基于两阶段优化的分布式潮流控制器配置方法

分布式潮流控制器(DPFC)作为一种布点灵活、易扩展的分布式柔性交流输电系统(FACTS)设备,可有效改善潮流分布、提升系统承载能力。然而DPFC的潮流控制效果在极大程度上依赖于其配置方案。为此,基于混合整数线性规划方法构建了电网承载能力和DPFC配置最优的两阶段优化数学模型:第1阶段模型考虑电网约束及DPFC物理和运行特性约束,实现系统承载能力的最大化;第2阶段模型将系统最大承载能力作为运行条件,通过优化DPFC的投资费用,确定DPFC安装位置及容量的最优配置信息。IEEE-RTS79及某地区实际电网中的算例结果表明了所提方法的有效性和合理性。     

分布式潮流控制器选址定容及其效能评估

针对在不同位置安装差异化容量的分布式潮流控制器(distributed power flow controller,DPFC)会带来不同的调控效能这一问题,提出选址定容两阶段DPFC优化方法.阐述了DPFC结构演变及其装置原理,对比统一潮流控制器分析DPFC的特点及优势.基于串联侧的分布式结构,研究DPFC运行状态及空...     

基于多指标效能分析的分布式潮流控制器选址定容优化策略

针对统一潮流控制器的推广受制于其可靠性及制造成本的问题,分布式潮流控制器(DPFC)应运而生,文中详细论述了DPFC的拓扑结构与工作原理,并对DPFC的特点及优势进行了分析。考虑到DPFC在电网中的安装位置及接入容量会直接影响其控制效能的发挥,制定了基于多指标效能分析的DPFC选址定容两阶段优化策略。首先,基于DPFC对系统潮流均衡的影响程度确定最优安装地点,然后再应用经济性成本/效益分析进行容量的优化。在IEEE 30节点系统中进行DPFC的优化配置以验证策略的可行性与有效性,仿真结果表明DPFC接入系统后能够有效改善电网多方面的效能。     

基于自适应遗传算法的配电网DG选址与定容

以配电网规划投资为考虑因素,建立了含分布式电源(DG)的配电网规划经济性模型,以折算到每年的DG的投资运行费用、线路运行费用及引入DG后购电费用最小为目标函数,采用自适应遗传算法解决DG布点规划问题。通过对某地35节点低压配电网算例进行仿真计算,验证了本文算法的有效性,并得到了DG较为合理的安装位置和接入容量。     

基于差异化全寿命周期成本的电网规划经济性评估方法

基于大电网差异化规划的原则和要求,综合全寿命周期成本理论和灾害经济学中的"有无对比"原理,提出一套差异化全寿命周期成本效益经济评估体系。考虑差异化规划的加强成本与减损效益并计及灾害发生时间和概率,建立了电网差异化规划经济性评估模型,提出了累计加强成本、期望净收益和收益成本比指标;综合考虑不同设备使用寿命和投运时间的差异,通过确定统一的研究时间周期,实现了差异化规划从设备级(单元件)到系统级(多元件)的经济性评估。最后通过Garver-6节点算例仿真计算结果验证了该评估方法的可行性和有效性。     

基于覆冰气象条件的电网差异化规划经济性评估

覆冰灾害对特高压电网的安全与稳定运行造成极大威胁,因此构建考虑覆冰灾害的特高压电网差异化规划模型具有重要意义。基于差异化理论,首先构建考虑覆冰灾害的特高压电网差异化规划模型以提高运行的安全性与经济效益;然后,基于影子价格理论和生命周期成本理论构建特高压电网差异化经济性评估模型,对规划方案进行评估,以避免规划方案失误造成的重大经济损失与负面社会影响;最后,通过算例分析验证了差异化规划模型与差异化经济性评估模型的有效性和合理性。     

广义电源多目标优化配置与运行

基于分解协调原理建立了含广义电源的主动配电网多目标优化配置与运行的双层规划模型,上层模型通过网损灵敏度矩阵确定广义电源的最佳安装位置与初始容量;下层模型根据投资与运行经济性、系统电压偏差及环境污染效应建立多目标优化数学模型以确定广义电源的最佳出力。考虑源荷波动的不确定性因素,提出一种内嵌半不变量随机潮流的-粒子群智能优化算法进行多目标优化运行计算。PGE-69节点系统算例仿真表明,广义电源的合理配置与优化运行在有效提高分布式电源渗透率的基础上能够减少网络损耗并改善系统运行电压水平,且从概率的角度对电压、网损进行评估,为电网规划运行提供辅助决策。     

