基于负荷点聚类分区的配电网网架规划方法

针对大规模配电网中负荷点众多,一次性考虑所有负荷点的网架规划存在决策变量过多和规划难度大的问题,提出了一种基于负荷点聚类分区的配电网网架规划方法。首先,通过负荷权重改进K-means聚类算法,并对负荷点进行聚类分区;其次,建立连接关系矩阵用于快速计算流过线路的电流和分析联络线位置对故障线路下游负荷转供的影响;然后,建立计及地理因素的年投资和运行总成本最小的主网架规划模型,并用改进的最小生成树算法求解;最后,以年投资和停电总成本最小为目标进行各负荷点分区之间的联络线规划,且根据不同的负荷转供情况采用了不同的停电成本计算方法。算例结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于负荷场景多层聚类的储能精细化规划研究

为解决目前储能规划中场景划分不够精确及模型适用范围有限的问题,提出了基于负荷场景多层聚类的储能精细化规划方法。首先,提出了基于关联分析与聚类的负荷时空耦合特性分析方法及考虑负荷时空特性的负荷场景多层聚类方法。其次,面向典型负荷场景,构建了综合考虑碳排放、全周期成本、弃风弃光惩罚及储能和分布式电源协同的储能精细化规划模型。最后,选取某地实际配电网开展算例分析,得到了不同负荷场景下储能与分布式电源的最优协同配置方案,验证了所提模型与方法的可行性与有效性。     

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。     

基于分层分区思想的配电网主次网架结构研究

目前配电网多选用单层辐射状网络结构,于线路末梢设置联络,然而在规划中,通过变电站出线的载流量确定线型的方式将增大该结构的建设投资,降低线路利用率。结合终端节点实际地理信息,提出了一种配电网主次网架构建模式。首先,基于分层分区的基本思想,运用改进K-means聚类算法对供区终端节点聚类分区,定义等效负荷点,通过最短环路法生成主干网架;然后,以线路建设费用最低为目标构建配电网最优潮流模型,完成次级网络模型搭建。主次网络结构可实现按需选取线型的功能,在满足负荷发展模式和电压水平要求的同时降低投资。算例论证了方法的可行性和有效性。     

考虑区域配电网风险承受能力差异的网架规划方法

针对农网改造工程普遍未考虑乡镇区域配电网之间的差异和乡镇区域负荷波动大的问题,引入机会约束规划理论,提出了一种计及负荷不确定性的考虑区域配电网风险承受能力差异的网架规划方法。首先,采用非参数核密度估计方法建立负荷的不确定性模型;然后,考虑到各乡镇区域配电网的风险承受能力差异,结合乡镇区域配电网的特点建立风险承受能力评价指标体系,并采用组合赋权法进行评估;最后,建立线路升级选型的机会约束规划模型,基于得到的评估结果差异化选取模型的置信水平,以确定线路升级的型号。实例分析表明,所提方法能够提升规划工作的精细化水平,在一定程度上实现区域配电网的风险承受能力和投资成本的相互协调,从而增强网架规划方案的适应性。     

基于三维视频编码的主动式配电网网格化规划方法

利用传统方法进行主动式配电网规划时,受小截面线路的影响,无法进行负荷聚类分块,在负荷增长率为32.98%~47.98%的范围内,存在供电网格负荷较高的问题,因此提出一种基于三维视频编码的主动式配电网网格化规划方法。以元胞历史数据为配电网负荷密度指标,进行配电网负荷预测,并通过冗余网格负荷聚类动态减少算法来划分配电网的供电区块,实现迅速、合理的负荷聚类分块;基于三维视频编码控制对配电网网格进行深度图编码控制,以实现配电网网格的分类,并结合配电网的设备选型、电网结构、通信系统、配电自动化等要求设计标准化网格,实现配电网网格化规划。为测试该方法在上述负荷增长率范围内的供电网格负荷,进行对比实验,实验结果证明,该方法的供电网格负荷始终较低,实现了配电网负荷性能的突破。     

