综合考虑电动汽车充电与储能及可中断负荷调度的配电网两阶段灵活性提升优化方法

分布式电源出力的强波动性及电动汽车(EV)的无序充电使配电网的灵活性不足问题日益凸显,因此非常有必要通过灵活性资源的有效调度提高配电网灵活适应性。在充分分析配电网灵活性提升措施的基础上,提出了能够表征配电网灵活性的净负荷峰值裕度、净负荷谷值裕度、净负荷允许波动裕度3个灵活性评价指标;建立了综合考虑EV充电与储能及可中断负荷调度的配电网两阶段灵活性提升优化模型,阶段1构建了基于蒙特卡洛树搜索的EV有序充电策略,合理引导EV负荷在谷时段进行充电;阶段2在阶段1的基础上,建立了计及储能及可中断负荷的优化调度模型,并采用粒子群优化算法进行优化求解。IEEE 33节点系统算例验证了所提灵活性指标及EV有序充电模型的有效性,结果表明配电网两阶段灵活性提升优化方法能有效提升配电网的灵活性且整体经济性最优。     

考虑灵活性供需鲁棒平衡的两阶段配电网日内分布式优化调度

大规模分布式光伏等分布式电源接入电网增大了配电网对调度灵活性的需求及传统集中调控模式的难度。为此,提出一种考虑配电网灵活性供需鲁棒平衡的两阶段日内分布式优化调度方法。第1阶段,考虑净负荷不确定性与配电网灵活性供给能力,提出分布式电源集群的灵活性供需鲁棒平衡指标,并结合模块度指标建立了配电网分布式电源集群划分模型;第2阶段,根据配电网分布式电源集群划分结果,建立适用于分布式电源集群的日内分布式优化调度模型,并采用同步型交替方向乘子法进行了求解。最后,以IEEE 33节点系统为例验证了所提方法的有效性。     

高光伏渗透率配电网中分布式储能系统的优化配置方法

为促进分布式光伏与配电网协调发展,提高配电网对光伏发电的消纳能力,研究了高光伏渗透率配电网中分布式储能的优化配置方法。从分布式电源投资者的立场出发,并兼顾电网管理者的利益,以储能配置总容量为优化目标值,同时引入电网电压波动改善指标,以配电网运行状态、储能荷电状态、运行状态为约束条件,提出了高光伏渗透率配电网中多点分布式储能系统选址和定容的双层优化方法。并在下层优化模型中同步考虑储能与光伏出力、负荷间时序的配合,制定储能充放电的优化运行策略。最后通过河北承德地区配电网算例验证了所提方法的有效性和可行性,仿真结果表明采用该方法后储能配置容量可以减少85%,同步考虑储能、光伏、负荷的配合后电压改善指标可以提升18%。     

考虑有源配电网运行灵活性的智能储能软开关优化规划

当前大规模风光出力和负荷的波动性使得配电网对运行灵活性的要求不断增加。智能储能软开关(soft open point integrated with energy storage system, ESOP)具有智能软开关的功率灵活调节能力及储能系统的功率储存能力,可以提升配电网运行的灵活性和经济性。文中首先对ESOP的原理和数学模型进行阐述;然后,从节点和网架灵活性资源的调整能力出发提出净负荷调节量和支路负荷裕度,将其作为配电网灵活性的评价指标,将配电网运行成本及ESOP规划建设成本作为经济性指标,从而建立以含ESOP的配电网灵活经济运行为目标函数的优化规划模型;最后,采用二阶锥规划算法对模型进行求解。通过改进的IEEE 33节点系统进行算例验证,结果表明所提出的灵活性指标可准确量化配电网运行灵活性,优化规划模型可实现配电网经济灵活运行。     

基于连续潮流模型的直流配电网负荷裕度分析

直流配电网由于能灵活接纳分布式电源和直流负荷,是未来智能配电网的发展趋势。随着直流配电网中负荷需求的不断增加,系统会由于静态电压失稳而崩溃。因此,研究直流配电网的负荷裕度对保障系统安全可靠运行至关重要。该文首先建立直流配电网的潮流模型,并将含双有源桥DC-DC变换器的潮流模型嵌入到直流配电网潮流模型中,提出了基于连续潮流法的直流配电网负荷裕度计算方法。通过两类典型的拓扑结构的直流配电网仿真,结果表明直流配电网在减小网络损耗和提高供电能力方面明显优于交流配电网,而且DC-DC变换器变比增加有助于负荷裕度提升。     

