基于混合整数二阶锥规划的恢复供电策略

由于分布式电源和储能装置的接入,有源配电网经故障隔离后供电恢复优化问题的复杂性显著增高.针对有源配电网故障后的恢复控制问题,提出了利用联络线和孤岛划分恢复失电负荷的方案.建立多目标恢复控制的数学模型,详细描述模型中的潮流约束、分布式电源出力约束和安全稳定运行约束;利用二阶锥技术对潮流模型进行凸松弛,利用多权重法对多目标...     

基于多代理技术的有源配电网供电恢复策略

针对有源配电网发生故障后的快速供电恢复需求,提出基于多代理技术的自愈恢复系统。该系统采用分层协调的恢复模式,由下层区域代理为本区域发起供电恢复进程,上层馈线代理协调处理下层代理间的冲突。提出功率平衡度和转供容量裕度指标,基于该指标,当配电网故障隔离后,非故障失电馈线被分解为多个独立的区域,自愈系统能通过微网聚合恢复失电区域的供电,还可利用联络开关对孤岛区域进行负荷转供,达成综合恢复供电的目标。在供电恢复过程中,同时考虑馈线电压和电流的约束限制,保证系统在故障恢复后的安全稳定运行。在DIgSILENT软件上搭建含分布式电源的4馈线配电系统,仿真结果验证了所提策略的可行性和有效性。     

基于预想事故集的启发式故障恢复策略研究

传统配电网供电恢复策略花费大量在线处理时间,在一定程度上延长了整个故障恢复的处理进度,不利于缩短配电网非故障区域的停电时间。提出一种基于预想事故开关操作集的配启发式故障恢复策略,通过离线形成匹配库,故障发生后搜索相匹配的开关操作集合,快速完成非故障区域的供电恢复。以沈阳某实际配电网为例对故障恢复策略进行了验证,得到的恢复方案更符合电网对自愈能力的要求。     

电力系统恢复决策优化模型与求解

电力系统大停电后系统的快速恢复是电力系统一直以来要解决的重要问题。通过对现有黑启动模型的分析发现,针对全黑情况下启动全网的所有发电机时,现有的最优目标设置和最优问题描述有可能导致一台发电机爬坡而其他发电机等待的现象。为解决这一问题,充分考虑发电机的物理调节特性,提出描述实际问题的变约束的最大值最小的优化模型,并通过引入时间变量 t,将变约束的最大值最小优化问题等价为内点法可解的定约束最优潮流(optical power flow,OPF)问题,克服了最优潮流中求解变约束最大值最小问题的难点,提出计及发电机出力特性的电力系统黑启动优化计算策略。IEEE 30节点标准系统的仿真结果表明,该方法有效,可明显缩短启动时间。该成果已经成功用于电力系统自愈决策系统软件,在广东电网公司投运。     

互联电网的直流最优潮流分解算法研究

研究了大系统互联电网的最优潮流优化策略,基于部分对偶理论分析了电网分区的分解协调模型,提出了一种基于直流最优潮流模型的互联电网多区域分解最优潮流并行求解算法,将一个大的电网互联系统分解成多个区域子问题,每个区域子问题是个典型的二次规划问题,使用直流最优潮流模型来求解互联电网的最优潮流分布,讨论了分区优化收敛条件。通过交换输出电价和边界节点相位角,完成区域间的信息交换。使用上述分解算法对IEEERTS-96算例的多个互联区域进行了分析,结果表明本文算法是一种有效的求解算法,适合大区电网互联后在线分布式动态OPF计算。在电力系统有极大的应用前景。     

重点区域电网应对台风的主动优化减载防御策略

台风天气对电网的破环力极强,为了减少或消除台风过境时造成的供电中断,需要研究在事前预测、事中响应、事后恢复各个阶段加强电网稳定性的措施。为了确保在台风模式下重点区域电网的供电不中断,提出了一种基于优化低频减载的主动防御策略。该策略在连锁故障发生前优化主动防御断面,对关键断面进行潮流预控,确保故障发生时对重点区域电网冲击最小;在故障发生后通过优化低频减载方案来保障重点区域尽快恢复稳定供电。利用BPA软件对某重点区域电网进行案例仿真,设置3种方案和所提优化方案进行对比,结果表明所提优化方案能够更快地使电网频率恢复稳定。重点区域电网主动防御策略在应对台风引发的多回联络线连锁故障方面具有较为明显的效果,能有效提高电网稳定性。     

