考虑分布式发电孤岛运行方式的智能配电网供电恢复策略研究

鉴于传统的配电网供电恢复算法都没考虑分布式发电孤岛运行产生的影响,提出考虑DG孤岛运行方式下的智能配电网供电恢复算法。当配电网发生严重故障引起大面积停电时,对DG进行孤岛划分,DG按孤岛划分方案转入孤岛运行模式维持对孤岛内重要负荷供电。采用基于二进制粒子群优化算法的供电恢复算法对孤岛外非故障停电区域进行供电恢复,在维持孤岛内重要负荷供电的前提下最大限度地对孤岛外停电区域恢复供电。最后将该算法应用到33节点测试系统,仿真结果验证了该算法的有效性。     

配电网孤岛划分的启发式方法

随着分布式电源(Distributed Generation, DG)的渗透性越来越强,提高配电网的自我修复能力是完善智能电网体系的重要环节,而电力孤岛划分是配电网自愈的核心技术。文中引入了含DG配电网的有根树模型,构建了孤岛划分问题的数学模型。基于配电网孤岛划分的主要原则,分析了负荷供电恢复路径的选择方法,创新性地提出了孤岛圈和供电恢复系数的概念,并在此基础上归纳出一套新的孤岛划分的启发式规则,提出了“缩圈法”这一新的孤岛搜索方法。通过仿真算例验证了该方法能更迅速有效地解决含DG配电网的孤岛划分问题。     

含风力发电的配电网计划孤岛搜索方法

为解决含风力发电配电网故障时的孤岛划分问题,实行离线制定重要负荷备选供电路径与在线搜索孤岛相结合的孤岛划分策略.在备选供电路径时考虑储能电池以确保形成孤岛时对重要负荷持续稳定地供电;在线搜索时则结合备选路径与风机实时出力情况,搜索形成的孤岛能够满足功率约束并最大程度保证负荷供电,减少停电损失.搜索模型求解中利用易于编程的生成最小树算法,最后通过美国PG&E69节点系统进行分析,结果证明该方法可行有效.     

基于启发式规则的配电网孤岛划分算法

随着分布式电源(Distributed Generation, DG)的大量接入电网,孤岛运行成为一种提高供电可靠性的重要方式,合理地划分孤岛具有重要意义。首先,针对配电网的特点,构建了平均层数和平均度值两个目标函数。然后,根据孤岛划分的多目标优化问题,提出了支路和节点优先级的确定方法。在此基础上,以支路和节点优先级作为启发式规则,提出了一种基于启发式规则的配电网孤岛划分算法。该算法以DG节点或以该DG节点形成的孤岛为根,采取"搜索+调整"的思路进行求解。最后,通过仿真算例验证了该算法可以有效计及联络开关、负荷的重要程度、负荷的可控程度、节点度值、节点层数和负荷量大小的因素,能够很好地解决孤岛划分问题。     

含分布式电源的配电网关键负荷保障方法

电网在发生事故后,需要尽可能地保障对关键负荷的供电。对于含有分布式电源(distributed generation,DG)的配电网,利用微网和DG孤岛运行,继续为负荷供电,以减小电网停电面积。为使孤岛能够稳定的运行,提出了考虑DG运行特性的孤岛划分新策略,将尽可能多的关键负荷保障量作为孤岛划分的目标,结合经典的深度优先搜索与二进制组合变异粒子群算法来进行孤岛的优化划分。通过二进制组合变异粒子群算法对每个表示划分方案的粒子进行更新、调节;对每次迭代产生的新粒子利用深度优先搜索算法进行单孤岛功率连通性校验;对于不满足连通性要求的孤岛进行方案编码的调整,最后找出最优方案。算例结果验证了该方法的有效性。     

含分布式电源的配电网关键负荷保障方法

电网在发生事故后,需要尽可能地保障对关键负荷的供电。对于含有分布式电源(distributed generation,DG)的配电网,利用微网和DG孤岛运行,继续为负荷供电,以减小电网停电面积。为使孤岛能够稳定的运行,提出了考虑DG运行特性的孤岛划分新策略,将尽可能多的关键负荷保障量作为孤岛划分的目标,结合经典的深度优先搜索与二进制组合变异粒子群算法来进行孤岛的优化划分。通过二进制组合变异粒子群算法对每个表示划分方案的粒子进行更新、调节;对每次迭代产生的新粒子利用深度优先搜索算法进行单孤岛功率连通性校验;对于不满足连通性要求的孤岛进行方案编码的调整,最后找出最优方案。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于节点电气耦合连接度的配电网启发式孤岛划分

