智能配电网开关器件状态在线监测方法

针对目前传统电气设备在线监测方法无法适用于智能配电网电力电子装置开关器件状态监测的问题,提出了一种智能配电网领域的电力电子装置开关器件的在线监测方法.介绍了智能配电网电力电子装置的基本构成单元功率模块,对功率模块结构中的开关器件进行了物理建模,推导了开关器件关断延迟时间与结温之间的数学关系,分析了开关器件发射极寄生电压...     

含多端柔性多状态开关的主动配电网动态潮流

多端柔性多状态开关(flexible distribution switch,FDS)的接入从根本上影响了配电网的网架结构和运行方式,使得配电网的潮流分布和动态特性发生改变。对此,首先基于FDS的拓扑结构及其控制策略确定其工作外特性,建立含FDS主动配电网动态潮流运行模型;同时,定义负荷安全裕度、功率增量配比和潮流均衡度,作为描述潮流转移分布特征的指标;再将原模型转化为混合整数二阶锥规划模型,并调用优化求解器获取最优解;最后,依托实际工程运行数据开展仿真测试,结果表明:FDS参与配电网协调运行可改善电压均衡并降低网损,所述潮流指标可有效评估潮流分配特性,算法高效且寻优稳定。     

含柔性多状态开关的主动配电网有功-无功协调动态优化

多端柔性多状态开关(FDS)作为可实现功率实时调控的装置,有利于实现主动配电网的运行优化。文中基于FDS接入配电网的拓扑和运行数学模型,建立含FDS支路的配电网有功-无功协调动态优化运行模型:构建多时间尺度有功-无功调度架构,以最优网损和电压均衡为目标函数,并考虑计及系统安全和断面动作限制的运行约束条件。为提高多断面潮流模型的求解效率和松弛精度,提出针对二阶锥规划和非线性规划的模型求解优化方法,并利用求解工具集SCIP等算法包获取测试结果。最后,依托实际工程数据,在含三端FDS主动配电网系统中展开仿真测试,结果呈现了FDS接入对主动配电网电能质量改善、运行策略优化和潮流智能分配的积极影响,并验证了所述方法的寻优稳定性和计算高效性。     

基于动态拓扑的配电网分布式保护自愈方法

为提高配电网保护自愈的适应性,提出了一种基于动态拓扑分析、开关关联配合的配电网分布式保护自愈方法。从电网结构出发,建立基于图论的配电网动态拓扑描述模型,实现配电网拓扑和运行方式的动态分析;通过关联矩阵的运算,求得开关的电气联接子图,并利用可达矩阵和广度优先生成树,获取开关的上下级配合矩阵,基于此实现开关动作定值和时限的配合整定。故障时,开关通过动作定值和时序的协调配合,实现故障切除与隔离,以及健全区域供电恢复,形成一种拓扑自适应、开关协调配合的配电网分布式保护自愈方法。     

基于深度强化学习的配电网在线拓扑优化策略研究

分布式发电（distributed generation,DG）在电力系统中的应用日益广泛,会频繁地导致在线电压问题。在分布式发电产生较大预测误差时,依靠有限的电压调节装置逐渐不能满足在线电压调节的要求。针对这一问题,提出了一种灵活的拓扑控制方法,并采用一种深度强化学习算法对其进行建模与求解。该算法中的动作机制与图论中的分支交换概念相融合,有效简化了智能体的动作维度和动作空间。在标准IEEE 14节点系统上的算例表明,该算法具备较优秀的泛化能力;与传统算法相比,该算法在获得接近最优解的同时,显著提高了计算性能,满足在线电压调节的需求。     

基于CIM的配电网一体化追踪拓扑

依据IEC 61970电力系统公共信息模型（CIM）及IEC 61968 CIM扩展模型,提出了配电网络模型的具体实现方法。基于该网络模型,研究了配电网络追踪拓扑的主要内容:供电电源追踪和供电范围追踪。文中提出的配电网追踪拓扑方法将变电站内部追踪和站外追踪统一考虑,是一种一体化的追踪拓扑技术。     