考虑GIS信息的城市配电系统网格化动态投资策略优化

配电网分区规划能够实现配电网规划由大到小、由繁到简,独立的网格规划能避免配电网集中规划计算量过大的问题。基于配电网网格划分结果,提出一种考虑地理信息系统(geographic information system, GIS)信息的城市配电网格动态投资策略。首先,建立基于Matlab-OpenDSS的配电网投资仿真方法,其中Matlab生成配电网投资策略,OpenDSS搭建配电网格物理模型,并通过计算相应的投资指标校验投资策略的可行性。其次,明确配电网规划投资的目标函数及其周期数。然后,采用NSGA-Ⅱ算法优化求解出兼顾配电网规划方案多目标需求的各周期最优投资策略,下一周期的投资依托于上一周期的最优投资方案进行测算,从而使配电网动态投资更加符合配电网实际投资与建设流程。所提方法将多个规划评估指标加入目标函数,可提升投资策略的经济性、可行性;同时,利用动态规划将总的投资周期分成多个短期过程,更契合投资规划需求。最后,以某城市配电网格作为算例系统验证了所提方法的可行性。     

考虑传输能力的含分布式电源配电网扩展规划方法

为灵活性资源提供快速、及时调度的网架传输通道,在规划阶段充分考虑网架结构与分布式电源(DG)规划对配电网传输能力的影响,提出考虑网架通道传输能力的配电网扩展规划及DG选址定容双层优化方法.首先建立了线路负荷裕度指标和潮流均衡度指标用以评价配电网传输能力;其次分析了网架通道传输能力的影响因素,在此基础上构建了配电网扩展规划及DG选址定容双层优化模型,保证了规划方案具有良好的经济性和网架通道传输能力,利用嵌套的混合粒子群优化算法进行优化求解;最后将所提规划方法与只考虑经济性规划方法进行了算例验证.仿真结果表明,所提方法不仅没有增加经济费用,而且所得规划方案网架潮流更均衡,线路负荷裕度更高,传输能力更优.     

考虑负荷聚类分区与分布式发电接入的配电网主次网架规划方法

为提高配电网的经济性和电压水平,从网络拓扑结构角度,建立主次级配电网架。基于勒贝格公式的K-means聚类方法对供区进行最优分块,并引入等效负荷点概念;主级网架生成中构建考虑负荷节点和分布式电源出力的时序模型,运用场景削减技术抽取场景并赋予权重,采用雨刷摇摆搜索算法构造花瓣式网架结构;以等效负荷点为电源点构建辐射状次级网架,并以失负荷总量最小为目标为各区加设联络,以降低线路投资,提高系统可靠性。算例分析表明所提构建方法合理且有效,主次网架结构具有较低的建设投资、较高且稳定的电压值和较小的网损。     

模糊不确定性负荷下的配电网网架规划方法

考虑配电网规划中的负荷不确定性因素,基于模糊数学理论建立基于可信性理论的配电网网架规划模型。模型引入可信度指标评价模糊负荷下的配电网规划方案的风险,以规划期内配电网固定投资和模糊期望网损费用最小为目标,引入模糊机会约束处理线路功率约束和节点电压约束。采用遗传算法求解所建模型,求解过程中结合可信度指标等价定理,将给定可信度的配电网网架规划模型转化为区间负荷下规划模型进行求解,使用模糊期望值法求解目标函数中的模糊网损费用,降低了模型求解难度,减少了模型求解时间。最后,25节点算例验证了所提方法的正确性和有效性。     

