不平衡主动配电网电压无功两阶段多目标鲁棒优化

高间歇性分布式电源大量接入、线路排布不对称、负荷分布不均匀等因素加剧了配电网的三相不平衡。同时,分布式电源和负荷的显著不确定性导致配电系统电压越限频繁以及网络能量损耗增加。引入电压不平衡度二阶锥约束,以降低主动配电网的三相不平衡程度;采用鲁棒优化方法对分布式电源与负荷的不确定性进行建模;在此基础上,提出一种不平衡主动配电网的两阶段多目标电压无功控制模型,以最小化系统电压偏差和网络能量损耗;结合二阶锥松弛与线性化技术将非凸模型转化为可求解形式,利用法线边界相交算法处理多目标问题,并采用列与约束生成算法将可求解模型分为主问题与子问题进行迭代求解,从而得到鲁棒帕累托最优解。基于澳大利亚某真实配电网验证所提方法的有效性和鲁棒性。     

双时间尺度下主动配电网多目标无功电压优化

考虑新能源出力的波动性和不同无功设备的调节速度,提出了双时间尺度(小时级和15 min级)协调的主动配电网多目标无功电压优化方法。在第一阶段(小时级)无功电压优化中,建立了最小化日前网损和传统无功调节设备动作次数的多目标优化模型,并采用三步优化方法求解该多目标混合整数非线性规划问题。在第二阶段(15 min级)无功电压优化中,考虑新能源出力波动可能危害系统实际安全运行,建立了新能源机组出力代表性场景下的、最小化系统主导节点电压偏差的优化模型,确保系统实时电压水平。通过IEEE 33算例分析,验证了提出的双时间尺度下主动配电网多目标无功电压优化模型和求解方法的有效性。     

交直流主动配电网多无功源协调的电压控制策略

为解决分布式电源高渗透率的交直流主动配电网因分布式电源出力波动及负荷变化等造成的电压越限问题,提出了利用柔性直流装置、分布式电源及离散无功设备等多无功源构建的主动配电网电压控制策略。将配电网电压运行状态划分为3种:(1)正常状态下进行全局优化,通过离散无功设备的静态无功功率置换出柔性直流装置的动态无功功率,提高配电网动态无功储备容量;(2)预警状态下通过多无功源就地控制与集中控制相互协调,实现轻度电压越限节点的校正控制;(3)紧急状态下利用柔性直流装置对电压越限节点快速紧急支援,实现配电网过渡到预警状态或恢复到正常状态。利用IEEE 33节点系统进行了仿真和实验验证,仿真和实验结果表明该策略提高了系统的动态无功储备容量,实现了配电网电压的有效控制。     

主动配电网无功电压全局优化控制策略

针对分布式能源接入对配电网电压水平及控制策略产生的影响,提出适用于主动配电网的无功电压全局优化控制策略。基干建立的无功电压全局优化控制模型,提出目标函数及符合主动配电网特征的约束条件,运用遗传算法求解目标函数,得到能够优化馈线上各个无功源的无功输出和可调变压器分接头档位位置的全局优化控制策略。该策略帮助实现主动配电网无功潮流的合理分布,在提高网络电压质量以及降低线损方面有一定的实用性。     

新能源环境下配电网无功电压协调优化

利用分布式电源(distributed generation,DG)的无功功率与传统无功优化策略相结合的方法,对接有电动汽车(electric vehicles,EV)和储能装置(energy storage system,ESS)的配电系统进行无功电压协调优化,充分利用ESS来提高新能源发电的消纳能力,平抑电压偏差。考虑DG、EV的随机性,利用点估计法进行随机潮流(probabilistic load flow,PLF)计算,建立以节点电压期望平均偏差和网损期望最小为目标的配电网无功电压协调优化模型,采用动物迁徙算法(animal migration algorithm,AMA)求解多目标优化模型,求得一组非劣解集供决策者根据需要进行选择,最后以IEEE33节点系统为例进行仿真分析,并与粒子群算法进行比较,验证模型和算法的有效性。     

有功无功协调的主动配电网鲁棒电压控制

光伏出力具有较强的波动性且难以预测,同时配电网中量测装置不足导致负荷估计精度差,因此传统的确定性电压控制方法不完全适用于主动配电网。电压越限是导致配电网中光伏发电弃光或停运的主要原因,文中提出了一种考虑光伏出力和负荷不确定性的鲁棒区间电压控制方法。该方法计算出最优无功补偿决策的同时,给出光伏电站的允许有功出力区间。所提出的方法在保证系统安全的基础上使得光伏电站尽可能运行在最大功率点跟踪模式。在改进的IEEE 33节点算例系统上进行了分析,通过蒙特卡洛仿真验证了所提方法的鲁棒性。     

