多因素的配电网开关配置优化方案研究

提出一种基于多因素的中压环网的开关优化配置方法.根据实际配电网的运行要求,建立优化数学模型,利用差分法改进的遗传算法进行求解,使得配电网的开关配置方案在满足供电可靠性约束和综合费用最低的前提下最优化.以 IEEE RBTS-BUS 5 系统的1、2两条主馈线为研究对象,以开关投资费用、运行维修费用和停电损失费用等综合费...     

考虑可靠性和经济性的中压配电网分段开关优化配置研究方法

中压配电网中,科学配置分段开关可以显著提高供电可靠性减小停电损失。综合考虑配电网供电可靠性和经济性,以停电损失最小为目标,提出了分段开关的最优配置技术。首先,分析拓扑结构与分段开关关联性,建立中压配电网拓扑结构优化分析模型;然后,基于全寿命周期成本理论,提出考虑供电可靠性的分段开关最优配置模型,通过分析开关上游、中游和下游网络的平均停电持续时间和停电损失费用,提出考虑可靠性和经济性的综合迭代求解策略;最后,基于二进制粒子群算法,提出分段开关配置数目和位置的迭代求解方法。仿真算例验证了方法的有效性以及优势所在,为电网规划人员在配电网优化设计中提供实用参考。     

配电网开关的最优配置模型

在配电网合适的位置配置不同类型的开关可以提高故障区段定位效率,缩短故障隔离时间及供电恢复时间。首先引入一系列布尔型表达式来描述配电网中相应位置的开关存在性;然后从配电网运行特性出发,引入了配电网故障区段定位准确率的概念;并根据不同的故障类型确定负荷相应的停电时间;在此基础上,构建了以用户停电损失与开关配置全生命周期费用之和最小为目标,以供电可靠性指标为约束的配电网开关的最优配置模型。最后通过仿真算例验证了所提模型的有效性。     

基于永磁开关的配电网多级保护配置策略研究

为减少配网用户分支线故障导致整条线路停电的情况,针对配电线路上普通断路器分闸时间长与上级断路器难以进行保护配合的问题,提出基于永磁开关的配电网多级保护配置策略。分析永磁开关的操动机构及优点,阐述永磁开关在配电网中的适应性,并重点对多级保护配置中的两级级差和三级级差保护配置策略进行了论述。基于永磁开关的配电网多级保护配置策略的应用,能够有效地减少瞬时故障造成的短暂停电次数,提高配电网的供电可靠性。     

复杂中压配电网开关优化配置数学模型及算例

配电网开关优化配置就是确定馈线上开关设备的最佳位置和数量,以提高系统可靠性,减少停电损失,提高资金的使用效率。本文介绍了开关优化配置中各种费用的计算方法,对现有的几种复杂中压配电网可靠性算法进行了比较和说明,并介绍了基于可靠性算法计算停电损失费用的方法。     

基于人工鱼群算法的配电网开关优化配置

对配电网开关优化配置进行了分析,针对开关优化配置的特点提出了用户停电损失费用计算的分块算法,并且建立了配电网开关优化配置的数学模型。针对人工鱼群算法不能找到精确解、复杂度高等缺点进行了改进,借鉴遗传算法的思想提出了二进制人工鱼群算法,使该算法能更有效的应用于实际工程当中。仿真试验结果证明,在充分考虑可靠性和经济性协调的情况下,应用二进制人工鱼群算法来优化配电网馈线上分段开关的位置和数量是可行且有效的。     

含分布式电源配电网中重合器的优化配置

基于配电网的可靠性指标和评估方法,分析了分布式电源接入后对配电网可靠性的影响。在考虑提高系统和用户侧的供电可靠性的基础上,分析了配电系统引入分布式发电对重合器等保护设备配合的影响,选择了配电网重合器位置优化配置的数学模型。结合用户停电感受,利用遗传算法给出该模型求解算法,通过算例验证了该种算法的有效性。     

基于站内断路器及站外负荷开关馈线组的配电网

10 kV电压等级的配电网一般在变电站内配置断路器,站外配置负荷开关。当站外线路发生相间故障时,整个恢复供电过程一般为1～2 h,即使在配置了就地馈线自动化的情况下,整个恢复供电过程也至少为几十秒。这明显不能满足高可靠性供电用户的需求。对此,提出了一种基于站内断路器及站外负荷开关馈线组的配电网保护方法。当配电网发生故障时,变电站侧断路器跳闸并重合闸,紧邻故障点的站外负荷开关在变电站内断路器跳闸和重合闸之间的时段内根据故障时保护特征记忆而跳闸,从而实现故障点隔离及对故障点上游区域的恢复供电,整个过程最快可在2 s内完成,且只有1次停电过程。该方法大幅缩短了故障停电时间,完全能满足高可靠性供电用户的需求。     

