考虑电动汽车时空负荷分布特性的主动配电网动态重构

实现电动汽车(ElectricVehicle, EV)规模化发展并与电网双赢的关键问题之一是如何提高EV充电负荷的预测准确性,并保证含大规模EV充电负荷的配电网运行的安全性和经济性。考虑EV时空负荷分布特性,建立了主动配电网动态重构与有功、无功联合优化数学模型,并给出了其求解方法。首先,根据出行链技术和马尔可夫决策理论,考虑天、人、路对EV的影响因素,构建了EV单位能耗模型和充电负荷的时空分布预测模型。其次,提出考虑储能系统、有载分接开关、投切电容器组、静止无功补偿装置和动态重构多种主动管理措施,计及经济、技术指标和各设备、系统运行约束,建立了含EV的主动配电网动态重构与有功-无功联合优化数学模型。然后,为了提高所构建模型的求解效率,通过二阶锥松弛和变量乘积线性化方法将非凸等式约束和非线性不等式约束线性化后,将原始的混合整数非线性规划问题转化为易求解计算的混合整数二阶锥问题。最后,基于修改的IEEE33节点系统进行仿真实验和对比分析,结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

考虑电容器动作次数的配电网无功优化解法

根据采用递归合并模式划分策略来启发式地考虑电容器动作次数约束,将时间段的无功优化近似解耦为若干子时间段的无功优化,子时间段数目即为约束的动作次数,挖掘并定义子时间段的期望特征网络,结合期望特征网络,建立物理意义更为明确的子时间段多目标无功优化模型,并采用自适应遗传算法来求解此无功优化模型,所有子时间段无功优化模型求解完毕即得到原无功优化模型的解。仿真算例验证了优化模型以及求解思路、算法的有效性。     

基于开关组的禁忌算法在配电网动态重构中的应用

首先定义了一种基于重构次数的配电网优化模型,提出一种基于开关组的禁忌搜索算法求解优化模型。该方法用开关组状态作为编码的网络结构部分,减小了决策变量维数和不可行解的数量;用三进制时间码作为编码的时间部分,统一了码位取值范围,方便了禁忌表长度和终止条件的确定。另外,利用禁构规则来指导禁忌算法中邻域的生成,既减少了候选解个数,又避免了禁忌搜索中死循环的产生,大大提高了搜索的效率和质量。最后,通过与其他方法的比较,验证了所述算法的快速、有效性。     

基于混合整数二阶锥规划的主动配电网有功–无功协调多时段优化运行

通过日前多时段优化,可以为主动配电网中的分布式电源、无功补偿装置和储能装置安排合理高效的生产计划,以达到调节电压水平、提高能源资源利用率、节能降损的目的。首先建立基于三相Distflow潮流的辐射状配电网有功–无功协调动态优化模型。该模型考虑分布式电源出力、储能装置充放电功率、电容器阻投切等连续和离散决策变量,是一个典型的混合整数非凸非线性规划。该类模型缺乏严格高效的求解方法。为此,采用二阶锥松弛技术将其中的三相潮流方程进行凸化松弛,使得优化问题转化为可有效求解的混合整数二阶锥规划模型。最后,采用扩展的IEEE 33节点三相测试系统仿真计算,利用MOSEK等算法包求得电网中各设备动作时刻和投运容量,验证了所提方法寻优稳定、松弛精确、计算高效等特性。     

基于M法的主动配电网动态重构

配电网是以闭环设计开环运行,在重构时需要建立相应的结构约束,来保证配电网结构的完整性。利用改进环网编码策略对形成的孤岛划分,采用打捆(设置禁忌支路组解集)的方式避免不可行解的生成。以网损最小为目标函数,建立相关潮流约束,通过二阶锥规划和M松弛将模型转换为混合整数二阶锥规划模型。通过商业求解器YALMIP中的CPLEX建模工具对模型求解,并以IEEE 33节点为算例,验证了提出的重构方法的有效性和可行性。     

