含电动汽车充电的配电网运行可靠性评估算法

现有方法难以对不同充电状态下的配电网运行状态进行准确评估,为此设计含电动汽车充电的配电网运行可靠性评估算法.通过计算配电网运行情况与配电网元件使用状态,实现配电网运行可靠性评估指标的选取.同时,设定充电周期,计算电动汽车充电功率,并将此作为评估参考因素之一.采用模拟法构建评估模型,将运行可靠性评估指标与电动汽车充电功率融入此模型中,实现对含电动汽车充电的配电网运行可靠性的评估.算例测试结果表明,在慢充和快充状态下的评估计算响应时间明显低于现有方法,并且评估结果的准确性较高.算法更适用于电动汽车配电网运行状态的评估.     

计及电动汽车接入的供电可靠性最优分时电价模型

针对大规模电动汽车接入配电网对供电可靠性造成的影响及当前关于分时电价的研究较少涉及供电可靠性的问题,对考虑电动汽车有序充电的供电可靠性最优峰谷分时电价进行研究。首先,改进了基于分时电价的电动汽车有序充电控制方法;其次,研究了电动汽车对分时电价的响应模型及行驶特性模型;再次,以供电可靠性最优作为目标函数,建立峰谷分时电价模型,并建立了可靠性指标随负荷变化的三次样条插值模型以提高分时电价模型优化过程中可靠性指标的求解速度;最后,结合RBTS-Bus6测试系统,用蒙特卡洛模拟法对电动汽车充电行为及电网元件故障进行仿真分析。算例结果证明了所提的模型和方法的正确性与合理性。     

考虑需求响应和电动汽车负荷路-电耦合特性的配电网可靠性评估

随着电动汽车的普及,大量的无序充电行为给配电网可靠性带来负面影响.文章建立了考虑需求响应和路电耦合特性的配电网可靠性评估模型,准确预测电动汽车时空分布负荷并对其进行调度,改善可靠性指标.提出了路电耦合模式结构及时空负荷预测框架;建立了路网模型、用户模型、考虑需求响应的充电负荷补充模型,得到电动汽车负荷时空分布;基于双向...     

含电动汽车充电站和风电的配电网无功优化

<正>电动汽车充电负荷的不确定性以及风电机组出力的随机性给配电网无功优化带来了新的挑战。研究了含电动汽车充电站和风电的配电网无功优化模型和算法,建立了电动汽车充电负荷模型和风电出力模型,将风电场作为连续可控的无功源参与无功优化。基于机会约束规划方法建立了含电动汽车充电站和风电的配电网多目标无功优化模型。算例结果表明本文所建配电网无功优化模型能够提高配电网运行的经济性与可靠性。     

含微电网的配电网可靠性最优化

提出了一种含微电网的配电网可靠性最优化模型和算法。目的是在引入微电网后,在不增加投资的条件下,通过改变网络结构来达到可靠性提高的最大化,为规划运行人员提供决策参考。模型以系统平均停电频率指标、系统平均停电持续时间指标、系统平均供电不可用率指标以及系统平均供电量不足指标的加权组合的最小化为目标函数,以系统安全稳定极限以及微电网运行特点为约束条件。设计了基于可靠性的启发式的开关交换算法对模型进行求解。改进了传统的牛顿法,使之适用于含微电网的配电网的重构特点。算例分析表明所建模型在优化网络结构,改善负荷分布以及提高网络整体可靠性等方面具有积极作用。     

计及电动汽车充电需求的孤岛微网可靠性计算方法

由于远离大陆,独立海岛上的微网多运行于孤岛模式,不与配电网发生功率交换,微网内部实现电力供需平衡,同时,电动汽车充电需求的接入给孤岛微网的可靠运行带来了影响。提出了一种计及电动汽车充电需求的孤岛微网可靠性计算方法。首先,通过模拟用户的出行行为建立了基于出行链理论的电动汽车充电负荷模型,计及风电和储能特性提出了微网运行策略和负荷分块削减策略。其次,考虑电动汽车充电需求,提出了年均充电中断次数、系统平均充电可用性等新型指标,构建了与传统配电网有差异的微网供电可靠性评估体系。最后,对改进的RBTS Bus6馈线F4系统进行了可靠性评估。算例结果表明,微网运行策略和电动汽车充电需求对孤岛微网的供电可靠性影响显著。     

基于电动汽车最小高峰负荷模型的微电网可靠性分析

电动汽车充电时间灵活、调控性能好,可作为一种可控负荷参与微电网的负荷调节,从而避免微电网孤岛运行时发电量不足而切负荷。基于此,重点研究了计及电动汽车充电控制策略的微电网可靠性分析。首先,建立了电动汽车最小高峰负荷模型,以评估微电网孤岛运行时电动汽车的调控潜力。紧接着,基于最小高峰负荷模型,提出了计及供电可靠性的电动汽车-储能联合调控策略。然后,基于蒙特卡洛模拟法,提出了计及电动汽车-储能联合调控策略的微电网可靠性评估方法。最后,通过改进的RBTSBus6F4馈线系统进行算例仿真。仿真结果验证了所提模型和策略的有效性。算例结果表明,所提的微电网调控策略能在满足电动汽车充电需求的基础上,有效降低电动汽车接入对微电网可靠性的影响。     

