基于Multi-agent的含分布式电源配电网故障处理方法

针对分布式电源(DG)接入配电网后配电网故障情况变得更加复杂等问题,提出了一种基于多代理系统的配电网故障处理方法。系统采用分层分布式结构,由系统协调代理(SCA)、子站代理(SSA)和FTU代理(FTUA)组成。系统启动后,SCA将整个配电网划分为若干个继电保护子区域,当配电线路发生故障时,FTUA基于闭锁式方向纵联原理将故障瞬时隔离,可以实现配电线路的全线速切,SSA以相对重要负荷切除量最小为供电恢复目标函数。通过各层Agent之间的合作和协调,该系统能够及时准确地完成故障检测、隔离和恢复。在JADE平台中设计并开发了多Agent系统(MAS),以1个双电源供电的手拉手配电网为例,通过对比含DG与不含DG时的故障恢复结果,验证了MAS能够保证开关动作的选择性,并且具有较高的可靠性。     

主从控制模式下有源配电网供电恢复研究

有源配电网发生故障后,综合利用备用联络线路与内部DG的孤岛运行能力为故障后的停电负荷综合恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。针对此综合优化问题,提出了DG孤岛运行静态稳定裕度水平的概念,建立了有源配电网恢复供电的多目标数学模型,并通过将备用联络线路等值为DG的方式,有效简化了综合优化问题的复杂性。鉴于配电网的分布式结构及供电恢复决策的多阶段性,基于多代理技术构建了由协调层、决策层和设备层构成的多层分布式智能决策系统,并充分考虑了DG的类型及控制方式,基于孤岛的主从控制模式对恢复供电方案进行了优化计算。最后对包含3条馈线、7台DG的有源配电网的恢复供电进行了仿真计算,仿真结果表明所提模型与算法能够充分利用备用线路和各种DG资源,恢复方案切实可行。     

基于引力搜索算法的含分布式电源配电网重构

分布式电源接入配电网将直接改变潮流分布,而网络重构通过改变开关的开合状态以提高供电的可靠性和经济性。以降低网损和缺供电量为目标,以可调度DG的有功输出和开关状态为优化变量,建立多目标协调优化的配电网络重构的数学模型。将引力搜索算法、Pareto最优解理论和模糊决策理论相结合,提出了求解上述模型的多目标混合优化方法,以实现配电网结构和DG出力的协同优化。通过对IEEE33节点测试系统的仿真结果,表明所提出方法能够实现DG出力和网络重构的综合优化和多目标优化,并且在全局寻优能力和收敛速度上表现出色。     

含分布式电源的配电网供电恢复的多代理方法

针对含分布式电源的配电系统,特别在考虑了由分布式电源和负荷组成微网运行的情况下,建立了以恢复负荷最多、开关操作数最少为目标的供电恢复模型。在提出配网调度中心、微网、分布式电源三者的分层协调控制策略的基础上,应用多代理理论,建立了一个由全系统控制协调代理（CAG）、微网控制代理（MGAG）、分布式电源代理（DGAG）以及母线代理（BAG）组成的多代理系统,在保证配电网辐射状运行、满足配电网电压与电流及馈线容量等约束条件的情况下进行供电恢复。通过分析一个含2个变电站、14条母线和4个分布式电源的配电系统的单重及多重故障供电恢复问题验证了该方法的有效性。     

基于配电系统降损目标的多类型DG机组组合优化规划方法研究

大规模分布式发电（DG）设备的接入,使配电系统的稳定经济运行面临挑战。为有效减少配电系统的功率损耗,本文首先考虑不同类型DG机组功率因数,构建了含多DG机组的配电系统降损模型。其次,结合最优潮流DCIPM算法,提出了一种基于配电系统降损目标的多DG机组优化规划方法,以求解各类分布式发电设备安装并入配电系统的优化组合问题。最后,以典型33节点系统进行算例测算。结果表明,本文所提方法能够得到最优的系统降损结果。     