考虑电池储能老化和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法

现有的电池储能模型一方面认为电池的充放电功率和效率为固定不变的,另一方面有关电池储能的充放电过程对循环老化的影响缺少考虑,这与电池单元本体的非线性等效电路模型相违背。因此,考虑电池储能的循环老化成本、需求侧响应,提出了交直流混合配电网动态重构方法。通过对实际电池储能的充放电功率的运行区域进行采样,在凸包络的采样点集合中将非理想状态下的电池储能模型重构为线性模型。在此基础上,分别建立了基于累积吞吐电量和放电深度的循环老化成本模型,构建了综合成本最小化的交直流混合配电网动态重构模型。并采用混合整数二阶锥规划方法求解。在改进的33节点算例上仿真验证了所提基于放电深度的循环老化成本模型的经济性,分析了交直流混合配电网重构方法经济性的影响因素。     

综合开关次数分析的配电网多目标动态重构

为使得配电网重构更为合理而有效,提出一种配电网多目标动态重构新方法。以降低网损和减少开关操作次数为综合优化目标构建配电网多目标动态重构模型,采用基于图论中代数连通度的网络连通性判别方法快速消除无效解,采用基于独立环路的实数编码策略大幅降低变量维数。针对该复杂模型的求解,设计一种新型的复合型微分进化多目标优化算法,通过融合不同特点的变异策略,兼顾个体多样性和收敛速度,解决了群智能进化算法存在的寻优深度与速度之间的矛盾。最后以IEEE 33节点配电系统为例进行多目标动态重构,通过对求得的Pareto最优解集以及开关操作性价比进行分析,验证了该方法的有效性和优越性。     

配电网重构的正交设计模型

提出用正交设计的方法进行配电网重构.计及电压、容量以及负荷均衡等约束,给出了配电网重构的数学模型.正交设计是用于多因素试验的一种方法,它可以快速地找到较好的方案或可能的最优方案.同时针对配电网树状运行的特点,对正交表中给出的包含环网的开关组合进行了修正.应用所提出的算法对IEEE33节点算例进行了网络重构,给出了重构前后系统节点电压、网损的比较,重构结果显示了所提算法的正确性、可行性以及工程实用性.     

考虑安全域的配电网重构二阶锥双层规划模型

随着配电网建设的逐步推进,配电网用户对供电可靠性要求越来越高,因此配电网在保证自身经济运行的同时,也必须提高对安全性能的保障。在经济性配电网重构二阶锥模型的基础上,加入对配电网安全性的优化,建立了考虑安全性和经济性的配电网双层规划模型。该模型上层目标为平均安全距离最大化,下层目标为有功网损最小化。针对该模型采用分层求解的方法将双层模型解耦,求解得到网损和安全距离最优的重构策略。算例选取扩展的IEEE RBTS Bus4系统,验证了该模型能有效降低配电网网损,并提高配电网安全性。     

考虑场景联合概率的主动配电网运行重构策略

分布式能源的大规模接入与电动汽车的普及使主动配电网的潮流波动更加剧烈。并且随着智能电网中技术的发展,配电网动态重构的频率将会进一步提升。以减少网络损耗、优化网络潮流为目的,提出一种主动配电网运行重构策略。对配电网重构模型与各元素建模分析,考虑时空分布的EV负荷与计及出力波动的风电、光伏电源;采用多场景模拟技术针对EV负荷与DG出力预测的不确定性进行若干离散联合概率场景的分解;为了使原始非凸非线性问题能够求解,采用二阶锥松弛技术对其进行优化,将问题转化为混合整数二阶锥规划(MISOCP)问题。算例结果证实了所提模型的有效性、鲁棒性与准确性。     

基于PAM时段划分的配电网动态重构

为保证配电网的安全稳定运行,提出一种基于PAM(Partitioning Around Medoid)时段划分的配电网动态重构方法。以配电网网络损耗、电压偏移和负荷均衡为目标函数,建立配电网动态重构模型。针对配电网动态重构过程中的时段划分问题,给出一种以相异度为分段指标的PAM时段划分方法。为提升协同粒子群算法(Cooperative particle swarm optimization,Co-pso)的寻优能力,对其速度更新公式进行修正,并引入正态分布随机调整因子对协同粒子群算法进行改进。选择IEEE33节点系统进行算例分析计算,算例结果验证了上述方法的有效性。     

