含微网的新型配电系统可靠性评估综述

简要介绍了分布式发电及微网的特点,总结了国内外微网技术的研究现状.指出微网的接入改变了配电网辐射状的结构,使得配网潮流双向流动,微网的孤岛运行以及微网内分布式电源输出功率的不确定性都将给配电系统的可靠性评估带来新的问题.对分布式电源建模较多地考虑自身特性而未能从微网角度考虑计及与配电系统的相互影响、孤岛划分策略以及负荷...     

计及微网孤岛运行方式的配电网可靠性评估

提出了一种既适用于传统配电网络,也适用接入分布式电源的微网配电系统的可靠性评估方法。首先,依据微网孤岛运行方式对传统配电网故障分类方式进行了改进;其次,通过研究传统分布式电源与可再生分布式电源的发电特性,提出了各类分布式电源发电概率模型;最后,综合考虑甩负荷与切负荷2种情况,给出了微网孤岛运行时分布式电源对负荷供电的充裕度概率模型,并将其成功运用到含微网的复杂配电系统可靠性评估中。以RBTS-BUS6配电系统为例验证了所提评估方法的有效性。     

基于分布式发电的微网系统建模研究

分布式电源的应用给电能质量带来这样或那样的问题,集成分布式电源和负荷的＂微网＂技术提供了较好的解决途径。对微网的概念和研究现状作了概括和分析,在此基础上针对微网系统中不同类型的分布式能源提出合理的建模方案,并对微网系统建模的未来研究方向进行了探讨。     

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。     

漕溪能源转换工程中心微网系统控制策略研究

微网系统在一个局部区域内直接将分布式电源、储能单元和用户负荷联系在一起,能够有效提高能源利用效率,降低配电网的负担,改善电能质量及供电可靠性。在对微网关键技术和国内外示范系统建设分析的基础上,以漕溪微网系统为例,介绍了一种微网系统的总体架构和控制系统结构,并重点对微网在并网运行、离网运行及其相互切换过程中的不同控制策略进行深入分析。     

基于目标级联分析法的多微网主动配电系统自治优化经济调度

主动配电系统是未来配电网发展的趋势。随着电力体制改革不断深化,更多具有随机性的分布式电源以微网群形式并入配网;与此同时,各种售电主体在电力市场环境下的利益博弈,给传统的经济调度带来巨大挑战。为此,针对含多微网主动配电系统的分散自治特点,提出一种基于目标级联分析理论的优化调度模型和求解方法,基本思路为:依据利益主体的不同,以生产效益最优为目标,采用机会约束描述分布式电源出力、负荷预测误差等多种不确定性因素。在对配网与微网调度的精细化建模基础上,引入目标级联分析方法,将微网与配网作为不同利益主体,通过联络线功率等效为虚拟发电机与虚拟负荷实现配网与微网运行的解耦,并实现微网自治模型与配网优化模型的并行求解。基于改进的IEEE33节点系统和某实际配电网的算例表明,目标级联分析法应用于含多微网主动配电系统的动态经济调度是有效的,且计算效率和收敛性都能得到满足。     

分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战

介绍了分布式发电、微网与智能配电网的基本概念和发展趋势,从分布式电源大规模接入的角度重点分析了分布式发电技术和微网技术对智能配电网的影响以及应重点关注的技术问题。分布式发电技术有助于充分利用各地丰富的清洁可再生能源,但分布式电源大规模的并网运行将会对电力系统的安全稳定和调度运行带来一定影响;微网技术通过不同层次的结构为各种分布式电源的并网运行提供接口,是发挥分布式电源效能的有效方式;智能配电网则可通过对微网的有效管理实现分布式电源的灵活接入与整个电力系统的安全、可靠、经济运行。最后,通过对三者的分析对实现智能配电网的思路与技术手段提出建议。     

含有逆变器的微网保护方法的研究

微网故障检测与保护的研究是配电网领域的热点问题。文中首先分析了微网保护面临的主要问题,然后提出了一种新的对含有逆变器分布式电源的微网内部故障的保护方法:实时计算分布式电源等效工频阻抗幅值的变化情况来识别微网内部线路故障;利用不平衡电流来识别微网内部负荷故障;最后基于PSACD/EMTDC搭建的仿真模型验证了新方法的正确性。     

