主动配电网规划中的负荷预测与发电预测

负荷预测和发电预测是配电网规划中的关键环节,是变电站、网架规划重要计算依据。考虑主动配电网下新型负荷和分布式电源接入等因素,提出适用于主动配电网的概率型负荷预测和发电预测方法。首先全面分析了主动配电网的负荷分类,提出含友好负荷的整体负荷预测方法;其次构建主动配电网分布式电源装机容量及分布预测模型,考虑分布式电源出力的概率特性,进而提出分布式电源可信出力预测方法;最后以负荷预测和发电预测结果为基础,分析了新型负荷和分布式电源对主动配电网规划的影响。     

计及区域自组网的含分布式电源配电网网架柔性规划

在含分布式电源的配电网中,区域自组网的运行方式和分布式电源出力的随机性对其网架规划提出了更高要求。为此,文中计及分布式电源出力和负荷的随机性,定义了负荷供电恢复率,以此反映在网架规划方案和区域自组网方式下负荷的供电恢复情况。通过将其与分区供电要求、指定接线模式约束和支路潮流、节点电压柔性约束等作为约束条件,建立了以经济性和可靠性为目标的配电网线路开关联合优化的柔性规划模型。在该模型的网架方案可靠性评估中,计及了区域自组网运行方式下分布式电源出力和负荷的随机性对负荷供电恢复的影响,从而使所得的网架规划方案适应分布式电源的广泛接入,充分发挥电网区域自组网能力,突破了传统模型的应用局限。基于实际算例的计算分析验证了该方法的有效性,表明其可为含分布式电源配电网的网架规划提供理论依据。     

考虑最大供电能力的有源配电网网架规划研究

考虑供电能力最大的目标,研究了对含分布式电源的配电网网架进行规划的策略。首先,在计及实际负荷增长模式的基础上,针对分布式电源出力随机性的特点,基于改进的重复潮流算法求解固定网架下有源配电网的最大供电能力;然后,以供电能力最大化为目标,基于支路交换算法设计有源配电网的网架规划流程;最后针对一个实际配电网案例进行了仿真分析。结果表明本文的规划方法可大幅提升配电网的供电能力,尤其适合于含分布式电源的负荷快速增长区的配电网的扩展规划。     

主动管理模式下含分布式发电的配电网网架规划

为了适应未来大规模分布式电源接入后的新型配电系统规划要求,考虑主动管理模式,建立了含分布式发电的配电网网架双层规划模型,上层规划以年综合费用最小为目标,下层规划是以分布式电源出力切除量最小为目标,并在约束中考虑了分布式发电加入后对配电网可靠性的影响。计及风电光伏等间歇式电源出力及负荷不确定性,分别利用树形结构编码的单亲遗传算法和原对偶内点法对上下层规划模型进行求解。通过29节点配电网算例验证了所提模型的合理性和有效性。     

考虑分布式光伏电源与负荷相关性的接入容量分析

研究了配电网网架结构和运行工况已知的条件下,分布式光伏电源的可接入容量问题。通过分析配电网网架结构和各节点负荷的历史数据,设定分布式光伏电源接入位置和容量初始值,构建了初始相关性样本矩阵。通过分析分布式光伏电源出力与负荷的相关性,提出了光伏发电就地消纳能力指数的概念及计算方法,构建了改进型相关性样本矩阵。以系统向配电网传输功率最小为目标函数,建立了节点电压、配电网潮流为主要约束的规划模型,利用前推回代潮流算法和退火算法求解。以中山供电局马新站10 kV配电网为例,仿真及潮流验算结果表明:对于一个已知网架结构和运行工况的配电网,考虑分布式光伏电源与负荷的相关性可有效提高分布式光伏电源的接入容量。     

计及不确定性因素的配电网网架规划方法

为了在配电网网络架构规划中计及分布式电源出力与负荷不确定性的影响,提出了模糊规划法。通过三角模糊数表述分布式电源(Distributed Generation, DG)出力的不确定性,并利用可信度理论构建配电网网架规划模型;提出了一种快速生成树算法形成待规划系统的初始网络架构,再利用遗传算法对初始网架进行调整寻优,最终得到系统最优网架。通过算例仿真验证了该方法的有效性。     

考虑分布式能源接入的配电网规划及其关键技术综述

随着分布式电源的大力发展,尤其是大规模间歇式可再生能源接入(如风能、光伏),使配电网从传统的简单单一电源网络转变为多电源配电网,使配电网规划变得更为复杂。对传统配电网和智能化配电网规划的内容、电源规划、网架规划等方面进行论述,并在此基础上重点论述主动配电网规划模型以及所面临的问题和研究难点,分析主动配电网规划中的关键技术,包括不确定性负荷预测和主动配电网对分布式能源的消纳能力,以及主动配电网规划的经济效益。并针对今后主动配电网规划的研究路线提出相关建议,为考虑大规模间歇式可再生能源接入配电网规划工作提供借鉴。     