计及煤改电的华北农村地区配电网改扩建规划研究

“十三五”以来,京津冀地区大力推进“煤改电”,稳步推进电能替代进程。随着用电负荷的增加,农村低压配电网如何进行改扩建规划成为一个问题。文中考虑配电变压器成本、配电线路成本、系统线损成本,建立了基于全寿命周期成本的配电网改扩建规划模型,采用遗传算法进行了模型求解。结合配电网规划模型求解特点,设计了基于实数编码的策略,显著提高了平行解生成效率,某农村实际配电网规划为算例进行了验证。结果表明,所提方法在满足煤改电负荷需求的前提下,实现了规划方案全寿命周期经济性最优。     

考虑分布式电源调峰的配电网规划

基于最大负荷的传统配电网规划方法往往需要投入大量资金建设配电网架,带来较大投资风险,并且供配电设备得不到充分利用。对此提出引入分布式电源（DG）调峰的配电网规划方法。该方法从供电公司的角度,以线路投资、网络损耗和DG投资以及DG调峰所增加的附加费用之和最小为目标,规划未来配电网络。文中充分利用配电网正常运行时呈放射状的网络结构特点,提出一种操作简单的启发式方法确定DG的位置和容量,以消除配电网架在最大负荷水平下的支路过载。此外,还讨论了不同类型DG对网架规划方案的影响。算例分析结果验证了所提出的方法的可行性和有效性。     

考虑负荷不确定性的工业园区配电网典型网架规划

正根据工业园区负荷的增长特点,考虑负荷的不确定性,建立园区负荷的概率预测模型。基于概率负荷模型预测结果,对园区负荷增长进行刻度划分,将不确定性规划转为基于负荷刻度的确定性规划,分别给出电缆网为主的典型过渡网架接线和以架空网为主的典型过渡网架接线。采用蒙特卡洛模拟法和重复潮流法对典型过渡网架接线进行可靠性和供电能力评估,验证所提过渡网架的合理性。所提方法可直接用于典型工业园区的配电网规划,提高园区配电网架规划的规范性和合理性。     

含高比例分布式光伏的配电网多目标概率规划方法

针对分布式光伏出力不确定性造成的配电网规划成本增加、运行稳定性降低问题,文章提出了一种含高比例分布式光伏的配电网多目标概率规划方法。通过K-means聚类对光伏出力数据进行场景削减,得到典型场景集及其概率模型,基于蒙特卡洛概率潮流生成不确定性场景,模拟分布式光伏实际运行情况。基于所得不确定性场景,建立双层概率规划模型：上层以投资建设成本最小和光伏渗透率最大为目标,对分布式光伏及储能进行选址定容,下层考虑分布式光伏出力的不确定性,以概率潮流下的运维成本、网损成本、购电成本和电压偏差指数最小为目标,对分布式光伏出力以及储能各时段充放电功率进行优化。采用改进的粒子群(particle swarm optimization, PSO)算法对概率规划模型进行求解。采用安徽某地光伏出力作为典型数据,以IEEE 33节点系统为算例开展多场景算例分析,结果表明：与传统规划方法对比,所提方法能够提升光伏渗透率和配电网运行稳定性,并降低综合成本。     

基于空间聚类的中压配电网网格优化划分方法

网格化规划方法是解决城市配电网由于缺乏面向远景的、持续和一贯的目标网架及其过渡过程而导致线路接线混乱、无序、联络复杂等问题的有效技术手段。网格的科学合理划分是网格化规划中必须首先解决的关键问题。然而,目前网格的划分仍依赖规划人员的主观经验或笼统的技术原则,不仅工作量巨大,而且难以满足技术经济性和方案合理性。为此,在构建网格划分综合评价指标体系的基础上,提出了基于空间聚类算法的网格优化划分数学模型及其求解方法,为进一步推进网格化规划的工程应用奠定了基础。基于实际区域配电网的算例分析验证所提模型和算法的有效性。     