含电动汽车充电负荷的交直流混合微电网规划

目前分布式电源和家用电动汽车接入量越来越大,而负荷容量的增长和负荷种类的增多使得原有交流微电网已经不能支撑新增负荷需求,建立能够满足多种需求的新型微电网系统势在必行。围绕包含风电、光伏、储能电池和电动汽车的交直流混合微电网系统的优化配置问题,建立了考虑综合约束条件下含电动汽车有序充电的交直流混合微电网多目标规划模型:以降低优化配置成本和减小负荷波动为目标,应用CPLEX优化软件求解。算例比较了含电动汽车的交直流混合微电网与交流微电网优化配置的差异,研究了电动汽车有序充电以及新建交直流混合微电网与原微电网交互对优化配置的影响,验证了所提出方法的合理性和有效性。     

含多类型充电设施的城市电动汽车充电站群协同规划方法

为实现不同额定功率充电设施的有机组合配置,本文提出了一种含多类型充电设施的城市电动汽车充电站群选址定容规划方法。首先计及电动汽车用户的行为不确定性和需求多样性,考虑充电功率的站内分配,设计了站内多类型充电设施协同服务水平模型;在此基础上结合充电需求分配和配电网约束,提出了考虑社会综合成本的含多类型充电设施的充电站群协同规划方法。所提的方法能够建模成混合整数二阶锥模型进行有效求解。最后,通过耦合了地理信息及31节点配电网的某城市区域实际算例,验证了所提方法的合理性及有效性。     

计及电动汽车主动充电管理的配电网与充电站协同规划

在满足电动汽车的充电需求,进行充电设施规划的同时,需要考虑配电网的建设和扩容问题。本文建立了应用于已有部分配电网架建成,需根据规划期内各负荷点的电能需求,对配电网络的扩展建设方案和充电设施的容量进行协同规划的模型。考虑了基于充电价格的主动充电管理模式,结合消费者心理学原理描述电动汽车用户对电价的响应,通过增加充电负荷转移成本、降低规划期内的建设成本,使规划总成本减少。通过18节点配电网系统,对所提方法进行了仿真验证。     

基于二进制量子粒子群的含电动汽车主动配电网多目标重构

电动汽车(EV)在配网中的渗透率不断增加,影响到电网的经济性和稳定性。提出了适用于主动配电网(ADN)多目标重构的二进制量子粒子群算法(BQPSO),建立了有功网损、电压偏移指标(VSI)和开关操作次数的多目标优化数学模型,以确定接入分布式电源(DG)和电动汽车(EV)后系统的最佳重构方案,并在修改后的IEEE33节点配电系统中进行计算,通过与不同的算法进行对比,验证了本文方法的实用性和有效性。     

考虑可靠性成本的配电网多阶段扩展规划方法

传统的配电网可靠性评估通过模拟组件中断来量化一组事件对供电可靠性的影响,这种基于模拟的可靠性评估方法使得其纳入到配电网扩展规划中需要采用启发式或元启发式方法求解。为了克服启发式或元启发式方法收敛性和局部最优的缺点,文中提出了考虑可靠性成本的配电网多阶段扩展规划的混合整数线性优化模型。该模型建立了配电网可靠性指标(即系统平均停电持续时间指标、系统平均停电频率指标和系统缺供电量)的显式评估表达式,并将其相关的可靠性成本纳入到配电网多级扩展规划目标函数中,以系统运行约束等为约束条件。在24节点、54节点、86节点和138节点四个算例系统上验证了所提出的方法的有效性和适用性。     

含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法

针对大规模电动汽车接入配电网无序充电带来的负荷峰值增加等问题,提出一种含大规模电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度方法。首先基于蒙特卡洛抽样方法分析了大规模电动汽车的充电负荷需求;然后,以含大规模电动汽车接入的主动配电网运行成本最小化和负荷曲线方差最小化为优化目标,综合考虑电动汽车的充电需求和配电网的运行约束,构建含规模化电动汽车接入的主动配电网多目标优化调度模型,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对多目标优化模型进行求解,针对多目标优化得到的帕累托(Pareto)最优解集规模大,蕴含信息丰富,导致运行人员难以决策的问题,提出一种基于模糊聚类的方法对多目标Pareto最优解集进行筛选。通过改进的IEEE 34节点算例的多场景对比分析,结果表明:所提出的模型和方法可在保证系统经济运行的同时,有效利用电动汽车的优化充电降低系统负荷峰谷差。     

Multiobjective optimal placement of switches and protective devices in electric power distribution systems using ant colony optimization

This paper presents a multiobjective optimization methodology to optimally place switches and protective devices in electric power distribution networks. Identifying the type and location of them is a combinatorial optimization problem described by a nonlinear and nondifferential function. The multiobjective ant colony optimization (MACO) has been applied to this problem to minimize the total cost while simultaneously minimize two distribution network reliability indices including system average interruption frequency index (SAIFI) and system interruption duration index (SAIDI). Actual distribution feeders are used in the tests, and test results have shown that the algorithm can determine the set of optimal nondominated solutions. It allows the utility to obtain the optimal type and location of devices to achieve the best system reliability with the lowest cost.     