基于图解蚂蚁系统的配电网动态重构

为了提高配电网运行的经济性,提出一种基于图解蚂蚁系统的配电网动态重构问题的求解方法。求解过程分为离线和在线两个阶段。离线阶段完成拓扑分析,形成同时包含配电网拓扑结构和时段长度两部分的可行解解集,用构造图表示。在线阶段通过模拟蚁群在构造图中的行走过程完成搜索寻优。离线阶段仅需完成一次拓扑分析即可支持在线阶段各时段拓扑结构的求解。在线阶段通过时段延伸方法将搜索空间由可行解解集缩小为较优解解集。仿真算例验证了提出的算法可以有效缩小搜索范围,找到最优解。     

基于隶属度时段划分的配电网动态重构

为更好地实现配电网优化运行,提出一种基于隶属度时段划分的配电网动态重构方法。以配电网整个时段内综合运行费用最小为目标函数,建立配电网动态重构数学模型。将系统各时段有功网损与电压偏差之比作为系统运行指标,计算指标峰谷隶属度及变化率对时段进行划分。为增强二进制粒子群算法(BPSO)摆脱局部最优解的能力,将模拟退火算法(SA)中基于Mertropolis准则的新粒子接收机制引入BPSO中,克服二进制粒子群算法易陷入早熟收敛的局限性。算例结果验证了所提方法的有效性。     

计及电网运行特性的配电网动态重构

为了保证配电网重构工作更加实际有效,提出了一种兼顾经济性和电能质量的网络重构方法。首先提出系统运行性能指标——网络损耗和电压总偏移量,再利用归一化方法对多指标融合并形成配网运行综合性能指标,通过设定综合性能指标标准差,划分重构时段,该划分方法可以限制网络重构次数。结合配电网的特点对复杂结构进行简化处理,有效降低了遗传算法的寻优空间,在优化过程中采用自适应调整的交叉率和变异率,较好地提高了算法的性能。通过IEEE33节点系统的仿真分析,验证了该方法的有效性及正确性。     

基于时间区间的实用配电网重构方法

目前,基于时间区间的配网动态重构还没有很好的解决办法。为把重构技术引入配网的实际运行中,提出一种基于时间区间的实用重构方法,它能快速、有效地求解二次以内的重构问题。首先,文章通过对基于时间区间的配网一次重构进行分析,得出了关于最佳一次重构时间的推论,并用算例对其进行了验证。根据此推论,对二次重构进行了求解。由于不用考虑两次重构时间之间的组合问题,大大地提高了求解的速度。最后文章对实用法所能节省的网损进行了分析,进而讨论了多次动态重构的必要性。     

配网动态重构的静态解法

提出一种解决配网动态重构问题的静态方法。该法不仅求解简单,而且能充分利用现有的静态方法来实现时变系统的动态重构。首先,文章对静态重构的目标函数进行改进,使其能够求解一个时间区间内的最优结构。然后在整个时间区间内用枚举法确定最优的重构时间,完成区间内的一次动态重构。最后用逐次逼近法来调整各次重构的时间和结构,实现区间内的多次优化。在修改过的IEEE 33节点上验证了所提方法的正确有效性。     

一种具有直观经济性特征的配电网重构方法

提出了一种具有直观经济性特征的配电网重构方法。首先,采用经济性评价方式构建了具有直观经济特征的、兼顾网损和可靠性的优化模型。其次,为快速方便地计算配电网可靠性,提出采用面向对象思想中的类描述配电网分块后得到的元件块,并按网络拓扑生成元件块的树形结构。最后,将生物地理学优化算法应用于求解配电网经济性重构模型。IEEE16节点系统的重构结果验证了所提方法的可行性和适用性。     

计及分布式电源动态行为的配电网重构优化策略

解决分布式电源高渗透率地区电压越限的根本方法是实施合理的配电网规划。现有方法存在着人工智能算法初始域搜索半径过大以及动态时段划分与拓扑寻优分离的问题。引入半不变量法计算随机潮流来处理分布式电源动态行为带来的不确定性,并采用改进的NSGA-II算法实现配电网重构,提出了一种计及分布式电源动态行为的配电网重构概率约束优化策略和求解方法。特别提出了在网架寻优的基础上再在时间层面上依据优压参数再次整合优化来构建配电系统动态重构数学模型,最后采用嵌套基因回路搜索策略改进NSGA-Ⅱ算法并求解上述优化模型,以解决传统配电网规划中对强相关性随机变量考虑较少的不足。IEEE-33节点配电系统算例验证了所提方法的有效性。