分布式电源(DG)供电能力和周围负荷需求需要进行功率匹配,以保证故障后孤岛划分区域供电的稳定性和良好的电能质量。通过采集配电网中的量测终端数据,在研究基于单元融合法的配电网孤岛划分的基础上,提出利用节点电气耦合连接度指标筛选重要负荷节点,使得关键负荷单元能够得到优先融合,在较短的时间内,制定出孤岛划分的最优方案。仿真数据表明计及节点电气耦合连接度的配电网孤岛划分算法能够较为有效地融合配电网中一些关键节点,使配电网故障后,能够借助分布式电源的供电能力为非故障区域的负荷提供持续的供电服务。     

考虑负荷管理影响的配电网孤岛划分方法

采用改进的邻接矩阵模型,通过对含分布式电源DG的配电网系统进行合理的简化假设,实现了对配电网网架结构的参数化运算。充分考虑负荷管理对孤岛划分的影响,根据孤岛运行时的功率平衡等要求以及优先保证重要负荷的供电等原则,依据定义的"负荷顺序"采用启发式的搜索策略,能在较短时间内得到可行的孤岛划分方案,包含DG的配电网合理运行、规划和改造提供依据。该方法适合计算机编程,且充分考虑了孤岛划分问题中可能出现的各种约束条件。通过配电网IEEE34节点测试馈线的仿真结果,说明了所提方法的正确性和可行性,并证明负荷管理对孤岛划分的影响。     

计及分布式电源的配电网可靠性研究

阐述了分布式电源(DG)的几种运行方式和功率输出模型,依据孤岛划分原则建立了划分模型,结合广度和深度优先搜索法制定出计划孤岛划分策略,并采用配电网评估的最小路算法进行了DG配电网可靠性指标计算.算例仿真与分析结果表明,DG接入配电网可以在一定程度上提高电网供电的可靠性.     

含分布式电源的配电网供电可靠性评估方法研究

配电网接入分布式电源后部分区域稳定性会下降,但是含有DG电源的配电网是多电源供电系统,在网络出现故障或者检修时启动分布式电源供电可以起到提升可靠性的作用。根据负荷点容量大小和负荷重要程度将不同负荷划分不同的等级,给等级赋予一定量的权值,设定负荷容量和负荷权值的乘积作为目标函数,按照DG供电路径搜索目标函数的最大值,得出DG电源的供电区域。基于风力发电和光伏发电分布特性,建立DG供电概率模型,考虑到负荷接收DG电能的随机性,将供电的概率考虑到供电过程进行可靠性指标计算。比较未接入DG电源和接入DG电源的配电网的可靠性指标,结果表明配电网接入DG以后可以提升网络的可靠性。     

分布式发电条件下孤岛划分及运行控制的研究

为提高供电可靠性,实现孤岛模式与并网模式间的无缝转换,对分布式发电孤岛范围的划分进行了研究。根据不同等级电网的结构特点及故障恢复的特点,提出基于预先规划,动态划分和多级孤岛相结合的孤岛划分控制算法。在预先规划过程中,保证孤岛的数目在特定的故障情况下是最少的,也不需要在所有线路上装设解列和同期合闸装置;在动态划分过程中,保证重要负荷的供电和切除负载的个数最少。IEEE118节点系统的仿真结果表明,所提出的算法以最小的代价,换取了孤岛系统的稳定运行,可以满足分布式发电孤岛规划和在线决策的要求。     

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。     

计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法

基于分布式电源下垂控制、负荷静态特性和三相不平衡网络模型,提出了一种三相不平衡孤岛微电网的直接潮流算法。首先基于配电网直接潮流算法,并计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的影响,推导建立了三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法的计算模型。为了求解所提直接潮流算法的计算模型,提出了一种两层潮流迭代法,其中内层潮流迭代法用于求解除虚拟节点外的三相不平衡孤岛微电网的潮流计算,外层潮流迭代法用于更新虚拟节点电压和系统角频率。最后分别基于澳大利亚真实网络和25节点典型微电网开展多场景仿真分析,并将其与牛顿信赖域方法进行对比分析,仿真及对比结果表明所提算法能够快速准确地反映微电网的特点以及真实运行状态,并能够解决三相不平衡孤岛微电网的潮流计算问题。     

