主动配电网孤岛划分的混合整数规划模型

无功平衡是制约孤岛可行性和安全性的重要因素,而作为主动配电网主要无功电源的分布式电源自身功率特性常常被忽视,使孤岛功率平衡难以满足。为调和模型求解速度与准确度的矛盾,构建了一种主动配电网孤岛划分的混合整数规划模型。该模型基于解析几何模型线性化DG的P-Q功率极限,有效计及了双馈风力发电机、同步发电机和逆变型发电机的功率特性;通过双线性模型线性化含电压功率乘积项的基尔霍夫电流方程;分离约束模型解决孤岛网络拓扑变化和负荷切除的问题;采用特殊排序集合2线性化平方项。通过算例验证了所提模型,结果表明:所提模型求解准确度高、适应性好,DG运行点满足功率特性,符合工程实际;合理化分段数取值是保证孤岛方案可行性和模型求解准确度的关键,推荐取分段数大于等于12,但其与求解CPU时间无单调关系。     

主动配电网优化技术研究现状及展望

分布式电源(distributed generation,DG)和电动汽车的大量接入、智能家居的普及、需求侧响应的全面实施等显著增强了配电系统规划与运行的复杂性,同时,未来的配电网对规划与运行的优化策略提出了更高的要求。作为未来配电网的一种发展模式,主动配电网(active distribution network,ADN)开始受到人们的关注。介绍了ADN的概念和内涵,从规划和运行2个方面总结了ADN优化技术的国内外研究现状和关注重点,并从"源-网-荷"互动的综合优化、多周期优化及其协调配合、分层分布式优化策略等3个角度对其未来的发展趋势进行分析和梳理。     

主动配电网故障恢复的重构与孤岛划分统一模型EI北大核心CSCD

随着分布式电源和储能装置大量接入配电网,配电网在发生故障之后可以进行重构和孤岛划分,提高故障恢复的水平。为此,提出了一种同时包含重构与孤岛划分的故障恢复方法。建立包含多类型分布式电源、柔性负荷和储能的多时间段故障动态恢复模型,考虑分布式电源和储能的黑启动能力,并计及故障恢复时间和检修次序。利用二阶锥技术将所建模型转换成混合整数二阶锥规划模型。在PG&E69系统上对该算法的有效性进行验证,结果表明,与传统方法相比,所提故障恢复方法计算速度更快,故障恢复率更高。     

基于混合整数线性规划的配电网在线自愈方案

现有配电网自愈方案无法达到在线要求。为此,提出一种基于混合整数线性规划的配电网在线自愈方案。首先,构建一种集中式的5G通信网络架构,解决在线自愈方案实现的通信阻碍;其次,分别构建一种基于混合整数线性规划的故障定位模型和供电恢复模型,有效解决配电网规模较大时自愈计算时间过长问题;最后,将故障定位和供电恢复整合成一个自愈模型,故障发生后只需进行一次自愈运算,就可以同时发出故障隔离和供电恢复命令。配电网算例表明：基于混合整数线性规划的故障定位模型和供电恢复模型求解速度明显提高,在所提5G通信架构下,所提配电网自愈方案能够满足在线自愈要求。     

考虑不确定性的多阶段主动配电网规划模型研究

针对主动配电网(active distribution networks,ADN)规划方法未充分计及实际拓展影响因素多样性的缺点,提出一种考虑需求和分布式发电(distributed generation,DG)不确定性的多阶段规划方法。基于生物地理学优化算法,量化分析实际条件下电网运行的多种不确定因素对主动配电网的受迫影响及其经济代价,构建可综合反映主动配电网在不同约束条件下的系统扩容综合成本模型。提出加权多维寻优理论,设计基于生物地理学优化算法的多维拓展规划流程;利用精益化管理思想,根据伪动态规划法,获得多阶段配电网规划下的系统最佳拓展方案。算例分析结果表明,所提方法能够实现对主动配电网拓展规划的优化设计,有效提高实际运行条件下系统的经济性和可靠性。     