区域供电互联技术在岸电工程的研究与应用

为实现绿色可持续发展,推动企业的高质量发展,以孤岛电网供电模式为主的海上平台供电模式已无法满足要求,海上油田依托陆地电网供电的岸电工程在此背景下应运而生。依托秦皇岛曹妃甸油田群岸电应用工程首次开展了区域供电互联技术在岸电工程的研究与应用,得出如下结论：对于秦皇岛曹妃甸油田群岸电应用工程,交流互联方案、背靠背直流互联方案、海上交叉供电方案等3种区域供电互联方案在技术上都是可行的,但综合区域供电互联方案潮流合环、供电可靠性及经济性的对比分析,推荐采用交流互联方案。     

海上多平台互联电力系统保护功能和保护配置优化

综合考虑海上多平台电力系统的组网特点和运行方式,研究其可能发生的故障以及各种故障特性,优化后 备保护功能及保护配置方案,快速切除故障,防止故障扩大,以提升海上多平台互联电力系统运行的稳定性.     

基于V2G技术的城市电网供电恢复策略

随着电动汽车的大量推广,城市电网中的电动汽车总容量逐渐增加,基于电动汽车入网(V2G)技术,考虑电动汽车的放电能力,将其作为辅助电源配合应急供电车可快速恢复失电负荷,在有效降低失电损失的同时,具有灵活性好、能降低应急储能和应急供电车等传统应急能源的配置成本等优点。建立了电动汽车的放电模型,以此评估可供调配电动汽车电池的电源水平;将失电负荷的重要度、容量等因素作为有限电源分配的依据,以最小化负荷失电损失为目标,结合遗传算法和改进鲸鱼算法进行求解,提出了基于V2G技术的供电恢复优化策略。算例仿真结果验证了所提方法的可行性和优越性,可为未来电动汽车大规模接入后城市电网的供电恢复策略研究提供新的思路。     

主动配电网的局部自治区域供蓄能力指标及其应用

对并网分布式电源与储能系统的主动管理能降低主动配电网负荷及间歇式能源的波动。文中将含有分布式电源、储能系统及负荷的主动配电网局部自治区域作为整体,考虑分布式电源与储能系统功率约束及电网约束,提出了局部自治区域供蓄能力指标,量化描述局部自治区域消耗储存与提供电能的能力。将配电线路作为整体,提出了主动配电网线路的供蓄能力指标,量化描述互联线路间可传递的最大功率;进而提出了供蓄能力指标算法及基于供蓄能力指标的主动配电网运行优化模型,并在优化模型中考虑了配电网供电安全性约束。通过算例分析验证了局部自治区域及线路的供蓄能力指标的有效性及其对运行优化效率的改善作用。     

基于ADMM的海上多平台-岸电供能系统能量-备用协同分布式优化调度

针对海上油气工程对能量供应稳定性的需求,许多海上发电机组和岸上电网协同的供能系统相继建立。建立海上发电机组和岸上电源的协同优化运行模式,能提高供能可靠性,减少碳排放。因此,提出了海上多平台-岸电供能系统能量-备用协同优化调度模型。同时,为了应对海上多平台供能系统与岸电系统之间的独立性,基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)的思想提出了协同调度模型的分布式求解框架。为了确保分布式求解算法的收敛性,采用二阶锥松弛技术将海上平台电网潮流约束进行松弛,使模型转化为凸优化模型。算例结果表明,海上多平台-岸电协同供能系统在保护岸电系统和各海上平台信息隐私的同时,可使可再生能源的消纳能力获得提升。     

基于云-边协同的配电网快速供电恢复智能决策方法

分布式电源高渗透率接入对配电网故障自愈能力提出了更高的要求。基于模型的供电恢复方法利用精准的网络参数构建优化模型,可以实现供电恢复策略的准确制定。但在配电网实际运行中,精准的配电网络参数往往难以获取,导致基于模型的供电恢复方法应用受限。云-边协同运行模式可作为配电网快速供电恢复的一种实现方案。提出一种基于云-边协同的配电网快速供电恢复智能决策方法。首先,在云端基于图卷积神经网络建立配电网快速供电恢复智能决策模型,包括网络重构模块和潮流模拟模块。当故障发生后,云端利用网络重构模块,快速制定网络重构策略,经过破圈法/避圈法验校后下发至配电网边缘侧的边缘计算装置。边缘侧根据云端的网络重构策略利用潮流模拟模块就地制定负荷恢复策略,实现系统的快速供电恢复。最后,依托改进的IEEE33节点配电网算例对所提模型进行分析,验证了所提方法可有效提升配电网的供电恢复能力。     