考虑电压质量与短路容量约束的分布式电源准入容量分析

在以风能、光伏为主要发电形式的分布式电源大量并网的趋势下,研究配电网接纳分布式电源的准入容量对电力系统运行调度人员意义重大。在充分考虑电压偏差与电压波动指标的前提下兼顾短路容量不越限,建立了以分布式电源接入容量最大为目标函数的优化模型。通过实际配电网算例,分析了不同类型的分布式电源以及不同接入容量对配电网的影响,给出了分布式风机和光伏不同输出特性组合下最大可接入容量边界。研究结果表明:分布式电源的接入对配电系统短路容量的影响有限,不会对传统的配电自动化系统产生实质的影响,电压偏差和电压波动约束是制约分布式电源准入容量的主要影响因素。     

大量分布式光伏电源接入智能配电网后的能量渗透率研究

从容量渗透率角度分析了并网光伏电源对传统配电网的影响,研究了在传统配电网最小负荷限制下光伏并网的容量渗透率极限。从能量渗透率角度分析了分布式光伏电源利用率、成本等随光伏接入容量增加的变化趋势,在此基础上提出利用负荷转移和储能技术来增强配电网光伏接纳能力的措施。仿真结果表明,所提措施都能提高光伏能量渗透率和光伏利用率,但储能技术效果更好,且随着能量渗透率的增大,储能技术的优势更明显。     

基于配电网接纳能力的分布式电源并网案例库架构设计

分布式电源的容量大小及接入方式影响配电网的安全稳定运行,尤其是在未来高渗透率分布式电源接入局部配电网时,地市供电公司将面临确定分布式电源并网方案的挑战。分析分布式电源并网运行的制约条件和关键影响因素,从优化分布式电源并网运行方式的角度出发,提出一种基于配电网接纳能力的分布式电源并网案例库架构,以期为开展系统性的案例研究、支撑分布式电源并网方案快速制定和优化提供理论指导。     

考虑负荷裕度的主动配电网运行优化模型

配电网运行时需要预留一定的负荷裕度以应对负荷的快速变化。主动配电网由于装设了分布式电源(distributed generation,DG)和储能系统(energy storage system,ESS),使其具备比传统配电网更大的供电能力和更灵活的调节能力。然而,DG出力的波动性使得主动配电的负荷裕度分布不均衡,配电网不能较好地应对负荷波动。建立了一种考虑负荷裕度的主动配电网运行优化混合整数规划模型,该模型以负荷裕度最大为目标,考虑了负荷裕度的均衡分布、潮流约束和拓扑约束。采用修改的IEEE33节点配电系统测试验证了所提模型,结果表明:1)主动配电网的供电能力更强,负荷裕度具备调节能力;2)目标函数考虑负荷裕度均衡分布时,负荷裕度总量相同,而负荷裕度分布更加均衡,其分布方差由0.021大幅度缩小为0.005,较好地提高了配电网应对负荷波动的能力;3)在考虑负荷裕度均衡分布时,ESS紧急负荷补偿能力较不考虑负荷裕度均衡提升2%,ESS的紧急负荷补偿缺额下降6%,抗干扰能力明显提升。     

配电网分布式电源接纳能力评估方法与提升技术研究综述

配电网中光伏、风电等分布式电源(distributed generation,DG)渗透率的不断提高对其充分消纳与高效利用提出了更为严峻的挑战。在此背景下,配电网DG接纳能力问题正受到越来越多的关注,研究DG接纳能力的科学评估方法与提升手段,已成为当前的学术热点之一。首先分析了配电网DG接纳能力的多种限制因素,并分别介绍了接纳能力多维概念模型和基本数学模型,然后从确定性分析和不确定性分析两方面对解析法、智能优化方法和随机场景模拟法3种接纳能力评估方法进行研究综述,并讨论了基于配电网灵活性的分析方法,在此基础上归纳总结了有载调压变压器抽头调整、无功补偿、逆变器功率因数控制等多种DG接纳能力提升技术,最后基于现有研究的不足对未来研究方向进行了展望,旨在为实现DG的充分消纳与高效利用提供借鉴意义,为含高比例DG配电网的规划运行提供科学依据。     

A study on locational configuration of distributed generators under uncertain demand growth

The distributed generator (DG) has several advantages over the large‐scale power plant and is expected to complement the power system. In this paper, we focus on the locational flexibility and short lead time as advantages of DG, and examine the influence of uncertainty of demand growth on the optimal locational configuration of DGs in the transmission network and on the amount of installed DG. The results indicate that the total capacity of installed DGs is greater under uncertain demand growth than under certain growth. It is also indicated that under uncertainty, the installed DG capacity is distributed generally in proportion to the growth of the local loads. The latter finding suggests that the expected load growth at each point could be a useful indicator for screening candidate locational configurations of DGs. © 2000 Scripta Technica, Elect Eng Jpn, 133(4): 53–62, 2000     