基于分布式电源与负荷双重不确定性的配电网综合规划研究

随着分布式电源大量渗入配电网,配电网在规划时要同时面临电源侧和负荷侧的不确定因素。首先,依据分布式电源出力与负荷的概率密度函数建立配电系统多状态模型,通过多状态潮流计算模拟它们的不确定性。其次,建立基于机会约束规划的分布式电源与配电网架综合规划模型,针对配电网规划问题的非线性、大规模等特点提出一种改进的遗传算法用于求解。通过对某地区实际配电网的计算分析,验证了所提算法具有良好的运行效率和收敛性能。算例结果表明,分布式电源的接入与网架结构调整相配合能够提升配电网的经济效益。     

聚类网架拓扑与源荷关联场景生成下配电网分布式电源规划方法

面对多样化的配电网拓扑结构,为了对分布式电源规划激励措施的成本进行快速有效估算,提出了一种基于聚类网架拓扑的配电网分布式电源规划方法。同时,在规划阶段充分考虑分布式电源与负荷的相关性,提出了基于Copula理论的源荷关联场景规划方法。通过SimRank++算法计算不同馈线拓扑结构间的相似度,由层次聚类算法获取配电网的不同馈线集群,将集群中心作为典型网架的拓扑结构。针对每一种典型网架的拓扑结构,以经济性为目标建立分布式电源的规划模型,并采用模拟退火粒子群优化算法对模型求解。基于实际城市配电网进行算例分析,分析结果表明所提方法能够灵活地指导分布式电源规划,从而为可再生能源和配电网的战略规划提供参考。     

双碳量约束下主动配电网网架规划方法设计

传统的配电网网架规划方法缺少对配电网随机潮流的计算过程,导致规划结果的理想度较低.为此,提出双碳量约束下主动配电网网架规划方法.在碳达峰与碳中和思想的约束下,采用牛顿-拉夫逊法计算配电网随机潮流;根据电源出力的随机特性建立主动配电网网架规划模型,并将最小年运行投资费用和分布式电源出力优化设置为上、下层目标函数;采用遗传...     

含分布式电源的配电网故障恢复模型

分布式电源的广泛接入对配电网的运行产生了深远的影响,从分布式电源对配电网故障恢复的影响角度展开研究。一方面当主网恢复容量不足以完全恢复停电负荷时,可利用具有孤岛运行能力的分布式电源对失电负荷进行恢复,有利于保证重要负荷的供电,减少负荷停电;但另一方面,在当前化石能源日益枯竭的背景下,充分利用可再生能源发电是未来能源战略的发展方向,在进行故障恢复时应尽可能保证可再生能源机组发电,避免系统故障对这些机组发电出力的影响。根据上述分析,建立了含分布式电源的配电网故障恢复模型,并应用NSGA-II算法对其进行了求解,算例结果证明了所提出模型的正确性和有效性。     

主动配电网中分布式电源优化配置

主动配电网规划将主动管理模式与配电网规划、控制及运行相结合,在分布式电源优化配置阶段,充分考虑通过主动管理控制配电网运行。首先建立双层分布式电源规划模型,上层规划以主动配电网运营商年收益最大为目标,下层规划通过主动管理使分布式电源有功出力切除量最小;然后,为计及负荷及分布式电源出力的时序特性,分析了不同类型负荷及分布式电源在典型场景下的日曲线,并且引入分时电价机制来反映主动配电网需求侧特性;再采利用改进粒子群算法求解上层规划模型,采用原对偶内点法对下层规划模型求解;最后以IEEE-33节点配电网作为算例,验证了所提模型的合理性和算法的有效性。     

含分布式发电的有源配电网电压稳态指标计算研究

针对分布式电源接入配电网带来的电压静态稳定性问题,主要研究含分布式发电的有源配电网电压稳定性。首先提出了根据潮流解来计算整个配电网的电压稳定性指标方法以反映系统各节点的电压稳定性,然后考虑分布式发电作为一个负的负荷直接注入,分别建立了不同类型分布式电源在配电网潮流计算的模型。最后,以分布式电源中典型风电为例,对IEEE-33节点有源配电网进行仿真,分析了不同风机出力、风机接入及有功出力波动对有源配电网系统电压稳定的影响,仿真实验表明分布式电源的接入可以有效提高系统的电压稳定性。     