考虑负荷响应的主动配电网孤岛划分

针对主动配电网的用户需求响应展开深入分析和总结,根据负荷重要程度和用户对不同负荷供电依赖度进行分类,提出一种故障情况下的用户供电策略,该策略的核心思想为:故障时相对于热水器、空调等大功率电器,用户对灯光、插座等小功率电器的依赖度更高,对大功率电器采用主动控制以增大供电范围,同时应用电热水器消纳分布式能源的波动。为解决基于负荷主动响应的分布式能源孤岛供电故障重构的综合规划问题,建立优化问题的数学模型,将其转化为有根树搜索问题求解。结果分析显示本文所提孤岛划分方法使得供电范围较普通计划孤岛更大,用户电力满意度有较大程度的提高,对配电网孤岛划分具有一定的指导意义。     

交直流混合配电网分布式电源最大准入容量

文章在负荷频率控制（load frequency control,LFC）相关技术基础上,针对孤岛模式下互联微电网（micro-grids,MG）组成的电力系统,提出新的广义动态LFC模型、鲁棒分散式LFC控制策略。首先,描述单区域、多区域控制系统的LFC机制,将经典的LFC方法应用于运行场景多变、孤岛模式下互联MG组成的电力系统中。然后,针对孤岛模式下互联MG组成的电力系统,提出一种基于一致性协同控制策略的LFC算法,该算法通过控制调速器-涡轮的输入及管理储能系统（energy storage systems,ESS）向MG中注入或吸收的功率量,实现孤岛MG的自适应同步频率控制。其次,阐明饱和约束下的ESS可以有效地减轻小惯性和小阻尼在MG中引起的不稳定现象。最后通过搭建孤岛模式下6个互联MG组成的电力系统仿真模型验证该算法的正确性与有效性,所得到的控制器能够使干扰的影响最小化并保持鲁棒的性能。     

计及分布式电源的配电网可靠性分析

大量的分布式电源接入配电网会对配电网的可靠性带来深刻的影响。针对分布式电源建立了配电网可靠性模型,结合计及停电用户数最优孤岛划分策略,对传统的最小割集法进行改进,分析分布式电源的位置以及容量对可靠性指标的影响,指出在实际的运行过程中,应该综合考虑各种因素的影响,合理利用分布式电源来提高配电网可靠性。     

计及“源-网-荷”影响的主动配电网可靠性评估

为解决分布式电源、配网自动化系统及柔性负荷等广泛接入后的故障恢复和可靠性计算复杂问题,提出了计及“源-网-荷”影响的主动配电网可靠性计算方法。源侧考虑分布式电源作用,建立了以最大化恢复等值负荷为目标的孤岛划分模型。网侧分析了配网自动化系统对网架联络、负荷转供的影响,并提出了基于浴盆曲线的设备故障率模型。荷侧考虑柔性负载,引入弹性系数矩阵对电价激励型柔性负载进行精确建模。最后,通过对传统可靠性计算的最小路法进行改进,提出了计及“源-网-荷”影响的主动配电网可靠性计算方法。通过仿真分析,说明了所提模型和方法的有效性。     

主动配电网运行模式对微电网可靠性的影响评估

主动配电网的提出为分布式电源的高渗透率接入提供了有效的解决方案,控制运行方式的改变使得主动配电网运行模式下微电网的运行与传统微电网有所出入,分析了主动配电网运行模式对微电网可靠性的影响,构建元件的可靠性模型,探讨了基于蒙特卡罗模拟的含微电网的主动配电网可靠性评估方法,并对改造后的IEEE RBTS系统进行可靠性评估,对比分析在不同情境下的系统可靠性。算例的评估结果表明,微电网在主动配电网的运行模式下更能提高其可靠性。     

计及分布式电源的配电网供电可靠性

孤岛是引入分布式电源以后在配电网中新出现的一种运行方式.根据配电网中负荷的重要程度,以等值有效负荷最大为目标函数,建立配电网孤岛划分的模型,并采用深度优先搜索和广度优先搜索技术求解该模型.结合配电网孤岛运行方式,对传统可靠性计算中的最小路法进行改进,使之适用于含分布式电源的配电网供电可靠性分析计算.通过对IEEE-RBTS Bus 6系统的仿真计算,说明本模型的有效性与实用性,计算结果表明,分布式电源合理接入配电网后,可以提高配电网供电的可靠性.     