基于模糊多目标协调优化的配电网络重构研究

配电网络重构通过改变开关的开合状态以提高供电的可靠性和经济性。建立以网损最小、馈线负载均衡指标最小、开关操作次数最少多个目标协调优化的配电网络重构的数学模型。引入模糊隶属度函数对各目标进行模糊化处理,根据模糊集理论的最大最小法则,将多目标优化问题转化为单目标非线性规划问题。应用禁忌算法对该配电网络重构模型进行优化求解。对某个69节点配电网络系统,比较分析了四种不同的优化方案,仿真结果验证了所提出模型和求解方法的正确有效。     

Multistage distribution network expansion planning under smart grids environment

This paper presents a novel model for multistage smart distribution network expansion planning (MSDNEP) in the presence of vehicle to grid (V2G) and fault passage indicator (FPI) in a multi-objective optimization framework. Distribution networks should be expanded in order to serve load growth in the best manner possible. The two objectives considered are: minimization of total cost during the planning horizon and maximization of reliability index. The proposed model determines the sitting and sizing of parking lot as well as conventional alternatives for expansion, such as, optimal size, location and time in which the new lines must be added, replaced or removed. Moreover, the impacts of using FPIs in a distribution network on reliability and the investment cost are in the scope of this study. Due to its good handling of mixed integer nonlinear problem, a non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) is utilized for optimization such a complex problem. The effectiveness of the proposed model is demonstrated by applying to a distribution test system and results show a significant improvement in the area of distribution network planning.     

考虑网络结构优化的含风电配电网多目标重构

为了提高配电网的供电可靠性,从网络自然连通性角度,引入网络抗毁性指标作为配电网重构的一个新目标函数。同时考虑风电出力的随机性与间歇性,根据风速区间及风速概率密度函数构建多个风电出力随机变量,以及对应概率。在此基础上,以开关状态为优化变量、风电出力为随机变量以及在置信水平下的网络损耗最小为另一个目标函数建立了基于机会约束规划的含风电的配电网多目标重构模型。应用改进蚁群算法,结合生成树策略保证蚂蚁路径满足网络辐射状网络拓扑约束,求解所建配网重构模型,并利用Pareto寻优得到最优解集。IEEE33节点和PGE69节点系统算例仿真结果验证了该模型和算法的有效性。     

考虑负荷不确定性与差异化需求的配电网网架结构混合多属性评价优选模型

传统配电网网架结构选择以定性决策为主,受人为因素影响大,决策繁琐。提出了一种考虑负荷不确定性与差异化需求的混合多属性评价优选模型。从拓扑结构、可靠性、经济性3个方面建立多属性评价指标体系,基于集对分析的混合多属性评价方法在评价过程中量化负荷不确定性,在此基础上进一步利用熵权法得到各指标客观权重及由指标权重表征的各网架性能;引入K-means聚类算法及模糊层次分析法建立多专家决策加权的需求方案静态获取模型,得到差异化需求方案以及指标主观权重;利用基于主客观权重及模糊熵的多属性关联关系分析模型,计算差异化需求方案与各备选网架的关联程度,最终建立考虑负荷不确定性与差异化需求的混合多属性评价优选模型。以多个地区的配电网规划为研究对象,利用所提出的混合多属性评价优选模型,分析了不同地区差异化需求下所适合建设的最优网架,验证了所提模型的有效性。     

面向可靠性提升的关联规则驱动下配电网投资规划优选模型与方法

随着清洁能源的接入、供需交互的加深,当前计及完备潮流方程与网络安全约束的投资规划优化模型在面对大量改造措施决策时,存在计算繁琐、收敛性差的问题。提出了一种基于改造措施与可靠性指标关联规则取代潮流与网络安全约束的配电网投资规划优选模型与方法,该模型中配电网可靠性指标与改造措施间的关联关系通过选择合适的机器学习算法实现。分析了可靠性与改造措施的关联规则,分别以可靠性提升最大和投资费用最少为目标建立基于关联规则驱动的配电网投资规划优选模型,考虑各类改造措施对配电网可靠性指标的提升效益,实现配电网投资规划方案优选。通过实例验证了所提投资规划优选优化模型和求解方法的快速性、可行性与有效性。