分布式储能系统接入配电网的容量配置和有序布点综合优化方法

随着电储能技术经济性的不断提升,在配电网中大量接入分布式储能系统(DESS)已成为一个发展趋势。针对DESS有序接入中面临的规划与运行问题,提出了一种DESS的容量配置和有序布点的综合优化方法:上层模型为考虑DESS投资收益和减缓配电网增容的容量配置模型;下层模型为考虑DESS特性和容量限制、调节负荷削峰填谷且平抑波动的布点优化模型。以IEEE 33节点系统为例,对所提优化模型与方法的有效性进行了验证,并在此基础上得出了DESS在配电网中的布局方案。仿真结果表明,所提综合优化方法可适用于不同配置容量、不同布点数量DESS接入的应用场景,能为大量DESS接入配电网的规划与审核提供技术支持。     

考虑传统调控手段的配电网SOP选址定容方法

柔性多状态开关(soft open point, SOP)作为一种新型的配电网调控设备,在合理的选址定容规划下,能显著发挥促进馈线均衡、降低传输损耗、提升新能源消纳等作用。为此在考虑配电网传统调控手段的基础上提出了SOP选址定容的三层规划模型:顶层确定SOP的接入位置和容量并传递给中层;继而中层利用模拟退火算法确定常见的有载调压变压器、无功补偿电容器等传统手段的调控变量;最后底层利用粒子群算法确定SOP的运行工况。为了降低三层模型求解的复杂度,引入加权功率传输分布系数指标和网损微增率指标辅助决策。通过IEEE33配电网的算例分析表明:所提模型能够有效整定SOP接入的位置和容量,并能够给出SOP和传统调控手段的联合运行工况,考虑传统调控后的规划模型有效降低了配电网的运行费用。因此,在SOP接入规划时有必要考虑其与传统调控手段相互配合的问题,才能最大限度地提升配电网的运行经济性。     

用于提高输电均衡性的DPFC优化配置方法

针对如何选择分布式潮流控制器(Distributed Power Flow Controller,DPFC)安装位置的问题,通过分析DPFC的运行原理,建立了DPFC的等效模型。然后以输电断面潮流分布均衡性和DPFC装置全寿命周期收益率为目标,提出了DPFC的优化配置模型。利用改进后的粒子群算法求解所提模型,能得到安装DPFC的最佳线路和输电断面潮流均衡度的提升率。通过IEEE39节点和某省级电网500 k V系统的仿真,结果证明DPFC装置能够重新均衡地分配断面联络线上的潮流,同样验证了等效模型和优化配置模型的合理性以及改进的粒子群算法的有效性。     

电池储能电站替代变电站升级的优化决策配置方法

在大规模新能源接入及负荷增长情况下部分变电站存在容量不足问题，为确保电力公司运行经济性，文章对比分析配置储能电站及变电站升级扩容两种方案。首先考虑方案经济性、可靠性及环境指标建立综合评价指标体系进行评估，其次以最大化配置储能效益为规划目标，考虑储能系统全寿命周期成本与提升电网运行可靠性、延缓电网升级改造及降低配电网运行网损三部分效益建立储能成本-效益模型，然后采用改进进化算法进行仿真确定储能系统的配置容量，并通过评价体系得到最佳规划方案。结果表明：在当前电网运行水平和模式下，配置储能系统可以延缓电网升级改造，提升电网整体运行水平，可为后续大规模新能源并网应用储能系统平滑新能源出力、延缓电网升级改造提供规划参考。     

一种电网差异化规划经济性评估方法

随着对电网进行“普遍提高,重点加强”的差异化规划研究的深入,对差异化规划后的电网进行经济性评估尤为重要.以全寿命周期成本理论为基础,结合灾害经济学中“有无对比”的计算原理,提出一种电网差异化规划经济性评估方法.将差异化的加强成本与减损效益提取出来,在全寿命周期内进行资产管理,直观比较差异化规划电网的经济性,并提出了差异化规划设计经济性评估的量化指标IR.算例分析表明,该指标计算简单,具有实际工程应用价值.     

配电网分布式电源双层优化配置与运行

基于分解协调原理建立配电网分布式电源双层规划模型,上层选址模型模型应用系统各节点有功网损灵敏度指标确定分布式电源安装位置,下层配置模型以分布式电源投资收益、有功网损和电压指标为目标函数,采用多目标灰狼优化算法对下层模型进行求解得到最佳配置容量,以PG&E-69节点配电系统为仿真算例。仿真结果表明双层模型得到的规划结果均衡了投资收益与系统运行经济性和安全性,且从不同负荷水平分析规划结果符合负荷需求发展趋势。     

考虑覆冰灾害的特高压电网差异化经济性评估

覆冰灾害对特高压电网经济性有重要影响,鉴于不同输电线路受覆冰影响不同,建立了考虑覆冰灾害的特高压电网差异化经济性评估模型。该模型基于全寿命周期成本理论和差异化理论,从成本和收益两个方面出发,构建差异化全寿命周期成本效益评估指标体系。采用对比评估方法评估差异化方案和常规方案的经济性,为特高压电网规划与建设提供理论依据。最后,通过算例分析验证了评估方法的有效性和合理性。     

