计及故障重构与信息约束的有源配电网短期可靠性评估方法

配电网短期可靠性可有效反映系统的运行风险,而分布式电源出力变化、网络重构与信息系统状态都是其重要影响因素。为此,提出了计及故障重构与信息约束的有源配电网短期可靠性评估模型和方法。首先构建基于马尔可夫过程的配电网元件短期停运模型,然后建立考虑故障重构与信息物理耦合的有源配电网故障后最优负荷削减模型,提出基于有向虚拟多商品流模型的考虑故障重构与孤岛划分的最优负荷削减策略,建立适用于故障重构与孤岛划分的辐射状拓扑约束以及考虑信息系统对配电网支撑作用的信息约束,实现对故障后果的精确分析。在此基础上,提出基于模型驱动的有源配电网短期可靠性评估方法,并进一步针对基于模型驱动的方法所存在的快速性不足缺点,采用“离线建模,在线评估”思想,提出基于最小二乘支持向量机的改进短期可靠性快速评估方法,实现了短期可靠性的快速评估。基于算例分析了负荷削减策略、分布式电源出力、信息物理耦合对系统可靠性的影响,验证了所提方法的有效性以及所提负荷削减策略对可靠性提升的优越性。     

基于风光荷功率曲线的有源配电网动态孤岛划分方法

分布式电源大量融入配电网后,基于分布式电源孤岛运行成为配电网故障处理的一种重要方式,其中孤岛划分是实现分布式电源孤岛运行的关键。文中从孤岛控制方式以及多时间段有功平衡这两个角度对有源配电网孤岛划分问题进行了研究。介绍了孤岛控制方式研究情况,综合考虑了分布式电源出力间歇性和负荷需求波动性,建立了基于风光荷功率曲线的孤岛风险评估模型;提出了多时段动态孤岛划分方法,该方法实现了恢复负荷最大化,同时也考虑了孤岛内控制方式,为实现工程化奠定基础。对一典型含风光储配电网算例进行了仿真,仿真结果表明了所述动态孤岛划分方法的可行性和有效性。     

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。     

基于有向图的含分布式电源配电网孤岛划分模型

含分布式电源配电网的孤岛运行模式可以充分提高分布式电源利用率和配电系统供电可靠性。文中提出一种基于有向图模型的含分布式电源配电网的孤岛划分新模型。首先,提出一种基于有向图的配电网结构模型,该模型通过引入"虚拟节点"和"虚拟需求"建立了支路方向可变的配电网模型,从网络结构模型上保证了配电网孤岛运行区域的连通性和辐射状结构。然后,基于有向图模型,建立了考虑联络开关可操作性、负荷重要等级、负荷可控性以及分布式电源运行特性的孤岛划分模型,并将其转化成一个混合整数线性规划问题以便于求解。最后,采用PGE 69节点配电系统进行测试,验证了所提出的孤岛划分策略的有效性。     

基于优化模型的有源配电网可靠性评估方法EI北大核心CSCD

现有的有源配电网可靠性评估方法中,模拟法难以得到确切的指标计算结果,解析法难以处理动态孤岛最优切负荷问题。该文提出一种基于优化模型的有源配电网可靠性评估方法。该方法考虑分布式电源随机性、故障转供以及潮流倒送限制等因素,首先建立分布式电源的多状态模型,并基于后向场景缩减算法对分布式电源出力的随机场景进行状态缩减。针对缩减的特定场景,提出面向可靠性指标评估的混合整数线性规划模型,通过求解该模型,利用寻优的机制得到系统的各类可靠性指标。该方法的主要优点在于便于考虑配电网可靠性与网络规划优化问题的相结合。通过算例分析了该方法的准确性,并通过有源配电网自动、手动开关配置优化问题说明所提方法的延伸应用价值。     

基于主动配电网运行特性的电压质量评估

主动配电网(active distribution network,ADN)在元件故障时可以主动组网隔离故障,实现部分持续供电。基于这一主动运行特性,计及主动配电网的多运行状态,提出了主动配电网的电压质量评估方法。首先对元件的状态持续时间抽样得到系统的状态与持续时间序列,并对系统各运行状态进行拓扑辨识和导纳参数辨识;然后对分布式电源的出力和负荷采用拉丁超立方抽样,孤岛模式下计及功率平衡原则执行储能和负荷的协调控制,得到分布式电源、储能和负荷的功率;最后对各运行状态进行概率潮流计算,对电压幅值结果进行统计分析,并用提出的节点电压偏差风险和孤岛节点失电率指标进行电压质量评估。将所提方法应用到基于RBTS-Bus2的主动配电网测试系统中,验证了所提方法的有效性。     

考虑负荷损失最小的配网孤岛划分策略研究

配电网发生故障时,计及分布式电源的配电网可能进入孤岛划分模式运行。文中针对分布式电源接入可能带来的孤岛运行模式,提出以负荷失电损失最小为目标的孤岛划分算法。首先对失电区域建立孤岛划分模型,简化负荷节点信息,引入功率圆的概念,通过搜索孤岛划分的可行域,形成孤岛划分矩阵,进而建立孤岛划分求解方法,实现故障后配电网失电区域的负荷恢复。PGE 69节点算例验证了文中孤岛划分方案的可行性和有效性。     