基于多代理技术的有源配电网供电恢复策略

针对有源配电网发生故障后的快速供电恢复需求,提出基于多代理技术的自愈恢复系统。该系统采用分层协调的恢复模式,由下层区域代理为本区域发起供电恢复进程,上层馈线代理协调处理下层代理间的冲突。提出功率平衡度和转供容量裕度指标,基于该指标,当配电网故障隔离后,非故障失电馈线被分解为多个独立的区域,自愈系统能通过微网聚合恢复失电区域的供电,还可利用联络开关对孤岛区域进行负荷转供,达成综合恢复供电的目标。在供电恢复过程中,同时考虑馈线电压和电流的约束限制,保证系统在故障恢复后的安全稳定运行。在DIgSILENT软件上搭建含分布式电源的4馈线配电系统,仿真结果验证了所提策略的可行性和有效性。     

考虑多种分布式电源及其随机特性的配电网多目标扩展规划

为了增强新建配电网环网转供能力,提高供电可靠性,同时减小投资和运行维护成本,提出了一种分布式电源(DG)选址定容和多供电途径的网状新建配电网协调规划方法。该方法建立了考虑经济性、可靠性和稳定性的多目标优化模型,优化求解采用两层嵌套的粒子群算法。在规划中考虑了风电、光伏、燃气轮机、储能电池4种DG的选址和定容。针对输出功率不确定的DG,建立了概率模型,利用多状态系统理论,将随机性问题转化为确定性问题。最后以某开发区的实际配电系统为例,验证了所提模型和方法的合理性。     

考虑智能软开关电压支撑的城市配电网弹性提升方法

近年来台风、暴雨等极端天气对电力系统的安全造成巨大影响，电力系统的弹性成为人们关注的热点。配电系统弹性是系统应对极端事件的预防、抵御、响应及快速恢复供电的能力。提出了一种考虑智能软开关(soft open point, SOP)和分布式电源(distributed generation, DG)的配电系统弹性提升方法，在多阶段弹性提升过程中考虑了DG规划、主动孤岛运行、SOP快速故障隔离和供电恢复。首先建立了SOP数学控制模型和考虑SOP的配电网供电恢复模型；然后提出了多阶段弹性评估指标和方法，建立了含SOP的多阶段混合整数线性规划模型，并考虑了每个阶段的网络拓扑和操作约束；最后在IEEE 33标准算例上进行分析计算，验证了所提弹性提升方法的有效性。     

考虑孤岛融合的配电系统多源协同恢复策略

随着分布式资源大量接入配电系统,可协同多源快速恢复负荷供电,提高负荷的供电时长和恢复率,以及分布式电源的空间渗透率和利用率。为此,提出了一种考虑孤岛融合的多源协同恢复方法,以提升配电系统恢复效果。建立以最小化失电负荷量、网络损耗、电源出力变化为多目标的恢复模型,约束条件除常规配电系统恢复约束以外,针对恢复过程中的孤岛融合提出了孤岛融合条件约束和孤岛融合前的负荷调整约束,以扩大孤岛融合的范围,并提出源–荷孤岛融合指标辅助决策孤岛融合策略。通过松弛潮流中的非线性约束将该模型转换成为混合整数二阶锥规划模型求解。分别采用改进的IEEE33节点和PG&E69节点配电测试系统仿真验证所提方法的有效性。结果表明,与现有的配电系统恢复策略相比,考虑孤岛融合的配电系统恢复策略在电源协同出力、分布式电源空间渗透率、负荷恢复率、负荷供电时长等方面具有更好的效果,并且在电源容量不足宕机后能继续维持融合区域内负荷稳定恢复。     

