配电自动化终端布点优化的动态规划研究

提高配电系统的供电可靠性是配电自动化系统建设的重要目标,但需考虑配电自动化设备的经济成本,且实际工程中通常是分阶段拨款。提出一种考虑供电可靠性和经济成本的配电自动化终端布点优化的动态规划方法,混合使用多种类型配电终端,在架空线安装故障指示器、电压时间型终端、电压电流型终端,在电缆线安装故障指示器、二遥终端和三遥终端,根据自动化终端类型确定故障影响模式。运用JAVA语言进行编程,实现从XML文件读取配网数据。以开关为边界划分配电网的区域节点,采用开源的图形库JGraphT存储配网拓扑信息。考虑故障停电情况,以用户年平均故障停电时间为评价供电可靠性的指标,分别建立以可靠性指标为优化目标和以投资总额为优化目标的配电自动化终端布点优化的动态规划模型。使用建模系统GAMS求解模型,得到配电终端布点优化结果。采用某地区区域配电网自动化终端布点规划作为算例验证,结果显示了该方法的可行性与优越性,为类似实际工程提供借鉴与依据。     

多因素约束的配电设备短期检修计划优化模型

电力设备在不同条件下可靠性不同,不同时间不同条件下进行维修使得电网风险也不同,科学有效的设备检修计划能够避免重复停电,减少电网损失并提高供电可靠性。笔者针对现有配电设备短期检修计划优化中只考虑检修损失而存在的不足,建立计及气象条件等多种约束的配电设备短期检修计划优化模型,该模型在满足多种检修约束条件的前提下,以均衡供电可靠性和检修停电损失为优化目标,制定最优的配电设备检修计划,从而保证检修周期内的供电可靠性。通过IEEE-RBTS BUS5算例测试,验证了所提模型的有效性。     

三遥配电自动化终端的优化配置

配电自动化终端对配电系统可靠性的提高具有重要作用,然而其优化配置尚缺乏深入研究。该文以系统供电可靠性为约束,以经济性最优为目标对三遥配电自动化终端的优化配置问题建立了混合整数非线性解析模型,以期在保证系统具有较高供电可靠性前提下,经济性最好并获得较好的投资回报率。文中采用一种新的含配电自动化终端的可靠性分析方法,实现了可靠性计算与优化求解的分离。采用C++编程混合调用大规模商业优化软件进行求解,较之启发式算法求解速度更快、更稳定并可得到较高质量的配置方案。对RBTS BUS2算例系统的测试结果表明,所提模型与方法的有效性,并具有较强的工程应用价值。     

基于配网线路最大分段用户数的配电自动化开关布点方法

在10 kV配网线路中,为提升配网线路供电可靠性,针对配电自动化开关的规划布点问题,提出了一种基于线路最大分段用户数的配电自动化开关规划布点方法。首先分析了目前国内部分地区配电自动化开关规划方法。然后以XX供电局的10条高故障配网中压10kV线路为例,计算出10条10kV高故障配网线路的n年故障停电时户数,建立了n+3年故障停电时户数预期降幅比例指标、n+3年预期故障停电时户数指标、n+3年预期平均停电户数指标、n+3年预期平均单次停电影响户数指标4个供电可靠性指标模型来计算线路最大分段用户数并以此作为配电自动化开关布点依据。然后利用供电可靠性指标进一步验证了该配电自动化开关规划布点方法的可行性与合理性。     

基于非线性混合整数规划的配电终端布点优化研究

提出一种考虑供电可靠性和经济成本的配电自动化终端布点优化方法,在架空馈线安装故障指示器、电压时间型终端和电压电流型终端,在电缆馈线安装故障指示器、二遥终端和三遥终端,对配网进行配电自动化改造以提高供电可靠性,可靠性指标取为用户年平均故障停电时间,故障影响模式根据配电终端类型确定。用Java语言编程实现,从XML文件读取配网数据,使用JGraphT图形库存储配网拓扑信息,建立非线性混合整数规划模型,使用建模系统Gams求解模型,为便于工程实施,分阶段输出优化结果。采用某市的配电终端布点规划作为算例,验证了方法的可行性。     

复杂配电自动化系统可靠性计算及设备布局规划

为了准确有效地评估配电自动化系统实施效益,提高配电自动化系统规划水平,进行了复杂配电自动化系统可靠性分析,建立了计及故障段内定位时间的复杂配电系统分区可靠性计算模型。基于馈线多向树结构,分析了不同终端配置情况下的故障处理逻辑,计算了区域用户停电时间和系统停电时间,同时计及设备计划检修的影响。在可靠性分析的基础上,针对开关及二次设备混合优化难题,提出"最大比效益增量"法,通过两种优化目标完善架空、电缆线路开关和二次自动化设备的选型、数量和安装位置,为配电自动化系统规划提供参考。     

