基于N-1和负荷特性的配电网最大接入容量研究

分析配电网自动化管理系统(open2000)监测数据,发现配电网线路平均负载率偏低,一些线路处于轻载或空载状态,配电网冗余度过高、整体利用率低,资源浪费,但同时又有部分配电网线路处于重载状态,不满足N-1准则要求,影响电网可靠运行。针对以上问题,研究出了基于N-1和负荷特性的配电网最大接入容量。对规范配电网线路接入的配电变压器总容量,使配电网经济运行、负载率合理,并满足N-1准则的要求有重要参考价值。同时也可作为对现有运行的配电网接入容量合理性的校验标准。     

基于N-1准则的配电网重构分区评估分析

为解决配电网规划和自动化中的负荷转供问题,结合电网拓扑结构与接线模式,对故障后的配电网重构方案和影响因素进行了分析,提出了配电网重构"N-1"安全准则分区扫描实用评估分析方式,可以对配电网进行完全和逐段两种形式的"N-1"准则校验。同时开发了相应的评估软件,当单馈线无法承担转供负荷时,可以提供多馈线分担转供负荷的方案,并且解决了故障后双电源自动转切负荷对电源馈线容量裕度影响的问题。通过评估软件的分区逐段扫描结果,能够全面、有效地评估配电网的负荷转供能力,并对故障重构的各种方案进行比较。经多个配电网的实际应用,验证了该扫描评估分析方式和软件的效果。     

城市配电网安全性评估方法的研究

为了找出城市配电网的薄弱环节,科学地指导其规划建设与运行,从电力系统静态安全分析的角度提出了一种基于K（N-1＋1）准则的城市配电网安全性评估方法。给出了影响城市配电网安全性的主要因素,从安全性评估内容方面综合考虑了城市配电网的运行状态、网架结构及故障后果,并以馈线负载及负荷损失为基础,通过事故预想,建立了能够反映事故后果严重程度的安全性指标。实际算例表明所提出的城市配电网安全性评估方法是正确、有效的。     

基于抽样盲数的变电站N-1静态安全评估

为了在变电站静态安全分析中考虑负荷和新能源电源出力的不确定性,提出了一种基于抽样盲数的变电站静态安全评估方法。面向N-1静态安全评估问题,论述了抽样盲数的抽样方法。根据持续负荷曲线和新能源电源持续出力曲线获得反映负荷和新能源电源出力的抽样盲数,将负荷抽样盲数和新能源电源出力抽样盲数的样本相互组合得到各个分析场景,以N-1条件下变压器的载荷量作为输出抽样盲数,与变压器的额定容量比较进行N-1校验,得出不满足N-1准则的概率,对于存在不满足N-1准则风险的情形,进一步分析出不满足N-1准则的程度;对于全部满足N-1准则的情形,进一步分析出静态安全裕度。结合实例对所建议的方法进行了详细的说明,结果表明其是可行的。     

配电网设备故障停电风险实时评估

实现配电网设备故障停电风险的实时评估对供电可靠性的提高、停电损失的降低有积极意义。提出包含设备故障率和设备故障停电影响程度的配电网设备故障停电风险评估模型,设备故障率综合考虑了实时系统因素及环境因素,设备故障停电影响程度考虑了损失负荷、损失电量、停电用户小时数、停电用户级别加权户数4个指标。以某配电网为例实现对配电网设备故障停电风险的实时评估,结果达到了实时评估的要求,证明了所提方法的准确性。     

考虑多次转供的配电网最大供电能力评估方法

最大供电能力是配电网发展规划的重要参考数据,现有评估方法未考虑多次转供,评估结果偏于保守,不能适应配电网自动化发展趋势。鉴于此,提出一种考虑多次转供的配电网最大供电能力评估模型。首先基于路径描述方式,建立负荷的供电路径集。然后以路径的通断状态为变量,以系统负荷之和最大为目标函数,以配电网N-1安全校验准则为约束条件,建立了配电网最大供电能力评估模型。最后采用粒子群算法求解该问题,并设计了粒子N-1校验不通过时的罚函数。算例证明,该方法可以充分挖掘配电网的供电潜力,同时可以针对各类主变故障提出相应的失电负荷转供策略,破解了传统评估方法的局限性。     

基于供电安全标准的配电网诊断方法研究

为克服可靠性统计指标中人为因素的影响,提出了基于供电安全标准的配电网诊断方法。首先深入剖析我国城市供电安全标准,选用配电网中常用的组负荷,建立基于不同故障情况下的组负荷量化指标;进而构建一套适用于我国城市配电网诊断评估方法,对配电网进行"N-1"校验分析,汇总"N-1"校验结果,按照不同故障类型对比组负荷量化指标;得到配电网诊断结果之后,给出相应的解决措施;最后结合实例分析,验证该方法的可行性和准确性。     

