多源协同的智能配电网故障恢复次序优化决策方法

当因极端事件导致电力系统发生大规模停电时,可以协同配电网中的分布式电源、储能系统等本地资源恢复网内重要负荷,以提升配电网韧性。为了快速平稳地使系统从停电后状态过渡至恢复状态,需要优化开关投切次序。文章提出了多源协同的智能配电网故障恢复操作次序优化决策方法,将问题建模为混合整数线性规划模型,并利用成熟的商业优化求解器快速求解,确定最优的开关投切操作次序以及每次恢复操作后的系统运行状态。优化模型计及负荷重要度权重,以快速恢复重要负荷为目标,考虑了三相不对称潮流约束、系统运行约束以及恢复过程中的恢复操作约束等。通过改进的IEEE 13节点系统和IEEE 123节点系统验证了所提出的配电网故障恢复次序优化决策方法的有效性。     

多源协同的配电网多时段负荷恢复优化决策方法

当极端灾害引起大停电事故时,可协同多种电源和储能快速恢复重要负荷,提升配电网韧性。首先探讨多源协同故障恢复对配电网韧性的提升作用,然后以最大化负荷的加权供电时间及最小化总网损为目标,以各时段负荷状态、电源输出功率及线路投运状态为优化变量,考虑有限能量约束、运行约束和拓扑约束等,将多源协同的配电网多时段负荷恢复问题建模并松弛为混合整数二阶锥规划模型,并利用商业优化软件求解,得到最优恢复策略。最后,通过改进IEEE 13节点和IEEE 123节点配电系统标准算例和仿真验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于云-边结合的油田配电网电压暂降治理装置协同控制方法

随着油区敏感用电设备的增加,电压暂降问题日益突出;目前主要采取的治理手段是安装电压暂降治理装置,但现有治理装置都是各自独立运行,没有进行协同控制,缺乏系统性,使得实际工程中治理效果不佳.针对这种情况,立足油田现场通信条件,提出了一种基于云-边结合的电压暂降治理装置协同控制方法,以线路出口保护定值为约束条件,以油井产量影...     

配电网供电恢复决策的实时计算方法

提出了适用于实时控制的配电网供电恢复计算方法——节点一阶负荷矩法。该方法首先对故障元件隔离之后的“孤立岛” 求出所有可能的恢复供电路径,根据需要转移的负荷到各路径联络节点的一阶负荷矩的大小,确定最佳的供电恢复方案。开发了通用的计算程序,并对某10 kV电缆配电网做了模拟故障隔离与供电恢复的实时计算。计算结果表明该算法能够迅速、准确地求出最佳供电恢复方案。     

基于MAPSO优化的智能配电网大面积断电供电恢复

当含分布式电源的智能配电网发生大规模停电事故时,必须尽快制定供电恢复计划,减少停电面积。在保证配电网安全运行的前提下,考虑以甩负荷最少及开关操作次数最少两方面因素建立含分布式电源的智能配电网供电恢复模型,提出采用多智能体粒子群优化算法快速恢复孤岛外非故障断电区域负荷供电。该算法在二进制粒子群优化算法基础上引入Multi-Agent概念,每一个Agent相当于一个粒子,通过粒子Agent之间的竞争与合作操作使其快速有效地收敛到全局最优解。算例结果证明了所提算法的可行性和有效性。     

基于组合神经网络的配电网故障定位方法

为解决实际配电网中量测装置不完备导致电气信息获取不完全、分布式电源大量接入改变电网运行特性、传统配电网故障区段定位方法难以应用的问题,提出一种基于组合神经网络的配电网故障定位方法。将全连接神经网络与图卷积神经网络相结合,搭建完整故障定位神经网络模型。神经网络模型输入层通过引入全连接神经网络将支路电流信息整合至节点上,为特征信息进一步传递做准备;隐藏层由图卷积神经网络进行特征决策信息的提取、处理与转化;输出层增加了全连接神经网络,调整输出维度以输出故障定位结果。采用改进IEEE33节点系统进行案例分析,研究表明,搭建的图卷积神经网络定位模型可对配电系统中单相接地短路、两相短路等常见故障进行准确的故障定位。     

含分布式电源的配电网的供电恢复技术研究综述

本文总结了含DG的配电网的供电恢复的国内外研究现状,分别从DG对配电网供电恢复起到的作用、含DG的配电网的网络描述方法以及网络简化方法、含DG的配电网供电恢复的策略、含DG的配电网供电恢复问题的数学建模与优化求解方法、含DG的配电网供电恢复的控制方式以及时变情况下含DG的配电网供电恢复等多个方面进行论述。在概述含DG的配电网的供电恢复的研究现状的基础上,展望了下一步值得继续研究的问题和方向。     