主动配电网集中/就地自适应无功电压控制方法

针对当前集中控制方法不能适应配电网不同应用配置工况、就地控制难以协调发挥设备及光伏无功电压调节性能的问题,提出一种主动配电网集中/就地自适应无功电压协调控制方法,根据配网控制条件将设备及光伏的控制模式划分为就地趋优控制和集中优化控制两部分。在就地趋优控制方面,建立协同功率因数和动态趋优因子指标,兼顾全局需求调节光伏与设备无功出力;在集中优化控制方面,根据无功充裕程度选择电压越限风险或网损最小为目标,进行无功优化:通过实际配电网算例仿真验证所提策略的有效性。结果表明该方法可以主动适应配电网控制条件不健全的情况,在优化无功出力、改善线损和电压水平等方面具有优越性。     

考虑电压稳定的主动配电网动态无功优化

高比例分布式电源的接入造成电网局部电压越线问题严重,配电网动态无功优化是配网安全、稳定运行的重要保障。提出了一种考虑电压稳定的主动配电网动态无功/电压调控策略,基于分布式电源运行特性和网络日负荷曲线,建立考虑电压稳定、网络损耗为目标的主动配电网动态无功电压模型,同时考虑电容器组、SVC等无功调压设备动作次数约束;提出了基于柯西变异的动态权重粒子群优化算法,在粒子群进化过程中通过动态调整权重因子、学习因子提高算法的寻优速度,利用柯西变异提高算法跳出局部最优解的能力;最后,通过仿真算例验证本文方法的可行性和合理性。通过合理控制无功调压设备的动作时间实现一天内主动配电网无功潮流的最优分布,提高系统运行的安全性和稳定性。     

主动配电网无功补偿和OLTC鲁棒多目标优化配置

为应对主动配电网潮流波动,提升主动配电网运行经济性和安全性,以投资成本、网损、电压偏移最少为目标,建立了投资层与多时段模拟运行层一体化的多目标优化配置模型。同时,为进一步决获取符合实际需求的最优配置方案,提出动态加权的多目标求解方法,得到最优解集。通过仿真算例验证了所提方法的有效性。     

考虑电压稳定性的含分布式电源配电网多目标无功优化

建立考虑电压稳定性的含分布式电源配电网多目标无功优化模型,该模型兼顾有功网损、电压偏移指标和电压稳定指标3个目标函数。提出一种自适应多目标差分进化算法获取模型的Pareto最优解集,并采用灰色关联决策法提取出最优折中无功优化方案。以IEEE 33节点和IEEE69节点配电系统为算例进行仿真分析,结果验证了所提无功优化方法的有效性。     

适应三相不平衡主动配电网无功优化的二阶锥松弛模型

三相不平衡主动配电网无功优化的非凸非线性给全局优化求解带来一定挑战.传统方法采用二阶锥松弛方法来凸化原始非凸优化模型,从而实现全局最优解的有效搜索.然而,传统所提方法忽略了三相配电网相间耦合关系,从而导致三相不平衡场景下与全局最优解之间存在误差.为此,文中提出适应三相不平衡主动配电网无功优化的二阶锥松弛模型,通过将原始优化模型映射到高维空间,松弛秩约束,并采用Sylvester准则形成相间二阶锥约束.最后,通过IEEE 33节点、IEEE 123节点和906节点算例仿真分析验证了所提方法的有效性.     

主动配电网多级无功电压协调控制研究

分布式光伏大量接入配电网后电压越限问题成为影响电网安全稳定运行的关键因素。为了适应高渗透率、大规模分布式光伏的接入,提高系统调压能力,本文依据主动配电网内调压资源特性的不同,对其进行了分类分级处理,提出了主动配电网多级无功电压控制策略,即分别利用小容量分布式光伏、光伏电站无功、传统VQC装置和光伏电站有功实现系统一、二、三、四级调压。其中,针对小容量分布式光伏所采用的分散式就地控制策略,提出了基于并网点电压和光伏实际有功出力的cosφ(U、P)控制模型。最后,基于改进的IEEE33节点算例进行了仿真,仿真结果表明本文所提出的四级调压策略,充分利用了主动配电网内分散的调压资源,有效减少了VQC装置动作次数,并改善了配电网电压水平。     

考虑自适应实时调度的多电压等级直流配电网能量优化方法

利用直流配电网整合直流型分布式电源与电力负荷已经发展成为一种有效方式,然而,高比例强随机性源、荷的接入背景下,固定时间尺度的能量优化调度难以实现直流配电网较低成本投入下的经济性优化运行。提出一种考虑自适应实时调度的多电压等级直流配电网能量优化方法。首先,基于直流配电网净负荷特征,建立了直流配电网实时调度自适应时间尺度模型;然后,基于多电压等级直流配电网分层的结构特点,构建了多电压等级直流配电网分层、多时间尺度滚动优化调度框架,并且,在实时优化调度层,综合配电网源荷匹配率与总运行成本之间的博弈,提出了自适应实时调度方法。基于提出的方法,通过直流配电网各个可调控单元分层、多时间尺度的能量优化,实现了直流配电网的可靠运行以及供需两侧的综合效益最大化。算例以某直流配电网示范工程网架进行验证,表明所提出方法的合理性和有效性。     