中压配电网的线路分段开关优化规划

介绍了确定中压配电网分段开关位置的实用计算方法。分段开关是为了提高供电可靠性而装设,所设开关应尽可能保护它所在位置的电源侧用户免受开关负荷侧故障的影响。通过采用以最小停电费用为目标函数,以供电可靠性为约束条件的枚举法来求解。此方法可使分段开关安装位置的选择更合理。     

用于配电网开关优化配置问题的二进制PSO算法

提出了1种求解配电网开关优化配置问题的二进制粒子群(PSO)算法。该算法通过对开关设备总投资、年运行费用和年停电损失费用等优化计算,以达到综合年费最少的角度,确定了1种开关配置方案。仿真计算表明,二进制PSO算法相对于遗传算法和免疫算法等搜索方法而言,具有更好的全局收敛性,且算法简单,是求解配电网开关优化配置问题一种有效方法。     

综合考虑可靠性和经济性的配电终端优化配置研究

配电终端的配置数量和位置对配网供电的可靠性和经济性有重要影响,合理配置配电终端有利于推动配电自动化的经济高效建设。为了在保证供电可靠性的前提下,解决因配网盲目配置"三遥"终端而导致配电自动化投资居高不下的问题,介绍了一种综合考虑可靠性和经济性的配电终端优化配置方法。该方法建立了一个以综合费用最低为目标的配电自动化终端优化配置数学模型,并采用隐枚举法进行求解。将该方法应用于一个架空多分段单联络电网实例,结果验证了其正确性和实用性。     

基于GA的发输电合成系统最优可靠性计算新方法

将可靠性和经济性相结合,提出了基于总拥有费用法的发输电合成系统最优可靠性算法的总体框架,进而在概率安全性和概率充裕度综合评估基础上,将综合评估风险指标和可靠性经济评估理论相结合,建立了基于遗传算法和蒙特卡罗仿真相结合的最优可靠性计算模型和算法。算法使最终求得的各元件的最优解所对应的规划方案的总成本最小。最后对IEEE—RTS标准测试系统进行了计算,结果表明所提模型和算法是可行的。     

计及配电网可靠性和运行经济性的电网侧储能优化配置

针对储能提升系统可靠性和降低运行经济性的问题,提出一种综合考虑配电网可靠性和运行经济性的两阶段储能优化配置方法。在单一主电源供电可靠性模型的基础上,分别建立含储能系统单点接入、多点接入结构下的供电可靠性模型：阶段1以储能系统单点接入拓扑下的模型为规划对象,建立多目标规划运行双层模型,上层以储能容量投资成本、系统安全成本、统一时间尺度下的运行成本之和最小为优化目标,下层以综合运行成本之和最小为优化目标,同时考虑网络损耗、电能质量、负荷波动这3种运行成本,应用Gurobi工具包求解得到储能的规划运行方案;阶段2考虑新增供电线缆改造后的储能多点接入拓扑下的模型,以可靠性提升效益最大为优化目标,得到新增线缆规划方案。以修改的IEEE 33节点系统为算例,从不同的场景验证所提方法的有效性,并分析不同的停电风险价格对规划结果的影响。     

考虑事故–经济重构共同影响的配电网智能终端规划

随着智能电网建设的不断推进,信息系统与配电物理系统不断深入耦合,配电自动化程度势必越来越高,智能终端的规划设计在配电自动化建设发展中显得尤为重要。基于此,建立考虑事故–经济重构共同影响下的配电网智能终端双层规划模型。上层模型为系统综合投资成本和运行成本综合最优进行“二遥”(集遥信和遥测功能于一体的智能终端)、“三遥”(集遥信、遥测和遥控功能于一体的智能终端)终端选址、选型以及光缆铺设规划建模。基于上层规划结果,下层事故重构部分基于多场景事故停运时间分解法,结合各类可转移负荷的负荷–电源转移路径上智能终端配置状态,计及断路器是否支持遥控对系统可靠性造成的影响等,建立配电系统可靠性评估量化模型;下层经济重构部分则计及潮流约束、安全约束、拓扑约束和开关动作约束从而建立基于二阶锥松弛(second order cone programming,SOCP)的动态混合整数线性模型以分析规划结果在系统正常运行时的经济性。最终,整个双层模型采用离散二进制粒子群算法(discrete binary particle swarm optimization algorithm,BPSO)进行优化求解,并先后...     