考虑电气元件多重故障的海上风场集电系统可靠性与经济性评估

随着海上风电场装机容量日益增加,风电场集电系统拓扑结构将成为影响海上风电场可靠性与经济性的关键因素,为此本文提出了风电场集电系统可靠性评估模型与经济性评估方法。考虑了集电系统内部电气元件的多重故障,采用分块枚举法,比较了风电场集电系统不同拓扑结构的可靠性,计算得到年电量不足期望值和系统等效可用率等可靠性指标以及不同拓扑结构下风场运行容量概率模型。并计及系统可靠性对经济性的影响,综合考虑一次投资成本和故障机会成本,计算得到不同拓扑结构的经济性指标。通过算例分析得到,单边环形拓扑结构的可靠性最高,链形拓扑结构的经济性最优。与以往评估集电系统拓扑结构可靠性与经济性的研究相比,本文考虑了电气元件的多重故障,得到了不同拓扑结构风场运行容量概率模型,评估结果准确合理,研究更具广泛意义。     

基于蒙特卡罗算法的发输电系统充裕性模型及评估方法研究

发电容量充裕性评估可为电力系统的规划及运行提供决策依据,通过对发电容量充裕性的相关指标和蒙特卡罗仿真算法研究,建立了考虑电网主要随机因素的发输电系统充裕度概率评估模型,设计了基于蒙特卡罗法的可靠性仿真流程,并用该方法评估了基于现有系统备用配置情况的南方电网发电容量充裕性,验证了该方案和模型的正确性及可行性,结合仿真结果推荐了南方电网备用确定原则,为电网的规划设计及其安全运行提供了有价值的参考依据。     

分布式风电源与配网联络线协调规划

为了充分利用风能,提高分布式风电源在配电网规划中的经济性和可靠性,提出一种分布式风电源(DWG)和联络线协调规划的方法。先通过分析DWG和联络线之间位置不同对供电可靠性的影响,提出了考虑DWG和联络线影响的事故负荷损耗指标 (CLLI)评估算法。在此基础上建立分布式风电源和联络线投资综合最小、网损最小以及供电可靠性最佳的多目标规划模型,应用非劣排序遗传算法优化得到分布式风电源的位置、容量和联络线的位置。IEEE33算例结果表明,该方法能得到合理的分布式风电源位置容量与联络线位置方案。     

考虑电池寿命损耗的园区综合能源电/热混合储能优化配置

针对园区综合能源系统(PIES)储能容量优化配置问题,为提升PIES规划-运行经济性,提出了考虑电池寿命损耗的PIES电/热混合储能优化配置方法.首先,构建了适用于PIES规划问题的电池寿命损耗模型,用于量化评估电池寿命损耗;进而,在考虑PIES多能互补特性基础上,引入电池置换成本体现电池寿命损耗的长期影响,以电/热混合储能投资置换成本与运行成本等年值最低为目标函数,建立了PIES电/热混合储能容量双层优化配置模型;最后,通过算例验证了文中混合储能配置方法对系统规划-运行经济性、电池使用寿命的提升效果,并比较分析了电/热混合储能与单一储能对系统规划-运行经济性和电池使用寿命的影响.     

考虑需求响应影响的含分布式电源的配电网多目标协调规划

分析了考虑需求响应影响的含分布式电源(DG)的配电网多目标协调规划问题,建立了以DG综合投资成本(包括DG安装及运行维护成本、购电综合成本、需求响应运行成本、网络损耗成本和环境效益)最小为目标的模型,综合考虑网络系统安全约束和需求响应运行约束条件,实现DG位置和容量的协调规划。利用自适应粒子群算法对IEEE33节点系统进行求解,算例结果表明,该模型能有效提高可再生能源的利用率,提升含DG的配电网规划的经济性。     

用户侧综合能源系统规划运行联合优化

建设用户侧综合能源系统对于推进我国能源革命具有重要意义,然而用户侧综合能源系统包含多种能量形式且相互耦合,因此,其最优规划是一个具有挑战性的问题。为此,构建多网络节点的用户侧综合能源系统规划运行联合优化模型(混合整数线性规划),模型同时考虑设备配置优化、网络与储能优化以及可再生能源的充分利用,并有机融合考虑季节变化和日内时序的运行优化。利用此模型可以得到最优规划方案,具体包括设备类型组合、设备容量(或台数)、设备安装位置、能量配送管网规划以及运行策略。在规划决策时,此模型可辅助规划人员全面分析评估多种因素对规划指标的影响。利用提出的模型,对某城市街区的数栋建筑构成的综合能源系统进行规划运行联合优化,证明模型及其求解方法的有效性。