有源配电网分布式电源与智能软开关三层协调规划模型

当前配电系统调节能力的欠缺严重限制了高比例可再生分布式电源(DG)的广泛并网。在以智能软开关(SOP)为代表的电力电子装置接入系统的趋势下,考虑系统规划与运行优化相结合,协调DG运营商与配电公司的利益需求,提出一种有源配电网DG与SOP三层协调规划模型。上层以DG运营商单位容量收益最大化为目标进行DG规划,中层以配电公司年综合成本最小化为目标进行SOP规划,下层以场景内运行成本最小化为目标优化系统运行状态,决策DG消纳量返回上层与中层模型。采用场景分析法解决DG与负荷的随机性问题,基于并行遗传算法和锥规划的混合算法求解模型。最后以IEEE 33节点系统为例,与仅规划DG,DG和SOP先后规划的情况对比,结果表明兼顾系统运行优化的DG与SOP协调规划有利于满足不同主体的利益需求,提高规划方案可行性。     

计及负荷分级与孤岛运行的配电网供电恢复策略

针对现有的配电网供电恢复策略都没有考虑重要负荷的优先恢复供电,以非故障失电区域的一级负荷的有功负荷作为制定划分孤岛范围与初始恢复方案的依据,通过判断分布式电源容量与可转供线路容量之间的关系,确定孤岛范围,达到孤岛范围内与孤岛范围外负荷的最大恢复。在确定孤岛范围之后,采用广度搜索算法计算供电邻接表,确定一级负荷的供电恢复策略,再使用匈牙利算法确定非故障区的二、三级负荷供电,避免重要负荷在故障恢复决策中误切除的可能,算例分析验证了算法的可行性。     

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。     

含分布式电源的配电网继电保护配置改进

分布式电源（distributed generation,DG）的接入将会使配电网由单侧电源辐射状网络变成多端电源网络,使得配电网的潮流分布发生改变,进而导致配电网原有的继电保护不再具备可靠性。分析了DG的接入对配电网原有继电保护的影响,提出了方向纵联保护结合定时限过电流保护的方案来完成对故障的隔离与恢复供电,此方案可以解决DG的接入给配电网保护带来的影响,也使得DG的利用率得到提高。最后利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对10 kV配电网进行了建模仿真,验证了保护方案的有效性。     

计及配电网经济性与可靠性的电池储能系统优化配置

经济性和可靠性是储能系统优化配置过程中必须考虑的2项指标,但往往不能同时达到最优。为协调二者之间的矛盾,建立了同时考虑经济性和可靠性的多目标电池储能系统优化配置模型。首先针对目前含储能元件系统,可靠性评估方法复杂、计算速度慢的现状,提出了一种含储能系统及分布式电源（distribution generation,DG）的配电网可靠性简化计算方法,量化储能配置后对配电网可靠性提高所做的贡献,得到持续供电时间增量及持续供电电量增量2个指标。然后,以配电系统的年净收益最大、配电系统故障时储能系统持续供电时间与供电电量最大为目标,建立了电池储能系统多目标优化配置模型,并采用改进的强度帕累托算法求解该多目标优化模型的帕累托前沿。最后对IEEE-33节点配电系统进行仿真计算,验证了所建模型的可行性及有效性。     

有源配电网的综合供电恢复及改进遗传算法

随着分布式电源在配电网中渗透率的提高,利用DG的孤岛运行能力为故障后配电网中非故障区域的停电负荷恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。在考虑功率平衡、DG孤岛个数和配电网内联络开关的影响因素下,对有源配电网的恢复供电进行了研究。通过将备用联络线路等值为DG,在恢复决策过程中同时考虑DG与联络开关,提高了整体方案的优越性。在利用DG对负荷恢复供电的过程中,充分考虑了DG的类型及控制特性,通过将DG分为主电源和从电源,研究了主从控制模式下孤岛供电的恢复方案。在孤岛划分过程中,采用改进遗传算法进行了求解,结合有源配电网的网络结构以及故障后孤岛的主从控制模式,提出了染色体编码时的两大约束条件以及基因组与基因子块的概念,染色体间的交叉和变异操作全部基于基因组进行操作,有效避免了无效解的产生。最后对一包含3条馈线、7台DG的配电网进行了仿真研究,验证了所提方法的有效性。     