电动汽车与分布式电源的微网经济调度

微网的运行可以很好地利用分布式能源,并实现需求侧管理的效益最大化,但是分布式电源的波动性使得微网的运行风险增加,同时也需要一定的储能投资。电动汽车电池作为一种储能装置可以为微网系统运行提供辅助服务。建立了分布式发电和电动汽车经济调度的多目标优化模型,以微网系统运行成本最低、系统等效负荷波动最小以及电动汽车车主的充电成本最少为目标,求得电动汽车的充放电功率,很好地配合了系统负荷以及分布式电源的出力波动,优化了系统的运行。     

基于遗传算法的微网能量优化管理策略

本文提出了一种基于遗传算法的微网能量优化管理策略。解决了储能单元涉及多时段的复杂规划问题,将储能智能管理、经济负荷分配、运行效益优化等问题转化成为单一优化问题进行求解,降低了算法的复杂度,充分考虑到微网的运行特性,使其在保持对可再生能源充分利用的同时达到利润最大化。提出以微网内储能原件荷电状态及电压百分比作为决策变量,对不同形式分布式发电系统建立统一的约束矩阵模型,充分考虑了分布式能源发电能力的动态变化,使分布式发电系统能量管理更有效。能量管理模型对储能单元与分布式电源统一建模,将储能智能管理、经济负荷分配、运行效益优化等多目标优化问题转化成为单目标优化问题进行求解;设计了两种运行策略,实现了微网在孤立和并网两种模式下的经济运行,采用改进的遗传算法进行求解。通过一个小型微网算例验证了所提模型和算法的有效性,算例结果表明该模型实现了微网的最优运行,相关结果可用于微网的经济效益评估。     

含微网的新型配电网可靠性分析

大量的分布式电源接入配电网会对配电网的可靠性带来深刻的影响。提出以分布式电源、负荷所组成的微网为分析对象,从微网的角度分析微网对配电网可靠性的影响。提出发电负荷率(GLR)的概念,通过序贯的蒙特卡洛模拟算法,考虑发电负荷率的因素,分别分析微网内部分布式电源类型、容量以及微网运行方式对配电网可靠性的影响。算例结果表明,微网能够提高配电网的可靠性,且不同类型的微网对其可靠性影响程度不同。     

含多个综合能源联供型微网的配电网日前鲁棒优化调度

分布式可再生能源通过微网的形式接入配电网可以减小自身对配电网的冲击,有利于配电网稳定运行。该文以多个综合能源联供型微网接入配电网为背景,以联络线传输功率作为两者的传递参数构建双层优化模型。在求解过程中引入目标级联分析法细化配电网与微网间的利益博弈,并实现多微网并行求解。在分布式建模的基础上,对于配电网非凸非线性优化问题,构建二阶锥优化模型以保证配电网解的全局最优性;对于含分布式可再生能源的各个综合能源联供型微网,构建两阶段鲁棒优化模型以应对不确定性,并引入列约束生成算法、强对偶理论对于模型进行求解。最终基于IEEE-33节点系统以及典型综合能源联供型微网进行算例分析,验证该文方法的有效性。     

考虑动态交通网络的综合能源配电网灾后紧急响应策略

为减少电力系统因突发自然灾害事件导致配电网大面积停电损失,提出一种考虑动态交通网络的综合能源配电网灾后紧急响应策略。首先,通过调整燃气轮机出力和基于分布式电源个数的多微网划分方法的网络重构对配电网负荷进行恢复,最大化快速恢复配电网中负荷;其次,根据网络重构后配电网结构和负荷恢复情况,采用移动应急电源基于动态交通网络模型的最短路径算法进行选择移动路径,进一步恢复负荷供电;最后,采用改造后的IEEE33节点配电网系统进行仿真分析,基于多种灾害场景验证所提方法的正确性和有效性。     

网格式中压直流配电网潮流计算与稳态 功率分布特性研究

中压直流配电网作为连接各种类型分布式能源、负荷与主网的平台,能高效地发挥分布式电源的价值与效益。针对大量分布式能源接入的特点,提出网格式中压直流配电网拓扑方案,构建了网状结构直流配电网等值网络和节点功率、节点电压和线路网络损耗模型,提出了直流配电网潮流计算的约束条件、控制策略和功率分布算法。以网损和电压不平衡度为衡量指标,计算了不同分布式电源渗透率下的网损、电压分布,评价了网格式直流配电网接纳分布式电源的能力。仿真结果表明,电压分布不均衡度与网络损耗具有较大的相关性,且网格式结构网络接纳分布式能源的能力优于辐射型和环网结构的配网。     