基于CIM接口的配电网理论线损在线计算

加强线损管理对于电力企业降低运行成本具有重要意义。随着智能电网及高级配电自动化的发展,对自动化系统的实时性和自我分析能力要求越来越高,对在线计算配电网理论线损也提出了迫切的需求。设计一种配电网理论线损在线计算方案,从配电GIS及DSM系统中导入计算所需的数据,计算方便、准确、高效。该系统提高了配电生产的管理水平,并符合智能配电网的发展要求。     

基于改进萤火虫算法的含DG配电网重构方法

为了更好地解决含DG的配电网重构问题,建立了以系统损耗、负荷均衡、电压偏差为目标的重构模型,并利用改进萤火虫算法进行寻优计算。针对传统萤火虫算法中存在的早熟收敛、过度依赖控制参数等缺陷,引入了惯性权重,利用混沌理论对算法参数进行调整,使算法兼顾全局搜索与局部搜索能力的均衡。同时将精英保留策略融入到萤火虫算法当中,加快了算法收敛的速度。为了减少网络重构中出现的大量不可行解,对网络拓扑进行了简化操作,缩短了编码维数,提高了寻优效率。最后通过算例分析,验证了该算法的有效性与实用性。     

鞍山配电网状态估计的在线计算

以鞍山供电公司10 kV配电网为背景,研究了实用的三相状态估计在线计算方法。将G IS系统中的支路数据简化,并对配电变压器导纳矩阵增加零序小阻抗,建立节点导纳矩阵。结合实际系统,应用高斯算法和最小二乘算法,建立状态估计方程。计算过程中,消除注入电流的零序分量,实现算法可靠收敛。鞍山配电网在线状态估计程序长期运行,具有收敛可靠、计算速度快的优点。     

面向配网多馈线互联的柔性多状态开关拓扑选型分析

柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMS)是采用电力电子技术的新型智能配电设备,有助于解决配电网馈线功率失衡、电压波动越限等问题。多端FMS能够实现多条馈线柔性互联,其拓扑选型对设备的经济效益、联接限制等方面均有重要影响。文中以应用于中压配电网的三端FMS拓扑为例,就拓扑结构、性能和应用场景进行探索。重点针对模块化多电平变流器拓扑、九桥臂变流器拓扑和桥臂分叉变流器拓扑,分析各拓扑运行特性,并计算对应的核心参数、运行损耗和运行范围,进而得出各拓扑建设成本、占地空间、运行效率和潮流调节能力等指标的对比结果。最后,给出三种拓扑所适用的场景,为配网系统中多端FMS拓扑的选取提供建议。     

基于电压灵敏度的配电网DG接纳能力不确定性分析

为提升不确定环境下配电网分布式电源(DG)接纳能力分析的准确性,采用区间数学和仿射数学量化不确定性因素与电压灵敏度间的映射关系,推导基于雅可比矩阵的仿射三相电压灵敏度方程,有效追踪节点电压幅值对节点注入功率不确定性变化的灵敏度。考虑配电网DG配置方式不确定性引起的过电压风险,提出基于雅可比矩阵电压灵敏度的DG接纳能力不确定性分析方法,该方法兼顾DG接纳能力分析的准确性与快速性,有利于辅助规划人员进行DG接纳能力的在线快速分析和全面准确决策。IEEE 33节点配电网算例分析结果表明,所提方法在保证计算精度的前提下可使仿真时间缩短36.44 %,验证了该方法的合理性和有效性。     

含DG的配电网系统谐波分布特性研究

为分析含DG的配电网谐波分布特性,首先基于DG与配电网耦合系统拓扑结构推导出谐波耦合导纳矩阵,其表明阻抗网络参数变化会影响谐波分布。然后给出含有DG的配电网数学模型,从理论上分析出配电网中谐波电压畸变率的变化规律的影响因素。最后基于PSCAD搭建了分布式电源与配电网联合仿真系统,针对分布式电源(风力发电,太阳能发电)不同出力、不同位置,仿真分析分布式电源对配电网谐波分布的影响。仿真研究结果表明:DG的分布位置,不同出力直接影响配电网谐波分布。该研究结果对分布式电源的选址和定容有重要的参考价值。     

计及配网停电损失的DG双层规划方法

分布式电源发电商与配电网公司利益共赢是促进能源战略落地的重要保障.文中提出了一种计及配电网停电损失的分布式电源双层规划方法.上层模型以DG发电商收益最大化为目标,基于网损灵敏度方法确定DG候选安装位置,对DG的选址和定容进行优化;下层模型以配电网公司净收益最大化为目标,通过孤岛划分方法动态优化分段开关安装位置,减少配电...     

