可以提高配电网资产利用率和规划方案的经济性。     

配电网网架结构与配电自动化终端协同规划方法

针对现有配电网规划方法中未能充分考虑到泛在电力物联场景下一二次协同支撑供电可靠性的问题,提出了一种配电网网架结构与配电自动化终端协同规划方法。首先,提出配电网一二次协同规划的交替优化框架,构建了网架规划层与自动化终端配置层的优化数学模型;其次,针对规划配置模型中可靠性求解问题,结合配电自动化终端类型与通信方式,提出考虑一二次协同的配电网可靠性评估方法;再次,提出了基于遗传算法和整数粒子群算法的双层模型求解方法,其中在网架规划环节提出了基于"避圈法"思想的初始网架高效生成方法及相应的遗传编码方法;最后利用某60节点城市配电网作为算例验证了所提方法的有效性与合理性。     

严重受扰系统的能控性和能观性及失稳模式分析

基于稳定域理论,指出严重受扰系统的轨迹在临近失稳时运行在主导不稳定平衡点附近,因此可以用线性系统来近似描述严重受扰系统的局部动态。相应地分析线性化系统的模式能控性和能观性,并提出秩判据,以判别控制输入矩阵或观测输出矩阵对失稳模式是否能控或能观。采用特征分析,根据特征值、参与因子和模态揭示故障失稳模式,并根据模式能控性和能观性矩阵找出最灵敏的控制输入和观测信号的地点,以控制和检测失稳模式。以10机39节点新英格兰系统为算例,表明所提出的基于主导不稳定平衡点的线性分析方法实用有效,可为构建广域监视和控制系统奠定基础。     

乡村清洁能源配电系统供能灵活性评估方法及提升措施

针对已有的配电网灵活性评估方法难以反映乡村配电网在采暖季对热负荷需求的问题，文章提出了乡村清洁能源配电系统供能灵活性评估方法及提升措施。首先，建立了乡村清洁能源配电系统架构，构建了户级分散电热供应子系统中的设备模型。其次，基于时序负荷不确定带的可行性，提出配电系统供能灵活性评估基本思想。在此，在建立不确定带的基础上，构建区域配电网日前调度模型，提出基于遗传算法的求解方法，并提出灵活性指标计算方法。在此基础上给出了乡村清洁能源配电系统供能灵活性评估提升措施。最后，通过算例分析验证了文章所提出的评估方法及提升措施。     

配电网网架规划与多模块智能终端配置联合优化方法

针对现有配电网网架规划方法未能与二次设备充分协调及对二次设备类型考虑不全等问题,提出了一种网架规划与多模块智能终端配置联合优化方法。介绍多模块智能终端的组成模块,并分析保护与自动化配合的故障处理策略;基于该故障处理策略,定义含多模块智能终端的配电网故障处理时间与馈线分区逻辑;提出配电网网架规划与多模块智能终端配置协同规划框架,构建交替优化数学模型,并采用粒子群优化算法进行求解;通过IEEE RBTS BUS-2配电系统和某60节点城市配电网2个实例,验证了所提方法的有效性和实用性。     

PWM DC-DC变换器混杂动态系统的能控性和能观性

在PWM DC-DC变换器研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念和相关理论,研究PWM DC-DC变换器的能控性和能观性.首先将PWM DC-DC变换器建立为周期型切换线性系统模型,然后根据周期型切换线性系统的一个周期之后和多周期的能控性和能观性定义及定理,以Buck PWM变换器为例,分析变换器一个周期之后和多周期的能控性和能观性,最后对Buck PWM变换器进行能控性实验验证.实验结果表明,在负载阶跃变化的情况下,变换器输出完全可以控制并且稳定在设计值,这和Buck PWM变换器作为周期型切换线性系统模型的能控性分析结果是一致的.本文的研究还表明,研究方法也适应于其他功率变换器能控性和能观性的研究.     

配电自动化终端布局规划方法

针对配电自动化规划中的配电终端布局问题,提出一种配电自动化终端布局科学规划方法。首先分析了配电自动化终端配置的原则,研究了考虑配电自动化的配电网可靠性评估方法。在此基础上建立了以一次开关设备和配电终端投资费用、运行费用以及故障停电损失费用之和最小为目标的优化模型,并采用遗传算法对优化模型进行求解,从而确定配电网中一次开关设备和配电自动化终端的安装位置和安装类型。IEEE RBTS BUS-2算例结果表明,该方法能够得到合理的配电自动化终端布局结果。     

基于能观性分析的继电保护系统状态评估与智能运维

基于智能变电站全景信息共享,提出了适用于继电保护系统状态评估的能观性描述模型,分析了全景信息监测水平、状态评估水平与能观性水平之间的关系,以及满足能观性要求的最小输出变量集.从能观性提升目标出发,提出了包括设备健康状态、拓扑状态和功能状态的继电保护系统状态评估方法,为继电保护系统的智能运维提供决策依据.最后,实现了主子...     