计及多电压等级配电网拓扑约束的协调转供优化

多级配电网协调转供可有效缓解负荷高峰期出现的输电阻塞与设备过载问题。该文首先分析高中压配电网典型结构,建立接线拓扑图,并推导了各种典型拓扑的有功平衡方程。充分利用各级配电网的网络特征,结合有功功率平衡、变电站出力、线路载流量和拓扑约束,以转供操作的总成本最小为目标函数,提出计及多电压等级配电网拓扑约束的协调转供优化模型;将目标函数线性化后转化为混合整数线性规划问题,采用CPLEX工具箱进行求解。最后,通过某实际多电压等级配电网进行仿真分析,验证文中模型的有效性。     

协调储能与柔性负荷的主动配电网多目标优化调度

为了更多的消纳可再生分布式能源,在主动配电网的优化调度中,考虑储能和柔性负荷的时空联系与网络潮流的影响,构建了以可再生能源利用率最大、网络损耗最小和用户满意度最高为目标的主动配电网优化调度模型。然后提出AHP?熵权法计算各子目标权重系数,并采用含非线性递减惯性权重的粒子群算法求解所建模型。同时通过设定可控分布式发电单元、储能系统及柔性负荷的调度优先级量化主动配电网各单元间的协调作用。最后进行了算例分析,仿真结果表明储能和柔性负荷的协调优化会增加可再生分布式发电的利用率,所提的调度优先级有效减小了网络有功损耗,提高了用户满意度,从而验证了这种优化方案的合理性。     

主动配电网源荷协调多目标阻塞调度

随着电动汽车的规模化发展,其所具备的灵活充放电时间转移能力,使得电动汽车充放电秩序的选择成为影响主动配电网出现负荷尖峰的一个重要因素,大量电动汽车无序集中用电,甚至会引起网络阻塞。文中基于中国电力市场的实际情形,结合电动汽车群充放电的柔性与主动配电网中可控分布式电源发电出力的灵活性,将电动汽车群、可控分布式电源,以及从大电网的购电量作为调度对象,以电动汽车群充放电费用最少和系统发电成本最低为目标,提出一种充放电服务费调整策略下的主动配电网源荷协调多目标阻塞调度模型。算例验证表明,所提出的阻塞调度策略可降低系统阻塞效应、提高电网运行安全性和经济性。     

含柔性多状态开关的主动配电网有功-无功协调动态优化

多端柔性多状态开关(FDS)作为可实现功率实时调控的装置,有利于实现主动配电网的运行优化。文中基于FDS接入配电网的拓扑和运行数学模型,建立含FDS支路的配电网有功-无功协调动态优化运行模型:构建多时间尺度有功-无功调度架构,以最优网损和电压均衡为目标函数,并考虑计及系统安全和断面动作限制的运行约束条件。为提高多断面潮流模型的求解效率和松弛精度,提出针对二阶锥规划和非线性规划的模型求解优化方法,并利用求解工具集SCIP等算法包获取测试结果。最后,依托实际工程数据,在含三端FDS主动配电网系统中展开仿真测试,结果呈现了FDS接入对主动配电网电能质量改善、运行策略优化和潮流智能分配的积极影响,并验证了所述方法的寻优稳定性和计算高效性。     

配电网时变无功电压优化方法

为降低电能损耗、提高功率因数和保证终端用户的电压质量,针对考虑负荷变化时配电网补偿调压设备的优化控制问题,提出了完整的模型及求解算法。根据系统负荷曲线变化趋势,提出按单调性初步分段进而采用融合的思想使分段数满足补偿调压装置的动作次数约束。应用粒子群优化算法从整体上获得系统一天内的电容器组及有载调压变压器分接头的最优运行方式。算例分析结果表明,这种分段处理方法不仅考虑了负荷的周期变化,而且使控制方案更为简洁、有效。     

配电网时变无功电压优化方法

为降低电能损耗、提高功率因数和保证终端用户的电压质量，针对考虑负荷变化时配电网补偿调压设备的优化控制问题，提出了完整的模型及求解算法。根据系统负荷曲线变化趋势，提出按单调性初步分段进而采用融合的思想使分段数满足补偿调压装置的动作次数约束。应用粒子群优化算法从整体上获得系统一天内的电容器组及有载调压变压器分接头的最优运行方式。算例分析结果表明，这种分段处理方法不仅考虑了负荷的周期变化，而且使控制方案更为简洁、有效。