考虑可靠性的交直流混合配电网网架与分布式电源协同优化规划

含高比例分布式电源接入的交直流混合配电网是未来配电网发展的重要过渡形式,且随着电力系统的发展,对于配电网可靠性的要求越来越高。提出了一种考虑可靠性的交直流混合配电网网架与分布式电源协同优化规划设计方法。在场景构建阶段,该方法考虑了配电网中各分布式电源出力的相关性和时序性以及各负荷功率的时序性。在可靠性评估阶段,针对交直流混合配电网的运行特点,建立了完善的同时考虑稳态和故障运行下可靠性的综合评估体系,通过建立各可靠性指标间的联系,客观地将可靠性指标与经济性指标进行统一量纲处理。在优化阶段,对交直流混合配电网网架结构及分布式电源接入容量设计了双层协同优化策略。同时,建立了完备的线路故障抽样模型。以修改的IEEE 33节点交直流混合配电网的优化规划算例验证了所提方法的优越性和有效性。     

多端口级联式电力电子变压器可靠性评估模型及其应用

多端口级联式电力电子变压器(Power Electronic Transformer, PET)是未来实现多电压等级、交直流混联形态配电网的核心设备,其可靠性对于配电网可靠性水平影响较大。首先分析了多端口级联式PET典型拓扑结构及工作原理。其次基于工程可靠性原理研究建立了考虑器件冗余的PET可靠性评估模型。然后分析了PET对交直流混合配电网可靠性的影响。最后针对某"手拉手"结构交直流混合配电网进行算例分析。计算了PET不同设计模式、冗余度下的可靠性水平。进行了PET对交直流混合配电系统可靠性的影响及其灵敏度分析,验证了所提算法的正确性和有效性。     

考虑灵活性的交直流混合配电网储能双层规划

多类型分布式电源接入配电网对系统灵活性要求越来越高。基于交直流混合配电网的高灵活性和高可控性,提出了一种考虑灵活性的交直流混合配电网储能双层规划方法。首先,分析系统灵活性需求与灵活性资源运行特性,建立系统灵活性评估指标;然后,采用K-means聚类算法建立配电网中分布式电源和负荷的典型运行场景集合;其次,建立考虑灵活性的交直流混合配电网储能双层规划模型,上层以其年综合成本最小为优化目标,下层以其综合运行成本最少和系统运行灵活性最优为目标,采用非线性化主成分分析法,并结合遗传算法求解规划模型。最后,基于改进IEEE 33节点配网系统验证双层规划模型和储能最优配置方案的合理性与有效性。     

源-网协同的中压交直流混合配电网换流器选址研究

对于含有高比例直流电源和直流负荷的配电网,采用交直流混合配电网具有降低能量转换损耗、提高潮流控制能力等优势。换流器的位置确定了混合配电网中交直流边界的划分,在对交直流混合配电网规划过程中,以换流器位置作为变量与以每段线路的交直流类型为变量相比,能显著降低变量数量并提高求解效率。提出了源–网协同的中压交直流混合配电网换流器选址方法,通过换流器的选址,在网端确定配电网的交直流划分,在源端确定光伏和电池储能在各接入点的容量分配。以中压交直流混合配电网设备全生命周期内,含建设和运行两要素的净收益为目标函数,并使用含混合整数和二阶锥松弛的优化模型求解不同选址方案的运行收益及成本;采用基于精英策略的遗传算法,对目标函数进行寻优,进而确定最优选址方案;最后以IEEE 33节点系统为基础构建算例,对提出的方法进行验证。     

配电台区交直流混合配电网工程建设研究

随着分布式电源、电动汽车、储能设施在电力系统的广泛应用,部分低压配电台区接入的直流负荷和直流电源比重快速增加,基于配电台区构建交直流混合配电网的建设改造工程在电力建设中逐步推广。从交直流配电网关键技术出发,对直流设备、网架结构等方面进行了分析。全面梳理交直流混合配电网在关键设备和组网方式等方面的技术应用,对DC/AC换流器、DC/DC换流器、直流断路器等设备在交直流混合配电网中的功能定位和发展趋势进行了探讨。分析了交直流混合配电网的典型应用场景,比较了辐射型、两端型、环型结构在运行方式、供电可靠性、经济性上的区别,并基于重庆西部科学城设想场景,提出基于电力电子变压器的建设改造方案,开展交直流混合配电网示范应用,实现高质量可靠供电。     

考虑敏感负荷需求和直流故障恢复能力的交直流混合配电网开关配置

通过合理配置隔离开关和断路器可以提升交直流混合配电网的可靠性.提出一种综合考虑敏感负荷可靠性需求和直流故障恢复能力的交直流混合配电网开关优化配置方法.针对敏感负荷的可靠性需求,建立兼顾经济性、停电次数与停电时间的开关优化配置模型;根据交直流混合配电网中不同类型元件故障导致负荷点停运时间的差异,同时考虑电压源换流器控制模型切换以及直流线路中负荷极间切换的故障恢复方式,对最小割集法进行改进,增加元件划分类型并建立接线切换域,实现计及交直流混合配电网恢复能力的可靠性指标的准确计算.算例结果验证了所提方法的合理性与有效性.     