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。     

考虑开关状态集调整的含光伏并网配电网动态故障恢复方法

故障恢复作为智能配电网自愈能力的重要保障,对系统运行可靠性至关重要.针对含分布式光伏并网的配电网故障恢复问题,计及故障期间光伏出力和负荷水平变化建立光伏型配电网动态故障恢复方法.以当前时段系统失电负荷量最小为目标函数,计及网络辐射状约束、功率平衡约束、节点电压约束、开关状态集约束等必要约束条件建立光伏型配电网动态故障恢...     

有源配电网的综合供电恢复及改进遗传算法

随着分布式电源在配电网中渗透率的提高,利用DG的孤岛运行能力为故障后配电网中非故障区域的停电负荷恢复供电,可有效提高配电网的供电可靠性。在考虑功率平衡、DG孤岛个数和配电网内联络开关的影响因素下,对有源配电网的恢复供电进行了研究。通过将备用联络线路等值为DG,在恢复决策过程中同时考虑DG与联络开关,提高了整体方案的优越性。在利用DG对负荷恢复供电的过程中,充分考虑了DG的类型及控制特性,通过将DG分为主电源和从电源,研究了主从控制模式下孤岛供电的恢复方案。在孤岛划分过程中,采用改进遗传算法进行了求解,结合有源配电网的网络结构以及故障后孤岛的主从控制模式,提出了染色体编码时的两大约束条件以及基因组与基因子块的概念,染色体间的交叉和变异操作全部基于基因组进行操作,有效避免了无效解的产生。最后对一包含3条馈线、7台DG的配电网进行了仿真研究,验证了所提方法的有效性。     

基于子网络划分的含DG配电网故障区段定位

针对含分布式电源配电网的故障区段定位困难的问题,提出一种基于子网络划分的配电网故障区段定位算法。该算法分为三步:第一步构建配电网的拓扑网络描述矩阵;第二步将结构复杂的配电网划分为多个子网络,并获取各子网络的方向性描述矩阵和故障信息向量,进而建立故障定位判别矩阵;第三步根据判别矩阵进行故障定位。案例分析了配电网发生单一故障、故障路径部分重叠及故障路径完全重叠的多重故障时的适应性,结果表明了所提算法的有效性。     

集成色谱在线监测和真空断路器状态监测的SCADA系统

色谱在线监测技术是一门日益成熟的在线监测技术。真空断路器在线监测能够对火电厂的一些附属设备的开关量进行实时监测。SCADA系统是电力系统运行控制的核心。三者的集成对于电力系统的科学管理有着重要的意义。以华能上海石洞口第二电厂为例 ,探讨了三者集成问题。系统的实现对电力系统的信息优化组合 ,提高管理效率有着特别重要的意义     

基于DG和多端VSC协调控制的交直流配电网优化运行

分布式电源(DG)大规模并网不仅带来了消纳问题,还使交直流网络的经济安全运行面临巨大挑战。基于此,文中提出一种基于DG选址和多端电压源换流器(VSC)协调控制的交直流混合配电网优化运行方法。针对DG选址,基于灵敏度分析方法提出一种节点网损灵敏度指标,利用网络中不同位置的负荷节点对网损敏感度不同的规律进行交流网侧的DG选址。进而建立以网络有功总损耗、节点电压偏移量和DG盈余量最小为目标的多目标优化模型,对多端VSC不同控制策略下的端口功率电压变量和DG的有功出力进行协调控制。仿真结果表明,所提优化运行方法能够提高网络运行经济性和安全性,并兼顾配电网对DG的消纳水平,为实际工程中的决策人员提供重要的参考。     

面向供电能力提升的配电网储能功率动态优化

储能功率的可控性为含有随机波动电源的配电网供电能力提升提供了新的解决方法。考虑了分布式电源的波动性和间歇性,针对含DG的配电网供电能力,采用模糊机会目标理论。以潮流分布、储能电站运行参数和电量作为约束条件,建立了储能功率优化模型,提出了多级多目标的储能功率的动态优化方法,并对储能功率进行综合优化,以提升配电网的供电能力。算例验证了所提方法的有效性和客观性。