基于随机矩阵理论的低压配电网边–云协同故障检测方法

快速、准确的故障检测能有效提升配电网安全运行水平。考虑到传统矩阵算法容错性差、智能优化算法复杂度高,该文基于随机矩阵理论提出一种数据驱动、边–云协同的低压配电网故障检测方法。当配电网发生故障时,边缘物联终端首先对量测时间序列进行考虑时滞相关性的分布式诊断分析并解析上传数据需求,随后区域主站对上传数据进行集中式的高维随机矩阵分析并深入挖掘故障的时空特征。基于IEEE低压馈线测试系统的仿真实验进一步验证了该文方法的独特优势。算例结果表明,该文方法通用性强,只需依靠配电网量测数据,而无需详细的配电网物理结构信息;同时,该文方法鲁棒性强,对量测缺失、数据异常等情况具有一定的免疫效果。     

一种快速高效的配电网供电恢复算法

配电网故障后的供电恢复是一种带约束的多目标优化问题。文中采用一种快速高效的搜索策略,建立满足系统电流、电压约束的可行方案集,然后基于模糊集技术针对开关操作次数、未失电区负荷的转换量、系统紧急备用容量等指标对各候选方案进行评估,为运行人员从中选择并执行最为理想的恢复方案提供了根据。算例仿真证明了这一方法的效性。     

运用MAS的配电网保护和控制

随着信息设施的不断改善,大量的分布式发电机(DGs)将会接入配电网.为此,运用多代理技术提出了一个新的配电网保护方案.该方案中,各种不同的继电器被设计成继电器代理,区域内的继电器相互合作以定位和隔离故障.通过感知在继电器处的电流突然变化,来选择二元状态信号(电流的方向,幅值大小等)作为保护用信号.每个继电器同时利用同一...     

分布式供能系统接入电网模型研究综述

对分布式供能系统的特点和发展现状进行了综述,包括分布式电源和储能电池,重点描述了分布式供能系统接入电网的模型。根据分布式供能系统的特点,系统地阐述了不同发电原理的分布式电源及储能电池接入配电网的数学模型,并介绍了它们在配电网潮流计算中的处理方法。     

Determination method for loss‐minimum configuration considering reconnection of distributed generators

In the field of electrical power system, various approaches, such as utilization of renewable energy, loss reduction, and so on, have been taken to reduce CO₂ emission. So as to work toward this goal, the total number of distributed generators (DGs) using renewable energy connected into 6.6‐kV distribution systems has been increasing rapidly. The DGs can reduce distribution loss by appropriate allocation. However, when a fault occurs such as distribution line fault and bank fault, DGs connecting outage sections are disconnected simultaneously. Since the simultaneous disconnection of DGs influences restoration configuration and normal configuration after the restoration, it is necessary to determine the system configuration in the normal state considering simultaneous disconnection of DGs. In this paper, the authors propose a computation method to determine the loss minimum configuration in the normal state considering reconnection of DGs after simultaneous disconnection by fault occurrence. The feature of determined loss minimum configuration is satisfying with operational constraints even if all DGs are disconnected from the system. Numerical simulations are carried out for a real‐scale distribution system model with 252 sectionalizing switches (configuration candidates are 2²⁵²) and 120 DGs (total output is 38.46 MW which is 23% of total load) in order to examine the validity of the proposed algorithm. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 176(4): 7–14, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21142     

Equivalent model of multi-type distributed generators under faults with fast-iterative calculation method based on improved PSO algorithm

There are various types of distributed generators (DGs) with diferent grid integration strategies. The transient char? acteristics of the fault currents provided by the DGs are diferent to those of conventional synchronous generators. In this paper, a distribution network with multi-type DGs is investigated, including consideration of DG low-voltage ride through (LVRT). The fault current characteristics of two typical DGs, i.e. an inverter-interfaced distributed generator (IIDG) and a doubly-fed induction generator (DFIG), are analyzed, considering the specifc operation modes. Based on analysis of the fault characteristics, an equivalent model of the multi-type DGs under symmetrical/asymmetrical fault conditions is established. A fast-iterative fault calculation method for enhancing the calculation efciency while avoid? ing local convergence is then proposed using an improved particle swarm optimization (PSO) algorithm. A simula? tion system of the distribution network with multi-type DGs is established in PSCAD/EMTDC. The simulation results validate the high accuracy and calculation efciency of the proposed calculation method of the fault components. This can assist in the settings of the protection threshold.     