考虑电池储能老化和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法

现有的电池储能模型一方面认为电池的充放电功率和效率为固定不变的,另一方面有关电池储能的充放电过程对循环老化的影响缺少考虑,这与电池单元本体的非线性等效电路模型相违背。因此,考虑电池储能的循环老化成本、需求侧响应,提出了交直流混合配电网动态重构方法。通过对实际电池储能的充放电功率的运行区域进行采样,在凸包络的采样点集合中将非理想状态下的电池储能模型重构为线性模型。在此基础上,分别建立了基于累积吞吐电量和放电深度的循环老化成本模型,构建了综合成本最小化的交直流混合配电网动态重构模型。并采用混合整数二阶锥规划方法求解。在改进的33节点算例上仿真验证了所提基于放电深度的循环老化成本模型的经济性,分析了交直流混合配电网重构方法经济性的影响因素。     

交直流配电网中柔性软开关接入的规划-运行协同优化方法

含分布式源-储-荷的直流配电系统需要通过柔性软开关等电力电子化配电设备与交流系统互联,构成的交直流混合系统不仅可以提高系统整体的可靠性,还可以通过灵活的潮流控制优化系统运行方式,并降低系统损耗。由于用以交直流系统互联的柔性软开关接入方案对全系统可靠性和最优运行方式都有影响,针对这一规划-运行协同问题,首先提出了交直流混合系统的改进显式可靠性计算方法,进而建立了考虑可靠性经济成本和网损的交直流混合配电系统规划-运行协同双层优化模型。上层模型基于加权功率传输分布因数,以系统传输损耗最优为目标确定柔性软开关的接入方案,下层以可靠性成本最低为目标获取交直流混合系统的最优运行方式。最后,在算例系统中进行了仿真对比验证。结果表明,所提出的规划-运行协同优化方法能够有效提升交直流混合系统的可靠性和经济性。     

计及可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法

近年来,故障指示器凭借其接入灵活性和经济性被广泛应用于配电网故障定位中。然而全覆盖式地故障指示器安装配置方案投资成本高,规划方案不精益。文中提出一种基于故障信息变量的配电网可靠性评估模型;进一步给出一种基于混合整数线性规划的可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法,将可靠性指标作为约束放入优化模型中,在满足可靠性要求的前提下降低故障指示器的投资维护成本。基于IEEE 53节点系统的算例仿真结果表明,所提方法兼顾了故障指示器布点的可靠性与经济性,可以精确获得不同可靠性要求下的布点方案。     

考虑变换器功率约束和直流电压约束的交直流混合配电网最优潮流计算

电力电子变换器是现代交直流混合配电网关键的电能变换设备,应通过可靠的设计、控制,尤其是优化运行,保证其长期运行的可靠性.基于变换器的灵活可控性,提出了考虑变换器功率约束和直流电压约束的交直流混合配电网最优潮流计算.首先,建立电力电子变换器及交直流混合配电网潮流计算模型.其次,提出分级功率均分的优化策略,并建立考虑可靠性...     

高比例新能源交直流混合配电网优化运行与安全分析研究综述

高比例间歇式清洁能源的接入实现了能源利用率的提高和碳排放的减少,但其出力的不确定性为交直流混合配电网的安全运行带来了挑战.同时,高效调度泛在灵活性资源可以促进风光资源的消纳,实现交直流混合配电网的安全经济运行.鉴于此,对高比例新能源交直流混合配电网优化运行与安全分析研究进行了综述.首先介绍了交直流混合配电网潮流模型及运行约束,包括非线性模型、线性化模型和凸松弛模型;其次阐述了交直流混合配电网优化调度研究,包括随机优化方法、两阶段/多阶段随机优化模型和灵活性运行;接着对交直流混合配电网进行了N-1安全分析和可靠性评估,构建了安全域模型;最后展望了未来交直流混合配电网安全分析与优化调度可研究的方向.     

综合考虑可靠性成本与缺电成本的电网规划

在配电网规划中要提高配电网的供电可靠性,减少用户侧的缺电成本,必然要求供电部门增加可靠性投资成本,然而盲目地追求供电可靠性,必然导致供电部门可靠性投资成本急剧增加。为了寻求供电可靠性与可靠性成本的平衡点,综合考虑了可靠性成本和缺电成本,提出了可靠性成本效益回归模型,利用此模型在众多配电网规划方案中确定最佳可靠性方案。通过实例分析计算并讨论,建立的模型及方法能方便有效地确定配电网规划中最佳可靠性方案。     

综合考虑可靠性成本与缺电成本的电网规划

在配电网规划中要提高配电网的供电可靠性,减少用户侧的缺电成本,必然要求供电部门增加可靠性投资成本,然而盲目地追求供电可靠性,必然导致供电部门可靠性投资成本急剧增加.为了寻求供电可靠性与可靠性成本的平衡点,综合考虑了可靠性成本和缺电成本,提出了可靠性成本效益回归模型,利用此模型在众多配电网规划方案中确定最佳可靠性方案.通过实例分析计算并讨论,建立的模型及方法能方便有效地确定配电网规划中最佳可靠性方案.     