特约主编寄语

正主动配电网是以公共配电网(可有条件孤岛运行)的方式,而微网是从专网(可无条件孤岛运行)的方式处理接入的分布式资源(分布式发电、可再生能源、交互式负荷、电动汽车、储能),主动配电网与微网都是提高可再生能源渗透率与平滑负荷(削峰)的成本效益较高的技术手段,同属智能配电网研究的范畴。《中国电机工程学报》针对国内外这一智能配电网研究的热点问题,设定了"主动配电网和微网技术研究"专栏,本人非常荣幸地受邀担任此次特别策划专栏的特约主编。鉴于主动配电网     

基于下垂特性的分布式发电系统的设计

分布式发电微网系统,既可以与配电网联网运行,也可以与配电网断开孤岛运行,在运行模式切换的过程中,分布式电源的并网控制策略起着关键性的作用。基于传统的电压频率下垂特性理论,结合有功和无功功率解耦控制技术,提出了一种新型的分布式电源的控制策略。在微网系统联网运行模式下控制分布式电源输出指定的有功和无功功率,在孤岛运行模式下为微网系统提供电压和频率的支撑。结合相关算例,详细分析了分布式电源的动态特性。仿真结果验证:控制策略正确、有效,能保证系统的电压偏差约为+8%,频率偏差约为±0.25 Hz。为微网系统中分布式电源的应用提供了理论基础。     

考虑移动应急电源配置的微电网顺序恢复方法

自然灾害引发配电网停电后,利用配网中分布式电源构建微电网实现重要负荷的顺序恢复,是提升配电网弹性的重要手段。现有研究主要利用配网中存在的小型燃机、可再生能源和储能等固定式电源构建微电网,并优化微网中节点的恢复顺序。随着配网中移动应急电源数量的增加,充分利用移动应急电源可以进一步提升配电网弹性。为此,该文提出了考虑移动应急电源优化配置的灾后微电网顺序恢复方法。首先,以重要负荷恢复量最大为优化目标,建立了考虑应急电源配置、区域划分、恢复路径及供电顺序协同优化的配电网灾后顺序恢复模型。由于该模型是非线性规划问题,进一步对模型进行线性化处理,将其转化为混合整数线性规划问题进行快速求解。最后。采用IEEE37节点配电系统,对所提方法的有效性进行了验证。     

考虑微网充电站影响的输电网风险评估方法

微网充电站接入配电网后,传统的辐射型配电网中将存在电源,这就造成在传统的输电网风险评估方法中配电网不能够再简单等效为一个无源负荷点。为了分析这种影响,提出了考虑微网充电站影响的输电网风险评估方法。首先介绍了风险评估基础理论,然后重点分析了微网充电站概率模型,包括分布式电源出力概率模型和电动汽车(Electric Vehicles, EV)充电负荷概率模型。应用考虑了配电网层面影响的期望负荷削减量代替绝对负荷削减量。最后应用测试系统验证了所提方法的有效性,包括微网充电站中分布式电源容量配置比例以及反送电比例对于输电网风险指标的影响。分析结果表明,微网充电站能够有效降低输电网风险水平。     

中国分布式能源并网对配电网的影响（上）

正本文主要阐述分布式能源并网对配电网运行、规划的影响以及各种分布式能源原并网对电力系统的影响。一、分布式能源并网对配电网的影响(一)分布式能源对配电网运行的影响(1)对损耗的影响在配电网中的负荷附近接入分布式电源系统,整个     

基于一致性协议的多微网协调控制

在分布式电源广泛接入配电网的前提下,多微网系统采取区域灵活自治的机制,实现分布式电源的主动消纳和管理。由于各微网自治的特性,面对配电网及多微网内部出现的功率波动,需要研究协调控制其电压与频率偏差的方法。提出了基于一致性协议的多微网协调控制策略,包括功率一致性以及电压、频率一致性2层控制,不仅实现子微网功率的平均分配,还消除了电压与频率的偏差,提高了多微网稳定性。仿真采用CIGRE中压配电网作为多微网运行的典型算例,应用Netlogo与Simulink联合搭建的多微网控制仿真平台,通过多微网内子微网离网和子微网负荷波动的案例分析,验证了所提协调控制策略的有效性。