考虑光伏出力时变性的配电网短时供电恢复策略

随着配电网的建设和发展,以光伏为代表的分布式电源（distributed generation,DG）的渗透率逐渐提高,其在配电网的供电恢复中提供短时支撑成为可能。然而,分布式电源出力的随机性给供电恢复的可靠性带来了新的挑战,可能造成已恢复区域出现二次甩负荷现象。基于此,文中以光伏为例,利用时变性衡量随机性,提出了一种考虑分布式电源出力时变性的配电网短时供电恢复策略。由于智能软开关（soft open point,SOP）在配电网中具有控制灵活性,能够提高供电恢复的效果。首先,建立考虑SOP的配电网供电恢复模型;然后以该供电恢复模型为基础,介绍基于光伏出力预测的配电网供电恢复策略的原理,阐述供电恢复方案的决策流程;最后,以改进的IEEE-33节点模型为例,验证本文所提策略能降低光伏出力时变性对供电恢复可靠性的影响。结果表明所提策略能够提高故障后恢复方案的调用速度,对提高配电网供电恢复的可靠性具有积极意义。     

考虑多类型储能协同的重要负荷恢复方法

针对含多类型储能配电网大停电后利用分布式储能和电源进行重要负荷恢复的问题,考虑能量型和功率型储能的运行和功能特点,提出两阶段协同恢复方法,实现多类型储能协同互补,达到更优的恢复效果。第一阶段建立考虑能量型储能运行特性的多时段恢复混合整数二阶锥规划模型,确定各时段负荷恢复集合和各源计划功率曲线,即确定能量在时间维度的优化配置方案;第二阶段在第一阶段给出的能量分配方案基础上,考虑功率型储能的快速功率支撑,确定负荷因恢复突增时段的各源功率曲线,即确定功率的精细化配置方案。采用改进的IEEE 33节点配电网进行验证,结果验证了所提两阶段协同恢复方法的有效性。     

计及分布式电源的配电网供电可靠性研究

首先分析了分布式电源接人配电网的方式、作为等效电源的模式、配电网孤岛运行方式以及它们对配电网供电可靠性的影响,然后根据供需平衡原则,提出配电网孤岛划分策略,在此基础上,建立了计及分布式电源影响的配电网供电可靠性分析计算模型,最后通过对一典型配电网的仿真计算,说明该模型的合理性与有效性.以计算结果表明,分布式电源接入配电网后,可以大大提高配电网供电的可靠性.     

一种含分布式电源的中低压配电网状态估计方法研究

为解决含分布式电源的中低压配电网中三相不平衡的状态估计问题,提出一种含分布式电源的中低压配电网状态估计方法。在包含分布式电源的中低压配电网中引入变压器等值模型,以节点注入电流方程为基础,建立了可同时处理三相三线制和三相四线制量测量的量测方程,扩大了其实用范围并提高了对系统的估计精度。其次,将直角坐标下线性零注入约束作为等式约束条件加入中低压配网状态估计模型中,使节点注入功率严格为零,并使计算过程得到简化。最后,采用细菌群体趋药性算法(BCC)对该模型进行状态估计。IEEE13节点修正系统算例的仿真结果验证了所提方法的有效性,且表明该方法具有良好的估计精度和收敛性。     

含分布式电源接入的配电网故障恢复方法

高渗透率分布式电源(Distributed Generation,DG)的接入使得配电网故障恢复决策需要考虑更多的安全因素。基于对光伏发电系统及风力发电系统的有功出力进行合理建模,建立以故障失电负荷恢复量最大为目标函数,以满足DG接入下配电网络运行安全为约束条件的故障恢复优化模型。为高效求解所建立的含DG的配电网故障恢复模型,基于二阶锥与ε-松弛技术,将原问题模型松弛为线性可解形式,从而可直接利用YALMIP商业软件进行快速有效求解。通过组态式配网动模试验平台搭建基于改进的IEEE 33节点网络进行测试,并与基于粒子群算法的传统配电网故障恢复模型进行对比,仿真结果表明所提基于线性规划方法的故障恢复模型能够快速且最大限度地恢复失电负荷。     

交直流配电网供电恢复问题的半定规划方法研究

随着电力电子元件的发展,柔性直流技术已经逐步趋于成熟。在传统交流配网中加入柔性直流换流装置,建立了交直流混联配电系统,并基于短路故障后的供电恢复问题,应用半定规划方法来实现快速的系统供电恢复方案。通过VSC模型进行等效,提出了一种基于模型参数的VSC换流站的等效方式,并进一步在交直流混联系统中进行潮流优化。通过IEEE33节点的改进辐射网及环网算例进行计算,并进行不同等效方式的计算分析,验证了该等效方法的合理性及高效性。