人工智能算法在西藏地区配电网路径规划中的应用研究

西藏地区海拔高,用电负荷相对分散且配电线路较长,电力廊道建设对可靠性要求高、且投资成本大,科学的路径规划对保证西藏电网的安全稳定运行并减少线路投资具有重要意义。在电力输送路径规划方面,传统方案过多依靠专家经验,其合理性和经济性得不到保证。针对这种情况,设计了一种基于人工智能算法的配电网路径优化规划方法。对蚁群算法进行优化改进,结合GIS的大数据处理功能,将人工智能思想融入配电网路径规划模型,并对西藏某地区的线路架设方案以及网架结构进行设计及仿真。结果表明,人工智能算法实现了降低线路架设投资成本和运维费用的目标,与符合IEEE标准的传统仿真方法相比,算法收敛速度有较大提升,该算法的应用能够有效提升配电网路径规划的可靠性、经济性及可扩展性。     

网源协调驱动下考虑网络转供能力的配电系统多目标双层近期规划

提高供电能力和对分布式电源(DG)的接纳是未来环网状配电网扩展规划的新目标。为此,通过引入安全距离这一配电网N-1安全评价指标,提出了一种考虑N-1安全和DG与网架协调的配电网多目标双层优化规划模型。该模型以改造线路、新增负荷接入位置和DG安装位置及容量为决策变量,计及了系统故障负荷的转供和不可控DG出力及负荷波动带来的不确定性。根据模型的特点,利用多场景技术将随机性问题转化为确定性问题,并采用正态边界交点和动态小生境差分进化算法组成的混合策略对模型加以求解。通过算例对比分析了是否考虑N-1安全和网源协调对规划结果的影响,仿真结果表明,所提规划模型能够在提高DG渗透率的同时,挖掘配电网的供电潜力和推迟线路改造;所得规划方案实现了配电网经济效益和安全水平的综合优化,更适用于负荷增长平缓和占地通道资源紧张的城市建成区配电网近期扩展规划。     

基于模糊综合评价的结构元中压配电网规划

基于小区负荷S形发展曲线,把中压配电网规划问题分成2种维度:基于时间维度的配电网衍生规划和基于空间维度的配电网扩张规划.扩张规划服从于城市用地规划.在衍生规划中,把中压配电网接线模式划分成结构元,突破了着眼于线路的规划思路,将在待选线路中寻优转变为在待选结构元集合中选优;提出由经济性、可靠性、供电能力、安全性和衍生能力等构成的结构元指标体系;在结构元选择过程中,考虑了负荷动态增长,采用模糊综合评价方法,解决了结构元的经验指标和计算指标的综合评价问题,使中压配电网规划更加全面、合理和具有前瞻性.算例验证了文中所提出的模型和方法的有效性.     

不确定性条件下的城市配电网规划方法探讨

认为市场中的城市配电网规划面临的不确定性因素中负荷的变化尤为重要。引入了区间算法对不确定性负荷、配电网规划的数学模型和自动布线的初始化搜索方法进行了修改,并采用遗传禁忌混合算法对初始化网架进行了优化求解。将该改进规划方法应用于实际算例,与确定性规划得到的结果相比较表明该文所提方法适合于求解不确定性负荷条件下的城市中压配电网络规划问题,从而为不确定性条件下的城市配电网规划提供了参考。     

安全距离理论下计及故障恢复的智能配电网随机规划

在智能配电网主变站间充分互联背景下,为提高其供电效率、节省新建投资,提出了一种基于安全距离的配电网随机规划方法。首先,基于安全域理论,介绍了配电网N-1安全性分析方法和指标族。其次,考虑系统故障负荷的转供和分布式电源出力及时变负荷带来的不确定性,以总成本现值最小为目标函数,采用机会约束规划方法建立了配电网规划模型。然后,采用模糊C-means聚类法与动态小生境差分进化算法相结合的策略对模型加以求解。最后,通过算例对比所提规划方法与现有两种规划方法,结果表明,所述模型所得规划方案在保证N-1安全的前提下,实现了系统经济性和安全性的全面优化,充分发挥了配电网的供电潜力,更适用于负荷增长平缓和占地通道资源紧张的城市建成区配电网近期规划。