考虑联络线转供及孤岛划分的配电网风险评估

基于风险评估理论和N-1安全准则,针对含分布式电源的配电系统故障及其供电恢复情况,提出负荷点损失风险指标、线路过负荷风险指标及其综合风险指标评估系统的风险程度,通过统计分析找到系统脆弱节点及线路。基于启发式算法,提出优先联络线转供、然后通过分布式电源孤岛划分相互配合的故障恢复策略,并从最大限度地降低系统负荷点损失风险的角度讨论了分布式电源的入网位置。以IEEE 33节点配电系统为例,验证了所提评估指标能反映含分布式电源配电网的风险程度,所提故障恢复策略及分布式电源入网位置方案能有效降低系统风险。     

基于风险理论的配电网静态安全性评估指标研究

从配电网供电安全性角度出发,在考虑配电网结构灵活这一特性的基础上,指出配电网静态安全分析需要不同于输电网的安全性评估指标和相应分析手段。以风险理论为基础,结合K（N-1+1）准则和效用理论提出了配电网失负荷风险指标、过负荷风险指标和电压越限风险指标,进而从不同侧面对系统的安全性进行“分诊”,并进一步应用层次分析法（AHP）得出系统的总风险指标,作为配电网静态安全分析的基础,以达到“会诊”的目的。还对风险评估方法的应用进行了探讨,并利用算例对不同系统的各项安全指标进行了计算、分析和比较。算例表明提出的配电网     

城市中压配电网最大供电能力评估方法

针对城市中压配电网存在的供电瓶颈问题,分析了城市中压配电网在不同接线方式下的站间负荷转移情况后提出了最大供电能力的评估方法。在线路满足N-1原则的前提下,着重考虑主变N-1原则下所能提供的最大负荷,给出了城市中压配电网最大供电能力的数学模型。该模型是以中压配电网所能提供的最大负荷为目标函数、以N-1原则为约束条件的混合整数规划问题,采用优化计算软件包LINGO求解。实际配电网络的算例验证了该方法在评估中压配电网最大供电能力方面的可行性与有效性,表明加强站间联络既能提高供电可靠性,又能有效挖掘配电网的供电潜力,可望用于优化电网运行,确定供电设备合理的负载水平,指导城市中压配电网的规划建设。     

配电系统供电能力模型

提出了一种新的配电系统供电能力数学模型。首先,基于N一1安全准则给出了包括配电系统最大供电能力、变电站供电能力、网络转移能力和可用供电能力等供电能力相关指标的定义。其次,建立了最大供电能力模型,该模型分为最大供电能力子模型和负载均衡子模型,将其转化为线性规划问题后,逐次求解得到最大供电能力并达到主变压器负栽均衡分配。最...     

计及N-1安全准则的智能配电网多目标重构策略

智能配电网背景下,N-1安全准则是配电网安全运行中的重要准则,而现有文献中的配电网重构模型均未计及N-1安全准则,所得重构结果未必满足安全性要求。为解决这一基础性问题,文中提出了一种计及N-1安全准则的配电网多目标重构新策略。首先,基于配电系统安全域(DSSR)中安全距离这一概念,定义了安全距离均值、安全距离均衡度、安全距离均衡比3个量化描述N-1安全的指标。其次,给出了以降低网损和减小安全距离均衡比为综合优化目标的配电网多目标重构模型。然后,应用改进遗传和动态小生境差分进化的混合算法对该配电网多目标重构模型进行求解。最后,考虑静态重构和动态重构两种情境,通过算例对比所提模型与现有文献模型,结果均表明,文中模型所得重构结果满足N-1安全准则,综合考虑系统经济性、安全性下更优,验证了所提模型和求解算法的正确有效性。     

变电容载比与下一级中压配电网络关系的量化分析

变电容载比是配电网规划的重要指标,现有导则指出,下级配电网络较强时容载比可取低,但未提供量化分析方法,为此提出了一种基于最大供电能力(total supply capability,TSC)的容载比与下级中压配电网络关系的量化分析方法。在同时考虑变电站内主变转带和下级网络转带的情况下,TSC理论能够计算一个配电网满足"N-1"安全准则条件下的最大负荷供应能力。研究了网络不同强弱时的容载比数据,并通过改变馈线容量、联络位置和联络规模来探究容载比与网络强弱的关系以及容载比的变化范围,得到了容载比取低的量化结论与推荐建议,丰富和发展了现有的规划导则。     

An Optimal N-1 Secure Operation Mode for Medium-voltage Loop Distribution Networks Considering Load Supply Capability and Security Distance