计及相关性的含分布式电源配电系统可靠性评估

为了分析风速、光照强度和负荷间相关性对配电系统可靠性的影响,提出了一种计及相关性的含分布式电源(distributed generation,DG)配电网可靠性评估模型。首先,采用秩相关系数矩阵、拉丁超立方抽样技术和Cholesky分解建立了样本抽样方法,该方法能有效处理非正态分布随机变量的相关性以及非线性相关关系。然后,提出了基于孤岛稳定运行概率修正传统可靠性指标的方法,将传统配电网可靠性评估与含DG配电网可靠性评估有效结合,以提高评估效率。最后,通过算例定量分析了相同类型DG、不同类型DG、DG与负荷相关性强度变化对孤岛稳定运行概率以及配电系统可靠性指标的影响,验证了所提模型与方法的合理性。     

基于模型预测控制的含柔性直流装置的主动配电网电压控制

针对含有柔性直流装置的主动配电网（active distribution network,ADN）,提出应对分布式电源不确定性的基于模型预测控制（model predictive control, MPC）的三相电压分区控制方法：将主动配电网分为若干区域,采用全局优化和区域自治控制的时序递进控制策略。全局控制以网损最小为目标进行优化,获得各个区域主导节点的电压和离散设备控制指令;区域自治在全局优化结果的基础上,基于模型预测控制方法进行电压滚动优化控制,以应对分布式电源的瞬时波动。算例表明,该文控制方法相对于传统的开环控制方法,能有效应对分布式电源波动带来的电压越限问题,并且相对集中控制分区控制效率更高。     

基于Stackelberg模型的主动配电网动态电价需求响应设计

传统价格型需求响应(DR)可能造成负荷弹性不大的用户用电成本的增加,为此提出了一种基于Stackelberg模型的主动配电网(ADN)动态电价DR方案,确保用户参与DR的收益。将负荷分为代理负荷和非代理负荷两类,通过DR代理调控代理负荷,利用动态博弈理论下的Stackelberg模型分析DR代理与ADN的互动过程,求解Stackelberg均衡得到DR代理与ADN的均衡策略,即动态电价与负荷安排。最后,采用IEEE 6节点的算例证明了所提出的DR设计在限制用户电费支出方面的有效性。     

含分布式电源区域节点的配电网模型和可靠性计算

大量分布式电源(DG)接入配电网以后,电源模型的多样化及运行方式的复杂化将会对配电网可靠性带来深刻影响.分析了多种DG模型及运行方式,在配电网中引入含DG区域节点的网络划分方法,根据影响区域节点故障的不同类型建立可靠性的计算模型,同时明确了孤岛运行原则,在此基础上形成了适合求解的蒙特卡洛模拟算法,并采用算例验证了模型及...     

基于不确定网络理论计及经济性与可靠性的主动配电网规划

提出了基于不确定网络理论的主动配电网扩展规划模型。首先,考虑负荷与分布式电源出力时间分区相关性,构建特征概率不确定性集合;其次,建立统筹分布式电源、网架、静止无功补偿装置、变电站和有载调压变压器各设备的升级新建及其主动管理措施的经济子规划模型,并提出了适用于规划问题的两阶段整体最优可靠性方法,且通过二阶锥松弛将原模型转化为混合整数二阶锥规划问题进行快速求解。分别得到全过程多阶段经济和综合可靠性不确定性测度分布作为网架树权重。最后,利用不确定网络中最小生成树理论,搜索与理想网架树分布最接近的最优规划方案。改进的IEEE 33节点系统与IEEE 69节点系统算例验证了所提模型的有效性。     

主动配电网现状与未来发展

随着分布式电源和电动汽车等规模化发展,将给传统配电网带来诸如电压越限、双向潮流等问题,配电网由被动控制过渡到主动控制是未来的发展模式和方向之一,将成为智能配电网发展的核心。总结了近年来主动配电网的相关研究成果,主要包括:主动配电网的控制方式、分布式电源的优化规划、电压管理、电动汽车的主动管理、需求侧管理、主动配电网的保护和故障定位等,并进一步提炼了为主动配电网提供支撑的相关新兴技术。最后,提出了未来可能会影响主动配电网发展的新技术和新概念。