配电一次网架与信息系统协同规划

智能电网已成为当今电网的发展趋势。作为支撑智能电网的重要组成部分,信息系统与配电一次网架系统相互耦合、密不可分,对电网规划和运行的影响日益突出,传统的配电网规划方法较少考虑信息系统与配电一次网架系统间的相互影响,已无法适应智能电网发展背景下的精细化规划的需求。该文探讨了配电网架规划、配电通信网规划、配电自动化规划三者之间的协调关系和协调指标,初步提出了三者协同规划的思路框架并具体探讨了各规划子问题的规划模型、指标和方法。研究结论可为未来主动配电网的一次电网架构、二次自动化系统与智能决策支持系统的三位一体协同规划提供思路。     

配电网CPS综合建模方法及其交互影响机理研究

通信和信息技术的提升极大地增强了配电网的可观性与可控性，需要进一步从信息物理系统（cyber physical system，CPS）的角度研究配电网的运行特性。主要研究基于CPS的配电网系统综合建模与交互机理。首先提出配电系统与配电信息系统的统一建模方法；其次研究了配电网CPS动态交互影响机理，以分布式电源为智能控制和处理终端，构建配电网CPS动态交互综合模型；最后分析了配电网CPS中通信故障对物理环节的动态影响并进行测例仿真，进而验证了模型的有效性。     

智能配电网的新形态及其灵活性特征分析与应用

广泛接入的分布式电源、快速发展的电动汽车、大规模可控的用户侧资源等对配电网的灵活性提出了更高的要求。从智能配电网的发展形态分析入手,分析了智能配电网应具备的灵活性特征,阐述了灵活性需求及其多维属性特征,对智能配电网灵活性的可观、可控与量化分析等关键技术进行了初步探讨,并从提高灵活性角度对智能配电网规划、运行、控制等技术发展进行了展望。     

智能配电网一二次协同规划方法研究

智能配电网二次系统的发展对配电网规划带来了巨大的影响，单独考虑一次系统的规划方法难以满足系统可靠性的要求，需要一二次协同进行规划。首先，介绍了二次系统中的各项先进技术，分析其对配电网产生的影响。其次，提出计及二次系统的配电网规划，并给出相应的评价指标，同时提出了一二次协同规划方法。最后，采用某市实际电网运行数据，通过分析一二次协同规划与传统配电网规划的区别，验证了所提方法的有效性。     

直流配电网规划技术的新需求及其在一次规划的体现

将交流配电网规划技术用于直流配电网的过程中,既要考虑配电网的传统供电规划目标和拓扑的变化,也要考虑多目标、多约束条件的变化,以及大量主动型负荷的接入引起的变化,更要考虑直流配电网的技术与应用的发展趋势。与此相对应,文章围绕一次规划的内容,首先分析、总结了直流配电网的规划目标、电源规划、负荷预测及网架规划4个方面的新需求,并提出规划与运行强耦合、规划目标多样性与动态性、一二次系统融合规划的其他新需求。然后围绕直流配电网拓扑展开讨论,提出基于母线、结构以及连接方式的拓扑分类,并对直流配电网的典型应用场景进行分析。之后对考虑多约束条件与不确定性的直流配电网规划方法进行讨论,包括不确定模型、规划与运行强耦合、多种不确定性因素等多方面的分析与总结;并围绕主动管理/需求侧管理和保护控制2个方面,对考虑(准)实时监控需求的直流配电网规划问题进行讨论。最后从技术层、信息层和设备层对直流配电网规划中尚需解决的问题进行梳理和展望,为未来直流配电网的规划研究提供借鉴和参考。     

计及SNOP、DSTATCOM和B-DSTATCOM传输功率损耗及控制方式的柔性配电网状态估计

随着智能软常开开关(SNOP)和配电网静止同步补偿器(DSTATCOM)等新型配电设备的投入,需要对含SNOP和DSTATCOM的柔性配电网进行准确的静态状态估计。首先构建了基于加权最小绝对值法的配电网状态估计模型;其次提出了考虑SNOP、DSTATCOM及含蓄电池储能DSTATCOM(B-DSTATCOM)的传输功率损耗和多种控制方式的柔性配电网状态估计模型,进一步给出了保证可观测性需求的量测方程、控制伪量测方程及约束条件;最后基于IEEE 33节点柔性配电网测试系统,验证了所提方法的有效性和实用性。测试结果证明了所提状态估计模型对于SNOP、DSTATCOM及B-DSTATCOM不同控制方式的适用性以及考虑其传输功率损耗的必要性。     

城市配电网规划方案的多阶段综合评估方法

现有的城市配电网规划综合评估研究主要针对规划目标年电网展开,而忽略了对其他规划年份电网的评估,为此提出配电网规划的多阶段综合评估方法.首先,结合现有研究成果,建立包含上级电源水平、网络结构水平、负荷供应能力和装备技术水平的配电网规划综合评估指标体系;其次,根据地区实际情况和配电网发展目标设定理想评估指标值,并作为配电网现状和规划方案评估的比较对象;最后,基于层次分析法和逼近理想解排序法（AHP-TOPSIS）提出配电网规划多阶段综合评估的总体方法流程.通过对某地区配电网规划方案的实例分析,验证该方法的可行性和有效性.     

面向态势全感知的高弹性配电网一二次协同规划问题研究

在新型电力系统背景下,新能源比重的增加为配电网带来了更多不确定因素。为提升配电网应对不确定因素扰动的能力,提出了面向态势全感知的高弹性配电网一二次协同规划模型。首先,给出了高弹性配电网态势全感知的定义,基于高弹性配电网的关键业务得到优选的态势感知设备集合;然后,在此基础上,对高弹性配电网的态势感知设备进行优选,在保证配电网安全、经济、可靠运行的基础上追求最大的经济与环保效益;最后,实际案例分析表明,所构建的高弹性配电网一二次规划模型能够以较低的经济成本为代价显著改善网络的可靠性、自愈能力,并在一定程度上削减碳排放量。