With many uncertainties, such as intermittent distributed generations and time-varying loads, penetrated into distribution networks, the load supply capability operating point has not been sufficient to guide power system operation for no security margin guarantee. To address this fundamental problem, an optimal operation model for interconnected distribution networks is proposed in this paper with the consideration of both security and efficiency of systems. The uncertainty, a feeder or substation transformer N-1 contingency, is taken into account and conductor thermal constraints after feeder or transformer failure are also incorporated into the formulated multi-objective model. The nonlinear optimization model is solved by a hybrid algorithm combining normal boundary intersection and sequential quadratic programming. The optimal load distribution solution on feeders and transformers can be obtained, which provides a trade-off between two defined indices, load supply capability adequacy and variation coefficient of security distance. Compared with conventional distribution loadability, case studies carried out on a test distribution network and a real urban distribution system in China demonstrate the effectiveness of the proposed model and solving method. The N-1 security margin is verified when increasing load demand.     

基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法

评估馈线供电能力是保障馈线可靠运行的重要手段。文中提出了一种基于路径描述的馈线分区N-1可装容量计算方法。首先,将同一电压等级配电网以自动/手动开关装置为边界划分馈线分区,视为负荷节点;采用所有负荷节点及其所有可能供电路径的集合描述配电网拓扑结构。随后,以路径状态为变量,建立了馈线N-1安全校验的0-1线性规划模型。针对电网营销部门的实际数据需求,以路径状态和馈线分区可装容量为变量,进一步建立了用于馈线分区N-1可装容量计算的混合整数线性规划模型。最后,以某省会城市实际运行的某一10 k V馈线组为例,验证了所提算法的实用性和有效性。     

考虑经济安全性的有源配电网供电能力研究

与传统配电网不同,接入有源配电网的可控分布式电源能够参与配电网的经济运行。可控分布式电源的出力分配由主动配电网的经济调度策略确定。为实现供电能力最大化,可控分布式电源通常运行在额定状态,这与经济运行的目标相背离。而且配电网运行需满足N-1安全准则,而现有文献中的分布式电源(DG)优化运行模型均未计及N-1准则,所得出力策略未必满足系统安全要求。综上所述,为解决这一问题,提出了一种考虑经济调度和N-1安全约束的供电能力模型。以供电能力经济比最小和安全距离均衡比最小为多目标,算例表明所提模型能保证N-1安全,实现了综合考虑系统经济性、安全性下的最优,验证了所提模型是合理、有效的。     

计及可靠性和经济性的中压配电线路最佳运行效率计算方法

当前中压配电线路运行效率评价过程中采用“N-1”准则难以合理度量在不同负荷结构下线路最佳负载能力,未能充分考虑在不同负荷结构下线路运行经济性的问题,针对以上问题提出了计及可靠性和经济性的中压配电线路最佳运行效率计算方法。首先,结合安全性和经济性两个方面,对中压配电线路的运行效率进行了定义并提出了其计算方法;其次,基于可靠性指标与线路负载率关系解析,提出了不同负荷结构的中压配电线路可靠性评估流程;然后,以经济性最优为目标构建了中压配电线路最佳负载能力优化模型。最后通过算例分析,验证了本文所提方法的有效性和实用性。     

配电网安全性指标的研究

该文从配电网供电安全性出发，在K（N-1 1）安全性准则的基础上，通过比较配电网和输电网的差异，指出配电网静态安全分析需要不同于输电网的安全性指标和分析方法。以此为前提提出了事故后果严重程度指标，并在此基础上进一步提出系统网架结构强弱指标和系统整体安全性指标，作为配电网静态安全分析的基础。文中还对指标的应用进行了探讨，并利用算例对安全性存在差异的系统的各项安全性指标进行了计算、分析和比较。算例表明文中提出的配电网安全性指标是可行的。它能够定量地刻画事故后果的严重程度，准确地反映系统安全性的高低，为配电网静态安全分析奠定了基础。     

基于估测惯量计算的低频减载方法

新能源发电接入系统的控制方式的不同会给系统的惯量带来不同的影响,研究了基于估测惯量系统功率缺额实时计算方法。首先分析了现有低频减载装置计算系统功率缺额算法的不足。针对这些不足,研究了电压偏移对系统有功缺额的影响,并给出了量化算法;根据扰动后负荷的响应信息,提出了实时辨识系统惯量的方法,由此得到基于估测惯量的系统功率缺额实时计算方法,进而得到最优的自适应切负荷方案。在IEEE 39节点系统下进行孤岛系统的仿真,验证了研究得出的电压偏移对系统有功缺额的影响,以及系统惯量的实时辨识、系统功率缺额实时计算的准确性和有效性。与传统的分轮次动作的低频减载方案相比,所提方案的负荷减载量以及动态频率偏移相对更小,频率恢复稳定能力更强。