不同网络结构及可靠性要求环境下FTU的最优配置

为了解决配电网馈线自动化中不同网络结构、不同供电可靠性需求下配电终端的优化配置问题,对配网供电可靠性与馈线自动化终端配置的敏感性进行了分析。采用故障模式与后果分析法,提出了基于配网可靠性发展目标的配电终端优化配置方法。在综合考虑技术性、经济性、可拓展性的基础上,分析了无配电终端、全"二遥"终端配置和"二遥"、"三遥"终端混合配置三种模式下,配电网典型结构的线路故障停电时间和配电网平均供电可用率;得到了配电网平均供电可用率和配电终端优化配置的通用计算方法。算例验证了研究方法的合理性和实用性。     

考虑可靠性和经济性的中压配电网分段开关优化配置研究方法

中压配电网中,科学配置分段开关可以显著提高供电可靠性减小停电损失。综合考虑配电网供电可靠性和经济性,以停电损失最小为目标,提出了分段开关的最优配置技术。首先,分析拓扑结构与分段开关关联性,建立中压配电网拓扑结构优化分析模型;然后,基于全寿命周期成本理论,提出考虑供电可靠性的分段开关最优配置模型,通过分析开关上游、中游和下游网络的平均停电持续时间和停电损失费用,提出考虑可靠性和经济性的综合迭代求解策略;最后,基于二进制粒子群算法,提出分段开关配置数目和位置的迭代求解方法。仿真算例验证了方法的有效性以及优势所在,为电网规划人员在配电网优化设计中提供实用参考。     

配电自动化终端布局规划方法

针对配电自动化规划中的配电终端布局问题,提出一种配电自动化终端布局科学规划方法。首先分析了配电自动化终端配置的原则,研究了考虑配电自动化的配电网可靠性评估方法。在此基础上建立了以一次开关设备和配电终端投资费用、运行费用以及故障停电损失费用之和最小为目标的优化模型,并采用遗传算法对优化模型进行求解,从而确定配电网中一次开关设备和配电自动化终端的安装位置和安装类型。IEEE RBTS BUS-2算例结果表明,该方法能够得到合理的配电自动化终端布局结果。     

配电系统开关优化配置的混合整数线性规划模型

配电系统中的开关设备可以有效提高系统的运行可靠性,而开关的种类以及安装的位置对配电系统运行可靠性的影响有所不同。在此背景下,研究了计及可靠性的配电系统中开关优化配置策略。首先介绍了在不同预想故障条件下用户停电时间的计算方法。之后构建了以开关投资费用、运行维修费用和用户停电损失费用之和最小,以可靠性指标在给定阈值内为约束条件的开关优化配置模型。通过对用户停电损失函数线性化处理,将所提出的模型转换为混合整数线性模型,并通过高效商业求解器进行求解。最后,对IEEE RBTS-Bus 4系统和某实际中压配电系统进行测试分析,算例结果说明了所提出的模型与求解方法的基本特征。     

面向用户需求的DG与配网网架多目标联合规划

考虑电力用户的多样化供电需求和可再生能源DG出力随机性,提出了面向用户需求的DG与配网网架多目标联合规划方法。根据用户对供电电压质量和可靠性等多样化的需求,对负荷需求整理分类;根据可再生能源DG出力的概率模型和机会约束规划方法,处理不确定性问题;以年社会成本、电压偏移率和用户停电缺失量综合最优为目标函数,建立了DG与配网网架多目标联合规划模型。基于pareto优化理论,采用多目标混合粒子群算法和熵权修正的AHP-TOPSIS多属性决策策略相结合的方法,求解模型。最后,利用算例验证所建模型的合理性和有效性。     

基于熵权-灰色关联分析的降低区域停电损失举措研究

停电损失是衡量电网经济性标准之一,合理估算停电损失,能够为提高配电网可靠性和社会应急电源分配、公共预防性预算分配等提供依据。采用产电比法计算停电损失,并使用熵权加权计算各影响因素的客观权重,以提高灰色关联分析方法评价结果的准确性。使用熵权加权–灰色关联分析方法,分别计算区域产电比与各行业、配电网可靠性与其影响因素之间的关联度。在实际案例分析中,对4个不同区域的停电损失与各行业的紧密程度和区域配网可靠性与各影响因素之间的关系进行分析,从而提出每个区域电网设备升级的重点方向和地域,集中供电企业资金投入,最大限度提高配电网可靠性,降低停电损失。     

基于运行优化的含储能电力系统可靠性评估方法

针对传统可靠性评估方法容易导致停电损失的问题,提出基于运行优化的含储能的电力系统可靠性评估方法。首先,根据分布式电源出力建立概率模型,并在峰谷电价机制下,建立受利益驱动影响的储能概率模型;然后,根据故障类型细化故障隔离范围,对非故障隔离区域进行孤岛划分和功率匹配,减少停电损失;最后,提出了基于序贯蒙特卡罗的可靠性评估方法,通过仿真验证了该方法的有效性。     