高压直流输电系统故障后电网安全控制装置调制策略

大容量高压直流输电系统(high-voltage DC system,HVDC)一旦故障,对送端、受端交流系统产生较大影响,需要安控装置确保系统稳定运行。以包含多个直流输电通道的互联系统为研究对象,基于HVDC系统快速调制功率的特点,提出了单条通道故障后的安控装置动作策略。该策略考虑关键断面限额、潮流、机组出力、系统稳定等约束条件,通过其他直流转带损失功率确保机组调减功率最小。最后以CEPRI-36系统和实际互联系统为例验证文中模型的有效性和实用性。     

华中电网的直流紧急功率支援问题

研究了1 000 kV交流特高压试验示范线建成后,直流输电调制对华北—华中互联电网运行安全稳定的作用。分析了直流紧急功率支援的机制以及实现方法,并对华中电网内直流系统发生双极闭锁故障时,华北—华中互联电网和特高压交流输电通道承受故障冲击的能力及系统的安全稳定水平进行了仿真分析。通过一回直流双极闭锁故障时,华中电网中4回直流输电线路之间紧急功率支援的仿真研究结果表明,采用直流输电系统紧急功率支援对保持互联系统稳定性和供电可靠性具有良好的效果。     

海上多平台气-电互联系统稳态建模与能量流分析

海上多平台气-电互联系统的耦合元件和稳态模型与传统气-电互联系统有所不同,故而对其进行稳态建模和能量流分析。互联系统的模型不仅对气网、电网和传统气-电互联系统的耦合元件压缩机和透平发电机进行了建模,还考虑了海上多平台的特点,提出海上平台电采气耦合过程并构建模型。基于顺序潮流算法,采用适合多平台实际情况的多平衡节点能量流算法进行能量流分析。最后,以某海上多平台气-电互联系统为算例,计算结果验证了所提模型的适用性和能量流算法的有效性。     

三端柔性多状态开关运行控制与示范应用

分布式能源的广泛接入可能会导致诸如配电网电压越限和网络堵塞等多种问题。柔性多状态开关（flexible distribution multi-state switch, FDS）是一种调节能力强、控制灵活性高的新型电力电子设备,可以有效解决间歇性分布式电源（distributed generators, DGs）高比例接入所引起的一系列问题。三端柔性多状态开关可以更安全、可靠和快速地调节系统潮流,通过对有功功率和无功功率的快速、精准控制,进一步实现馈线之间的柔性互联,从而改善系统电压水平,提高供电可靠性。介绍了广东佛山柔性多状态开关示范工程的基本情况,提出含柔性多状态开关的配电网故障自愈控制策略,建立含柔性多状态开关的配电网运行优化和自愈控制的统一模型,并在示范工程实际算例上分析了柔性多状态开关对改善配电网运行状态的作用。结果表明,柔性多状态开关的应用可以有效地改善配电网电压分布,同时提高供电可靠性。     

计及故障供电恢复策略的主动配电网电源规划

主动配电网的核心在于主动管理,在规划阶段综合考虑运行管理策略的影响,有利于提高主动配电网规划结果的适用性。为此,考虑到主动配电网具有分层分布管理的特性,采用故障下游静态分区划分孤岛运行以实现故障供电恢复。同时提出了基于蒙特卡洛模拟计算停电损失费用的方法,以衡量主动配电网是否具有故障供电恢复能力对其可靠性的影响。考虑正常与故障状态下的两种控制策略,提出一种主动配电网电源规划双层优化模型。上层以综合成本净现值最小为目标,其中包含了停电损失计算,下层模拟正常运行状态下全局优化控制获得最优潮流。经仿真实例验证,引入停电损失费用并且考虑供电故障恢复策略的规划模型能保证规划后主动配电网的可靠性,进而整体地提升了主动配电网规划方案的经济性,具有较强的实用性及可推广性。     

计及充换放储一体化电站的主动配电网故障恢复

建立了电动汽车区间负荷模型和充换放储一体化电站(简称一体站)区间负荷紧急支撑模型,提出一体站区间负荷紧急支撑策略及其孤岛区间负荷供电范围划分策略。基于区间理论分析,以系统孤岛负荷、开关动作次数和网损分别作为不同层的优化目标,建立主动配电网故障恢复多层优化区间模型。提出混沌模拟退火帝国竞争算法对故障恢复区间模型进行优化,并提出基于仿射数的区间Dist-Flow法用于潮流计算。算例结果表明所提方法快速、有效。