基于柔性直流技术的一种交直流混合配电网可行性研究

随着配电网中负荷的快速增长和分布式电源迅速发展,传统配电网需要进行一定的升级改造才能满足新增负荷和分布式电源的需求。立足于“手拉手”式接线的传统中压配电网结构,提出了利用柔性直流技术构建交直流混合配电网的改造方案,对其网架结构和控制策略进行了介绍分析。之后,以辽宁省某供电区域为例,对建设交直流混合配网、增建交流配电网和增建直流配电网三种配电网改造方案的经济性进行了对比分析。分析证明交直流混合配电网具有最低的系统运行损耗,当配电网运行年数超过5年时,建设交直流混合配电网具有最低的总投资费用。最后,分析总结了交直流混合配电网的综合优势和发展前景,证明了交直流混合配电网能够成为配电网改造的可行方案。     

基于凸包络的交直流混合配电网安全域

现有配电网安全域研究主要针对交流配电网,文中提出基于凸包络的交直流混合配电网安全域模型.首先,计及电压约束、馈线容量约束和关键设备出力约束,构建交直流配电网非线性安全域模型.其次,基于非线性规划模型求解交直流混合配电网安全边界点.最后,采取凸包络拟合的方法生成可观测的安全域空间.算例结果验证了凸包络拟合的合理性和优越性,同时评估了交直流混合配电网中换流器控制方式、换流器无功补偿量和系统电压下限等因素对安全域大小的影响.     

含分布式能源的交直流混合配电网络配置规划模型

提出一种针对交直流混合配电网的新型网络配置规划模型。考虑到每条支路和母线选用直流还是交流的不确定性,以及负载需求和分布式电源随机接入行为,该模型确定了交直流混合配电网支路和母线的最佳配置。模型采用蒙特卡洛仿真技术,将网络配置规划问题划分为2个嵌套优化问题来求得最优解决方案:主问题以系统建设成本和运行成本为目标函数,使用遗传算法来求得最优交直流混合配置;子问题使用经济调度细化主问题中运行成本的计算,确定遗传算法求得的每种配置的最佳潮流解决方案。算例采用含光伏、风电、储能及电动汽车的13节点待规划网络,分别采用交直流混合配置和传统交流配置对算例进行规划,并就模型有效性和相关成本节约量进行比较。结果表明,交直流混合配电网在各方面均优于传统交流配电网。     

新型交直流混合微电网拓扑及其可靠性分析

交直流混合微电网综合了交流微电网和直流微电网的优点,是未来智能电网的发展趋势之一,而拓扑结构和可靠性研究是交直流混合微电网发展的基础。参考现有微电网拓扑结构,结合交直流混合微电网的构成和运行方式,提出了3类新型交直流混合微电网拓扑,分别是一对多型(一个交流微电网与多个直流微电网)、多对一型和多对多型,根据3类拓扑自身的特点,指出了各自的适用场景;基于配电网可靠性分析方法,考虑分布式电源接入和微电网孤岛运行,提出了交直流混合微电网的可靠性计算方法;通过算例,对比和分析了提出的3类新型交直流混合微电网拓扑的可靠性。     

基于谐波模态分析的交直流混合配电网分布式谐波治理

为解决交直流混合配电网中的谐波分析及治理问题,提出了一种基于谐波模态分析方法对交直流混合配电网谐波进行分布式治理的方案。通过谐波模态分析得到影响配电网节点谐波谐振的关键频率及不同节点对谐振的参与程度。以此为基础进行谐波治理分区,结合一致性算法提出分布控制的治理方法。最后以IEEE 33节点拓展交直流混合配电网络为仿真算例,分析比较不同污染场景下不同谐波治理方案的治理效果,得出基于谐波模态分析方法的交直流混合配电网分布式治理方案在针对污染程度不均场景时的电压畸变更符合实际节点污染程度,进而验证所提方法对解决交直流混合配电网谐波污染的可行性与有效性。     

交直流混合配电网能效综合评价方法

为了探究交直流混合配电网的节能潜力,并满足用户对供电可靠性和电压质量的要求,提出了一种交直流混合配电网能效综合评价方法。首先,分析了交直流混合配电网中影响能效的传统因子和新型因子,并推导出了各影响因子的量化模型;其次,从中压配电网、配电变压器、低压直流配电网和低压交流配电网4个方面构建了交直流混合配电网能效评估指标体系;最后,以某地区配电网为案例,对改造前的交流配电网和改造后的交直流混合配电网进行了能效评估。结果表明,交直流混合配电网的能效等级高于传统交流配电网,且性能指标方面也有明显优势。     

优化目标可靠性的配电网网架规划

对配电网网架规划优化问题进行了研究,给出了配电网网架规划的可靠性数学模型,以电网建设投资成本、运行成本和缺电成本总和最小为目标,该模型可以有效地将优化规划的可靠性与经济性结合起来。采用改进遗传算法求解该问题,为满足配电网辐射性约束条件,引入了理论中的最小生成树算法。并采用最小路法对配电系统可靠性进行评估,以得到相应的可靠性经济指标。