基于运行优化的含储能电力系统可靠性评估方法

针对传统可靠性评估方法容易导致停电损失的问题,提出基于运行优化的含储能的电力系统可靠性评估方法。首先,根据分布式电源出力建立概率模型,并在峰谷电价机制下,建立受利益驱动影响的储能概率模型;然后,根据故障类型细化故障隔离范围,对非故障隔离区域进行孤岛划分和功率匹配,减少停电损失;最后,提出了基于序贯蒙特卡罗的可靠性评估方法,通过仿真验证了该方法的有效性。     

DG allocation with application of dynamic programming for loss reduction and reliability improvement

Distribution system companies intend to supply electricity to its customers in an economical and reliable manner whereas customers in most distribution system are outspread and connect to distribution system with different type of equipments. These equipment usually have various types and resistance together, that produce highest loss and lowest reliability for distribution systems and customers that are not appreciated in networks. Distributed generations (DGs) are one of the best reliable solutions for these problems if they are allocated appropriately in the distribution system. This paper presents multi-objective function to determine the optimal locations to place DGs in distribution system to minimize power loss of the system and enhance reliability improvement and voltage profile. Time varying load is applied in this optimization to reach pragmatic results meanwhile all of the study and their requirement are based on cost/benefit forms. Finally to solve this multi-objective problem a novel approach based on dynamic programming is used. The proposed methodology is successfully applied to a study case and simulation results are reported to verify the proposed approach.     

考虑供需综合因素的电网检修计划最优决策模型

电网检修停电决策严重影响供电可靠性和用户满意度,实际电网检修计划主要以适合单一计划检修停电事件的主观经验决策为主导,但该方式难以实现多重检修计划停电事件的最优化决策问题,且现有方案仅考虑降低检修停电电量,仍需要兼顾检修侧与用户侧各方利益。为此提出了考虑供需综合因素的电网多重停电事件最优决策方法。首先,建立考虑多重停电事件的电网最优检修计划停电决策模型,该模型以最小化停电电量（电网侧）、最小化用户用电失望度（用户侧）和最大化设备停电时间差异度（检修侧）等构建多目标函数,以停电电量约束、特殊事件约束等为约束函数。其次,为提高优化效率,建立基于比例系数法的电网最优检修停电决策单目标函数优化模型;再次,构建基于惩罚函数的适应值优化模型,采用遗传算法对最优检修停电决策问题进行求解;最后,采用实际电网案例进行仿真分析,并验证所提模型和算法的正确性与有效性。     

考虑投资均衡和效益性的中压配电网投资分配

针对目前配电网投资缺乏合理的分配方法,提出适用于中压配电网多地区和多类项目投资分配模型。首先从投资需求、区域电力需求、问题现状和规划目标、投资效益、项目管理水平和风险分担能力等维度分别梳理提炼中压配电网投资分配评价指标和评分方法,引入面板回归分析,建立地市供电公司各地区中压配电网投资与指标综合评分的函数关系。其次基于多目标优化决策技术,分别以投资均衡和整体效益、单位投资效益最优为目标,提出增供电量、提升供电可靠性和降损效益等大类项目和各功能项目的投资分配模型。实证分析表明：所提模型可为地市供电公司中压配电网各地区和各类项目投资分配提供支撑。     

计及配电网可靠性和运行经济性的电网侧储能优化配置

针对储能提升系统可靠性和降低运行经济性的问题,提出一种综合考虑配电网可靠性和运行经济性的两阶段储能优化配置方法。在单一主电源供电可靠性模型的基础上,分别建立含储能系统单点接入、多点接入结构下的供电可靠性模型：阶段1以储能系统单点接入拓扑下的模型为规划对象,建立多目标规划运行双层模型,上层以储能容量投资成本、系统安全成本、统一时间尺度下的运行成本之和最小为优化目标,下层以综合运行成本之和最小为优化目标,同时考虑网络损耗、电能质量、负荷波动这3种运行成本,应用Gurobi工具包求解得到储能的规划运行方案;阶段2考虑新增供电线缆改造后的储能多点接入拓扑下的模型,以可靠性提升效益最大为优化目标,得到新增线缆规划方案。以修改的IEEE 33节点系统为算例,从不同的场景验证所提方法的有效性,并分析不同的停电风险价格对规划结果的影响。     

三亚市区配网可靠性目标分解方法研究

根据南方电网公司“供电企业提高供电可靠性综合工作方案及工作标准”中的要求,结合三亚市区配电网供电可靠性的定量评估和分析,对未来几年各年度三亚供电局各部门以及预安排停电各类型、每一条配电线路的故障和检修时间预控值等的供电可靠性指标按预控目标层层分解,将有效减少各个环节中重复停电、过分停电和不必要停电等现象,是实现供电可靠性目标“创先”顺利完成的有力保障。