含功效系数法的电力系统综合优化

针对电力系统多目标规划,引入了功效系数法来弥补综合加权平均法的缺陷。基于其原理选取了发电系统总发电成本、有功网损、电压偏移量、静态电压稳定裕度作为评价指标,采用改进层次分析法确定评价指标相应的权重,建立了电力系统综合优化模型。以IEEE 14节点为例,使用改进粒子群算法对综合优化模型进行检验,研究结果表明含功效系数法的电力系统综合优化模型具备较高的可靠性和实用性。     

兼顾供电可靠性和经济性的多目标网络重构

提出了基于隐含并行寻优思想的兼顾供电可靠性提高和网损降低的配电系统多目标网络重构算法。该算法采用了大规模配电系统三相潮流计算和可靠性评估方法,实现了配电系统可靠性与经济性水平的综合最优化。该算法具有不依赖于网络开关的初始状态,也不受初始联络开关的操作次序的影响,可以高效地求解系统的有效解,实现多目标综合优化的特点。算例结果表明,该算法是灵活和高效的。     

计及可靠性收益的配电网柔性多状态开关及分布式电源综合优化配置

柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMS)是支撑新型电力系统背景下配电网运行控制能力提升和可再生能源接入渗透率改善的重要技术装备,针对现有配电网中FMS的规划并未详细考虑FMS与分布式电源(distributed generation,DG)的协调配置,以及对于FMS接入带来的可靠性提升考虑不足的问题。文章在规划配置阶段详细考虑了含FMS和DG的协同优化运行,并充分计及FMS接入带来的可靠性收益,构建了基于嵌套优化的FMS和DG选址定容双层优化配置模型。针对双层嵌套规划模型求解的复杂性,提出了基于改进粒子群算法和GAMS(general algebraic modeling language)算法相结合的模型求解策略,以改造后的IEEE 33节点算例系统为例,对所提出模型和方法的有效性进行了验证,结果表明提出的方法相比传统单一FMS规划具有更好的经济性,能最大程度地降低配电网年综合费用,同时减少用户因停电带来的损失。     

计及系统可靠性的机组组合优化运行

考虑火电厂的煤耗特性和启停特性,结合负荷误差的随机性以及停电引起的补偿成本等,以火电厂运行成本、启动耗量成本及停电时电力公司所需支付的补偿成本三者构成的综合成本最小为目的建立优化调度模型。针对一个含6台火电机组的系统进行仿真计算,确定合理开机数量和机组出力组合;提出以系统实时容量和实时负荷之间的关系作为电力系统可靠性的判断依据,对不同机组组合情况下系统运行的可靠性进行分析。算例结果表明,本文建立的考虑电力系统运行可靠性的火电机组组合优化模型,能在降低电力系统运行综合成本的同时,通过可靠性分析找到保证系统安全可靠的运行方式。     

基于综合费用最低的变电站站址优化方法

提出了一种变电站站址优化新方法,在保证电网网络结构满足供电可靠性要求的前提下,使电网建设及运行总费用最低。文中对与变电站站址相关的电网投资、运行费用作了分析,以变电站进出线投资及线路能耗折算综合总费用最小为目标函数,建立了进出线年综合费用最小模型。并探讨了利用该模型对多电压等级相互关联的多个变电站站址进行优化的方法,由于一开始并未确定上级电源点位置,需先利用出线年综合费用最小模型计算出电源变站址,然后再用进出线年综合费用最小模型对各待选站址进行整体优化。在实例计算中对进出线年综合费用最小、出线年综合费用最小及负荷矩最小三种模型进行了比较,结果表明进出线年综合费用最小模型能显著节省电网建设投资及运行总费用,是一种实用的变电站站址优化方法。     

基于改进遗传算法的工业园区综合能源系统能量管理方法

针对现有工业园区综合能源系统能量管理协调性和经济性较差的问题,文章提出了考虑供能可靠性的综合能源系统能量管理方法。首先,构建了综合能源系统的典型运营模式,建立了系统中主要元件的效能与经济模型;其次,考虑了设备的运行维护成本、园区与主网的能量交互成本,构建了以综合发电成本为目标函数,以冷/热/电负荷平衡、机组爬坡功率、供能可靠性为约束条件的综合能源系统经济调度模型;然后,针对能量管理时序问题改进了遗传算法的编码方式,提出了新的优化算法;最后,通过算例验证了文章所述方法的有效性和实用性。