基于交替方向乘子法的电力系统分散式经济调度

现代电力系统中分布式电源特性各异,数量越来越多且接入具有分散特点,传统的集中式经济调度方法将面临计算负担大、通信复杂以及灵活性不足等限制。鉴于此,文中综合考虑了风电功率波动特性和分布式电源的动态模型及其综合发电成本,提出了一种基于交替方向乘子法的电力系统分散式经济调度方法。该方法在每次迭代过程中仅需收集系统净负荷及分布式电源平均有功功率,即可实现每台分布式电源有功功率最优值的分散式独立求解。最后,利用MATLAB/Simulink搭建了含有多个分布式电源的配电网系统,在风电功率波动和负荷实时变化的情况下对所提方法进行测试,通过与传统集中式经济调度方法的比较验证了所提分散式经济调度方法的准确性和有效性。     

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...     

计及需求侧响应的含PET交直流混合系统日前优化调度

近年来,基于清洁能源的分布式发电技术不断发展,风、光为代表的各类分布式电源在配电网的集成水平日渐提升,电力电子变压器由于其强大的端口功率调控特性可实现交流和直流分布式能源的"即插即用".本文建立了计及损耗的电力电子变压器优化调度模型,并综合考虑需求侧可控负荷的响应能力,以运行经济性最优为目标,建立了含电力电子变压器的交...     

计及多约束的多分布式电源接入配电网最大承载力分段算法

分布式电源(DG)大量并网给电能质量带来风险,评估DG接入配电网的最大承载力对DG规划具有指导意义。建立了多DG接入配电网承载力评估的优化模型:目标为DG并网容量最大,约束涉及电压偏移、电压波动、短路电流和继电保护的相关技术标准。针对该模型,提出了基于约束指标相对于DG容量灵敏度的单约束和多约束协调分段计算方法。基于不同的DG初始值,分段计算可分别采用倒推和顺推2种计算流程进行。最后计算分析了辐射型配电网在多约束多个不同类型DG情况下的系统最大承载力,表明了所提方法在计算精度和效率方面的优越性。     

考虑双时间尺度调度周期的储能最优容量配置

储能系统可以通过缓冲净负荷的波动性和不确定性,增加含风电电力系统的灵活性。为了考虑小时内系统爬坡需求,提出小时级和小时内的双时间尺度调度周期储能最优容量配置模型。在小时级时间尺度,该模型确定的储能容量能保证系统电量的供需平衡。在小时内时段,该模型确定的储能容量和功率能确保系统有足够的爬坡能力满足小时内的负荷跟随并且响应短期净负荷波动。该方法可以有效提高风电接入系统的可靠性,并为风电场储能容量配置与现有电网调度运行方式衔接提供参考。最后采用实际风电场数据,通过仿真分析验证了该方法的有效性。     

含分布式电源的配电网供电能力评估方法

供电能力是评估现代配电网的一项重要指标。本文针对分布式电源的配电网,基于改进的重复潮流法,优化了含分布式电源的配电网供电能力分析模型,分析并得出了最大供电功率;并针对分布式电源的波动性和间歇性等特点,建立了含分布式电源的配电网供电能力综合评估体系,利用基于德尔菲法的层次分析法对分时段供电能力综合评估;通过算例对比验证了所提供电能力评估方法的有效性和可行性,能够清晰和客观地评估含分布式电源配电网供电能力。     

分布式电源优化配置的仿电磁学算法

研究了配网中不同分布式电源在不同地点的规划问题,在分布式电源的容量、个数和不同地点负荷需求已知的情况下,将多目标函数归一化建立最小化配电网耗费的优化目标函数,采用仿电磁学算法优化分布式电源的规划配置,得到不同分布式电源在不同地点接入的规划方案。通过与遗传算法相比较,仿电磁学算法在分布式电源优化配置的运行效率和容错性能具有明显的优势。     

计及分布式电源出力和负荷不确定性的配电网孤岛划分

针对计及分布式电源(DG)出力波动性及负荷需求不确定性的配电网孤岛划分问题,提出了一种基于树背包理论的最优孤岛划分新模型及相应求解方法。所述方法的基本思路为:首先,构造了DG出力波动性和负荷需求不确定性基于树背包理论的随机最优孤岛划分新模型;进而,基于拉丁超立方超样方法、确定性树背包算法、数理统计方法,确定各初始孤岛的组成,包括DG及相应负荷节点;最后,对每个初始孤岛在考虑孤岛重构的基础上采用基于随机最优潮流的优化调整,通过优化调整而保证DG孤岛运行的最优性、安全性和经济性。所述方法实现了计及分布式发电及负荷出力不确定性情况下最佳孤岛的系统形成方法,能根据实时情况确定最大可能出现的孤岛,相对于在确定性条件下的孤岛具有更强的可信度。含有多个DG的PGE 69节点系统的算例验证了所述模型及算法的有效性。