考虑微电网接入下的配电网优化规划

在能源紧缺、污染严重的时代背景下,分布式电源迅速普及。含分布式电源的配电网规划研究日益增多,而将分布式电源以微电网的形式考虑到配电网规划之中还鲜有研究。将不同类型的分布式电源、储能装置以微电网的形式接入配电网,充分考虑微电网加入对变电站规划和网架规划产生的影响。基于微电网系统模型,分别建立配电网规划中变电站选址定容模型及网架规划模型,利用改进粒子群算法求解上述两个多目标非线性化模型,并计算由微电网带来的变电站容量削减量及配电网故障时的可避免停电损失费用。以IEEE50节点为算例验证此模型,算例验证了所提模型有利于提高系统的可靠性和经济性,优化了网架结构,具有实际工程参考意义。     

分布式电源接入对配电网电压质量的影响研究

分布式电源在配电网的接入规模越来越大,但分布式电源出力的不确定性对配电网电压质量带来了严重影响。在对分布式光伏和分布式风电出力特性分析的基础上,建立了分布式电源接入配电网的仿真模型,仿真了分布式电源不同接入位置和不同接入容量下的配电网,并从电压谐波含量、电压波动两方面分析了不同接入情况下的配电网电压质量,获得了分布式电源接入对配电网电压质量的影响规律。     

计及DG与负荷时序特性的直流配电网规划

现有交流配电网在供电容量和新能源接纳等方面面临诸多问题。提出规划建设直流配电网,考虑典型分布式能源和负荷的时序特性与接入配电网的换流损耗,以线路、分布式电源和换流装置年费用、向上级电网购电年费用最小及环境效益最优为目标,建立了配电公司为规划主体的新型直流配电网规划模型、网架和DG独立编码,利用自适应遗传算法交替求解。算例表明:直流配电网规划方案更优,采用时序模型规划结果更经济,接入更多分布式能源,减少线路损耗与换流损耗;直流负荷比例提高,直流配电网优势更加明显。     

考虑DG时序特性及EV时空特性的配电网规划

分布式电源(DG)出力以及电动汽车(EV)充电的不确定性给配电网规划带来巨大挑战。首先,利用季节场景与时段划分法构建DG和常规负荷时序特性模型;其次,利用蒙特卡洛模拟法和交通起讫点分析法构建EV充电负荷时空分布模型;最后,基于2个模型得到的配电网各节点各时刻的DG出力、不同类型常规负荷及EV充电负荷,以配电网运营商年收益最大为目标函数,充分考虑网架新建、网架替换和DG选址定容等因素,构建考虑时序特性含DG和EV的配电网机会约束规划模型,并采用蒙特卡洛模拟嵌入双种群协同进化遗传算法的方法对模型进行求解。以某配电网为算例,验证了所提模型和算法的合理性和有效性。     

分布式电源并网对配网馈线供电能力的影响分析

针对当前缺乏评估分布式电源DG接入对配电网馈线供电能力影响的有效手段的问题,提出一种基于分布式电源置信容量角度的评估方法。首先基于自回归移动平均ARMA模型和小时晴空指数分别建立了风光的随机出力模型,采用全年时序模型叠加随机正态分布模拟负荷。其次应用场景削减技术提高配电网可靠性计算效率,进而基于等可靠性原则提出了考虑网架故障的DG置信容量的求解流程,并从该角度提出了定量计算馈线供电能力增量的算法。最后结合IEEE-RBTS算例分析了馈线负荷、负荷曲线与DG出力相关性以及DG接入位置和容量对馈线供电能力的影响。结果表明选择DG接入负荷曲线与其出力相似度较高的馈线,以及优先规划DG以适当容量接入馈线末端有助于提升馈线的供电能力,延缓配网改造升级进程。     

考虑负荷特性的有源配电网变电站优化规划方法

针对未来规划区域面临大规模分布式电源接入的场景,提出了一种考虑负荷特性的有源配电网变电站优化规划方法。首先,分析规划区域内的不同类型负荷的负荷特性曲线;其次,从可靠性的角度出发,结合分布式电源出力的时序特性曲线,综合考虑变电站主变故障及DG出力的时序特性,根据分布式电源加入前后可靠性不变的原则,提出了一种分布式电源置信容量评估方法;再次,结合加权Voronoi图算法,提出了一种考虑负荷特性的有源配电网变电站选址定容方法。最后通过实际算例的对比分析,说明了方法的科学性和实用性。     

考虑分布式电源灵活接入下的配电网风险评估

随着大量分布电源接入配电网,其出力的随机性和波动性给配电网稳定运行带来不可避免的影响。基于风电、光伏等分布式电源出力的概率分布模型和半不变量法概率潮流算法,考虑分布式电源间出力的相关性,进行分布式电源灵活接入下的配电网节点电压和线路潮流分布特性分析,并提出系统综合越限风险指标,实现了配电网运行风险评估。应用IEEE 34节点系统,考虑风电、光伏2种分布式电源的接入位置、容量和安装比例等灵活性,验证了所提方法的有效性。