最优孤岛划分下含分布式电源配电网可靠性评估

随着智能电网的建设,大量分布式电源引入配电网后,配电网的供电情况发生了很大的变化,对其故障自愈策略也越来越重视。本文在计及风、光伏发电和负荷功率的随机性的基础上,建立最优孤岛划分模型,找出配电网各负荷点的可靠性指标的计算方法,并使用蒙特卡洛对配电网可靠性进行求解。最后通过对IEEE-RBTS BUS 6系统进行分析,验证对含DG配电网采用最优孤岛划分的意义和其对系统可靠性评估的影响。本文从供电可靠性的角度,对含DG配电网的孤岛划分进行分析,为全面地评估含DG配电网供电可靠性和配电网故障自愈策略的制定提供了一定的理论依据。     

含分布式电源的配电网供电恢复模型及改进贪婪算法

分布式电源及储能系统的并网运行使配电网供电恢复更加复杂。基于功率可控分布式电源及储能系统倍率放电、荷电状态与孤岛运行时间等因素,提出了孤岛运行约束条件及孤岛备用容量模型;提出了以恢复供电负荷最大为目标函数,考虑孤岛运行备用容量约束、无电磁环网运行约束、支路潮流及节点电压约束的配电网供电恢复模型。结合配电网辐射状网络、负荷依次接入的特征,提出了逐步最优的改进贪婪算法,分别以可供电功率最大与线损微增率最小为选择判据,求解故障后配电网网络重构与孤岛划分。通过算例验证了考虑孤岛并网备用容量的供电恢复模型与改进贪婪算法,并对算法效率进行了比较分析。     

含分布式电源的配电网可靠性评估综述

介绍了分布式发电的概念和特点,概述了国内外分布式发电技术的研究现状,并分析了分布式电源的接入对配电网可靠性评估的影响。指出分布式电源的接入改变传统配电网的辐射状的结构,使潮流双向流动,孤岛运行和分布式电源输出功率的不确定性给配电网的可靠性评估带来新的挑战,并从分布式电源的可靠性评估模型、分布式电源的孤岛划分、负荷及元件可靠性参数的不确定性对含分布式电源的的新型配电网可靠性评估进行了阐述。最后提出含分布式电源的新型配电网可靠性评估中急需攻破的几个难题。     

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。     

考虑交通路网应急电源车调度的有源配电网故障均衡恢复

极端灾害事件下配电网发生大面积、长时间停电事故后,含有分布式能源和应急电源车(EPS)的有源配电网可以形成孤岛为失电负荷供电.针对抢修完成前具有同等权重的各关键负荷可持续恢复供电时间不公平带来的用户满意度下降问题,建立了考虑EPS调度的动态孤岛均衡供电恢复双层模型,以关键负荷恢复均衡性最佳和配电网经济效益最大为上、下两层目标函数,实现了停电周期内同等权重负荷的公平、均衡恢复.同时,为减少EPS调度成本和负荷停电损失,基于上述双层模型和Dijkstra算法建立了交通路网模型支撑下的EPS优化调度方法,得到其最佳候选接入节点和最优调度路径.然后通过Big-M等线性化方法将原数学模型转换为混合整数线性规划问题求解,并通过修改的PG&E 69节点配电网及其灾后交通路网算例验证了所提方法在提高故障阶段配电网供电可靠性、均衡性、经济性方面的效果.     

Feasibility of adaptive intentional islanding operation of electric utility systems with distributed generation

As the process of deregulation of the electric utility industry proceeds, the importance of power quality is increasing. A fundamental aspect of power quality is the continuity of power supply that is the absence of momentary, temporary and sustained power interruptions. In this paper a network reconfiguration strategy is proposed which allows the distribution network to separate into a certain number of autonomous islands, supplied by local distributed generation, in case of permanent fault within the grid. Intentional islanding of portions of the grid is automatically carried out with an adaptive network reconfiguration depending upon the local generation/load state at the time of outage.     

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。     

考虑SMESS的多阶段配电网弹性提升策略

极端天气会导致主动配电网出现多处故障,给电力系统的安全稳定运行带来了严重挑战。提出一种考虑可分离式移动储能系统（SMESS）的多阶段配电网（DS）弹性提升策略。首先,在主动防御阶段采用主动孤岛划分和储能模块（ESM）定位提高DS在极端事件来临时的抵御能力;其次,在故障渗透阶段对故障区域进行识别,在故障隔离阶段隔离故障阻断故障传播;然后,在负荷恢复阶段利用SMESS的时空特性与分布式电源（DG）协调配合对失电负荷进行供电恢复;最后,将该模型在IEEE33节点系统上进行仿真验证,采用GUROBI求解器对模型进行求解,仿真结果验证了该策略的有效性。     

分布式发电条件下的配电网孤岛划分算法

在分布式发电条件下,孤岛可作为提高配电网供电可靠性的一种重要运行方式。为在配电网发生故障时及时制定出优化的孤岛划分方案,提出了孤岛划分算法。该算法利用配电网简化模型,根据孤岛运行时的功率平衡要求以及各种负荷对供电可靠性的不同要求,采取了启发式的搜索策略, 能够在短时间内得到可行的孤岛划分方案。文中还给出了2 个典型的孤岛划分实例。理论和实例分析表明,该算法可在配电网发生故障以后,根据故障前的实际运行情况动态地生成优化的孤岛划分方案。     

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。     

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。