基于分层分区的含DG配网故障恢复策略

为实现计及DG随机性出力的主动配电网分层分区故障恢复,建立了基于DG时段出力模型的主动配电网故障孤岛划分策略,并建立了主动配电网故障两阶段恢复模型,第一阶段综合考虑负荷的波动性和DG出力的随机性,建立考虑负荷恢复价值最优的主动配电网区域恢复方案;第二阶段利用可中断负荷建立配电网开关操作次数最优的全局优化模型,实现主动配电网故障后的故障恢复,既保证重要负荷的优化恢复,又延长了开关寿命,提高了经济性。采用改进的IEEE69节点系统进行仿真验证,验证了文中方案的有效性。     

含分布式电源的复杂配电网故障恢复

考虑到实际配电网复杂多变及负荷等量测数据大量缺乏,建立基于等效负荷的配电网简化模型,减小了计算时间,并可以反映配电网的潮流分布。提出了一种针对含分布式电源的复杂配电网故障恢复方案,当配电网发生故障引起大面积停电时,首先在已知分布式电源容量的情况下确定各孤岛系统的最佳供电范围,转入孤岛运行模式以保证重要负荷的持续供电,然后依据启发式规则对剩余失电网络进行供电恢复并利用改进支路交换法对恢复后的网络进行重构优化,使得失电负荷和网损都尽可能少。算例表明,提出的方案能够有效地解决含分布式电源的配电网故障恢复问题。     

基于时序模型的含孤岛运行配电网供电能力评估

合理的孤岛划分对于优选负荷转移方案,进而保证持续供电能力有着重要影响,因此从供电能力角度评价孤岛划分方案十分必要。文中计及分布式电源(DG)与负荷时序特性,提出含孤岛运行的配电网供电能力评估指标体系。针对微网运行方式不同,将评估体系分为含微网的配电主网和孤岛运行微网两部分,选择、设计差异化指标,新增"供电能力合格率"与"供电峰谷差下降率"两项指标,用于分析影响供电能力的DG配置、负荷特性等因素。在多种场景下,对修改后的PGE69节点系统进行供电能力评估,分析对比表明该指标体系能全面、有效地从供电能力角度实现对孤岛划分方案的评估。     

计及信息-能量耦合节点重要度的主动配电网灾后孤岛划分方法

针对自然灾害导致的主动配电网连锁故障问题,提出了一种计及信息-能量耦合节点重要度的主动配电网灾后孤岛划分方法,以实现对重要节点的持续供电。基于电力网络与电力通信网的耦合关系,以电力网络为基础网,构建分布式信息物理系统的网络架构,并结合能量流与信息流二者的业务特征,通过主客观相结合的赋权方法得到耦合节点的重要度;基于全局信息发现模型,通过局部信息交换获取全局信息以完成孤岛划分模型输入参数的获取,满足灾后的通信需求;通过控制自动开关设备、分布式电源(DG)和储能的开关状态,将主动配电网划分为多个由DG或DG与储能协同供电的微电网,以实现等效恢复负荷的最大化。通过算例仿真验证了所提方法的有效性。     

基于递归子问题树法的含DG配电网最优孤岛搜索

配电网发生大面积停电时,单个或几个分布式电源形成孤岛是保障重要负荷、提高系统可靠性的重要手段。为此,提出将孤岛搜索问题转化为若干个祖先约束背包问题（PCKP）,在配电网树模型中直接引入离散可卸负荷,利用基于子问题树的递归算法求解得到初始孤岛;并对初始孤岛进行校验和融合,形成最优孤岛方案。校验中考虑了孤岛的潮流、电压和电压稳定约束。该算法能同时兼顾连通性和最优性,形成的孤岛能有效保障重要负荷不失电,且复杂度只与节点数呈数性关系。通过算例证明了该算法的有效性。     

基于图论的移动应急电源孤岛划分及最优接入点搜索

在城市配电网发生大面积停电时,移动应急电源为重要用户提供孤岛应急电力资源。在配电网图模型的基础上,提出将孤岛划分问题转化为祖先约束背包问题,利用图论的精确递归法解决。首先深入研究了最优接入点的优化:通过在配电网每个节点形成孤岛,获得每个节点对应恢复负荷的失负荷价值总和。然后以此为目标,搜索到单台移动应急电源最优接入点,并利用多约束优化解决岛内电源接入点搜索问题。最后,在单台移动应急电源最优接入点搜索方法的基础上,给出了多台移动应急电源联合应急的方案制定方法,算例结果证明了该方法能最大程度地利用移动应急电力资源减小重要用户的经济损失。