配电网分布式电源最优配置研究*

针对配电网中分布式电源的选址与定容问题,以分布式电源的渗透率最高、配电网的网损改善率最大及电压质量改善率最大三个目标构成目标函数,利用判断矩阵确定权重建立多目标优化模型。提出一种改进的果蝇优化算法对配电网中分布式电源的接入位置和接入容量进行优化,IEEE 33节点配电网络的仿真结果表明:与遗传算法和基本果蝇优化算法相比,改进的果蝇优化算法在收敛速度和求解精度两个方面都具有较为明显的优势,验证了上述优化配置模型及改进算法的实用性与有效性。     

主动配电网多目标网络重构研究

本文提出了一种适用于主动配电网的多目标网络重构混合进化算法。选择目标函数为网损最小、供电可靠率最高,并在约束条件中考虑了分布式电源(DG)的出力约束,在可靠性计算中考虑了主动配电网中DG的计划孤岛作用;算法首先利用最优流模式算法(OFP)得到接近最优的局部最优解,再利用树形结构编码单亲遗传算法(TSE-PGA)搜索最优解;提出了适用配电网重构的TSE-PGA对应的移位、重分配操作算子;用改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)的非支配排序策略对迭代过程的个体进行排序,最终得到Pareto前端解集。选择改进TPC 84节点算例验证所提出的混合进化算法,与其他算法的结果进行比较,证明了该算法的优越性。     

含分布式电源的复杂配电网故障恢复

考虑到实际配电网复杂多变及负荷等量测数据大量缺乏,建立基于等效负荷的配电网简化模型,减小了计算时间,并可以反映配电网的潮流分布。提出了一种针对含分布式电源的复杂配电网故障恢复方案,当配电网发生故障引起大面积停电时,首先在已知分布式电源容量的情况下确定各孤岛系统的最佳供电范围,转入孤岛运行模式以保证重要负荷的持续供电,然后依据启发式规则对剩余失电网络进行供电恢复并利用改进支路交换法对恢复后的网络进行重构优化,使得失电负荷和网损都尽可能少。算例表明,提出的方案能够有效地解决含分布式电源的配电网故障恢复问题。     

基于区间潮流的含分布式电源配电网故障恢复算法

对于含分布式电源的新型配电网,分布式电源出力的不确定性是影响其故障恢复及自愈的关键因素。为此,文中引入区间数以描述负荷容量和分布式电源出力的不确定性。在此基础上,结合系统备用容量限制与负荷容量分布对故障恢复的影响,提出了基于区间潮流分析的联络开关最优割点计算方法,以及含分布式电源配电网的故障恢复快速算法。该算法通过比较...     

基于PQMS电压信息的有源配电网故障定位方法

通过建立逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,IIDG)在低电压穿越控制下的(Low Voltage Ride Through,LVRT)故障输出模型,利用电能质量检测装置(PQMS)的电压信息,建立故障定位评估函数,提出了一种含逆变型DG配电网的故障定位新方法。论文首先研究了逆变型DG的低压穿越控制策略,建立逆变型DG的故障特征模型,分析对称及非对称故障条件下输出特性。然后利用含逆变型DG的配电网模型,分析不同故障条件下的故障特征。通过分析故障分量网络,建立节点电压关于故障距离与过渡电阻的方程,通过改进的粒子群算法求解精确故障距离。该方法考虑了故障条件下DG输出特性对于配电网故障定位的影响,利用故障网络的节点电压分布函数,解决了低电压穿越运行下的逆变型DG有源配电网故障定位问题。最后,在DigSilent软件中构建了带有逆变型DG的IEEE 33配电网仿真系统,验证所提方法的有效性与准确性。