基于二分法的配电网分段开关优化配置

配电网分段开关的优化配置是一个需要同时考虑经济性和可靠性的非线性组合优化问题。针对该问题,提出了一种确定配电网分段开关最佳数量和安装位置的双层优化规划方法。该方法采用的目标函数综合考虑了开关的年投资费用、年运行维修费用和用户停电损失费用;外层优化针对不同的开关数量采用二分法逐步向最佳开关数量逼近;内层优化在给定开关数量下采用缺供电量作为评价指标,对开关安装位置进行优化。将该方法应用于IEEE RBTS-BUS2及其他配电系统,取得了较好的结果,为配电网规划和改造提供了一种有效的分析工具。     

基于DE算法的10kV网架结构多目标规划

10kV网架结构的选择是配电网规划与改造的关键,受多种因素影响。为了制定目标网架,首先在确定网架单元数量的基础上计算配电网的投资成本;其次,结合用户停电损失综合函数,利用系统平均停电时间指标衡量可靠性效益;然后,建立网架结构多目标规划的目标函数,采用权重系数变换法将可靠性效益和投资成本转化为单位负荷供电总成本;最后,以网架结构影响因素为初始种群,以单位负荷供电总成本最低为适应度函数,采用差分进化算法(differential evolution,DE)算法,获得连续负荷密度区间下的最优网架结构。实例证明该算法收敛快、精度高,能够为配电网建设提供理论依据。     

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.     

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。     

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。     

双碳量约束下主动配电网网架规划方法设计

传统的配电网网架规划方法缺少对配电网随机潮流的计算过程,导致规划结果的理想度较低.为此,提出双碳量约束下主动配电网网架规划方法.在碳达峰与碳中和思想的约束下,采用牛顿-拉夫逊法计算配电网随机潮流;根据电源出力的随机特性建立主动配电网网架规划模型,并将最小年运行投资费用和分布式电源出力优化设置为上、下层目标函数;采用遗传...     

基于设备状态评价和电网损失风险的配电网检修计划优化模型

为解决配网检修计划制定重视网架结构和负荷而忽视设备差异及实时状态的问题,提出了一种基于设备状态评价和电网损失风险计算的配电网检修计划优化模型。建立了设备健康指数与未来所分析时间内失效率矩阵的计算方法,并给出了关键参数。基于动态变化失效率和配电网网架拓扑,采用最小路法计算获得了正常运行及检修情况下整个配电网负荷点失效率和负荷点故障时间。建立了考虑正常及检修情况下配网缺供电量、负荷点重要性、设备价值及故障维修成本的故障电网、故障设备损失风险模型、检修电网损失风险模型和检修设备损失风险模型。结果表明:论文所提出的优化模型综合考虑上述风险模型的计算风险决策值,实现了检修计划的优化;同时,利用动态变化失效率代替传统检修计划制定过程中的历史平均失效率,克服了传统状态评价检修方案制定过程中未计及配电设备检修而导致网架结构薄弱所引发的配网缺供电损失风险。利用该模型对南京某配电网实际案例开展的计算获得了配网风险决策值,计算结果表明:设备多、负荷大、检修时间晚等单一风险因素不一定决定了配电网的风险值,该模型确定的检修方案整体费用低于其他方案,满足实际工程的需要。研究结果证明了基于设备状态评价的配电网检修计划优化的可行性,所提方法同样适用于更高电压等级网络的检修计划优化。     

一种同时考虑DG和ESS选址定容的主动配电网规划方法

为提高主动配电网的供电可靠性以及促进间歇性分布式电源的高效利用,提出了一种同时考虑分布式电源和储能系统选址定容的主动配电网规划方法。综合考虑了功率平衡约束、运行功率约束以及电压约束等约束条件,建立了以主动配电网的年经济费用、年平均缺供电量以及污染气体减排量为目标函数的多目标规划模型。利用改进的NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解,得到目标函数的帕累托最优解集,并利用模糊集理论找出最优解。最后,对IEEE69节点配电系统进行规划,结果表明,所建立的模型能够兼顾主动配电网的经济性、可靠性以及环保性三方面影响,问题求解过程中所用算法具有良好的收敛性以及全局搜索能力。     

考虑用户停电损失的微网网架规划

基于对微网网架规划特点和用户停电损失的研究,建立了考虑用户停电损失的微网网架规划模型,并将分布式电源(DG)和负荷的时序特性纳入目标函数中,以最小化网络年费用为优化目标,综合考虑潮流约束、运行安全性约束、网络约束和可靠性约束。在Dijkstra形成初始网架后,采用改进的遗传算法求解模型。最后,将其应用于上海某居民小区29节点的微网网架规划中,得出了最优网架规划方案。     

基于文化蚁群算法的高可靠多电源配电网规划模型

为了进一步完善配电网规划模型,首先抽象出辐射状、单环网以及两供一备3种接线模式的拓扑图。然后提出适用于多电源的配电网规划模型。以停电风险、投资成本和运行成本为目标函数确定配电网的常规线路,根据接线模式约束以最短路法确定配电网的联络线路和备用线路。模型中将接线模式约束转化为接线模式单元,用函数关系式将负荷重要性和缺供电量ENS转化为停电风险,从而达到协同考虑可靠性和经济性的目标。最后运用文化蚁群算法对模型进行优化求解。将提出的模型方法应用于一个29节点的待规划配电网区域,计算结果表明所提出的方法能够快速得到不同接线模式约束下的配电网规划方案及其对应的经济性、可靠性指标,为规划人员提供参考和依据。     

基于风险性指标的主动配电网理论可靠性评估

分布式电源、储能装置、响应负荷以及主动管理与控制策略的应用,令主动配电网的运行方式更加灵活多变。部分负荷转供情况的出现使传统可靠性评估指标不再适用于主动配电网,在故障恢复的过程中应充分考虑负荷功率和转供容量。将风险评估引入主动配电网理论可靠性评估过程中,在计算期望缺供电量等风险性指标的基础上,通过定义户均容量,实现了风险性指标到可靠性指标的转化。最后通过算例系统,验证了提出的基于风险性指标的理论可靠性评估指标的正确性,并有效提高了配电网可靠性评估的准确性,为配电网规划与运行方案的制定和优化提供了一定的借鉴。     

考虑负荷特性互补及供电单元划分的中压配电网实用化自动布线

针对当前配电网规划中因未能考虑负荷特性互补而导致网络规模偏大与设备利用效率偏低等问题,提出一种新的考虑负荷特性互补及供电单元划分的中压配电网实用化自动布线方法。首先,基于现有负荷聚类分块与网格化规划成果,完善了中压配电网馈线区块和供电单元的概念,并提出考虑供电单元划分的中压配电网网架规划框架;其次,凝练了考虑负荷特性互补的馈线区块和供电单元划分效果评估指标,并提出用于变电站中馈线区块划分的旋转中心线距离加权交替定位算法;再次,考虑线路的规划年综合费用和基于可靠性指标的停电损失费用,建立基于供电单元划分的中压配电网网架规划模型,并结合蚁群算法提出主干线与分支线组合求解的自动布线方法。最后,通过实例验证了模型和方法的科学性与实用性。     

微电网运行域分布式电源配网网架多目标规划研究

传统配电网网架规划目标单一,导致规划效果不理想且费用较高,提出引入微电网的分布式电源配网网架多目标规划方法。构建选址优化模型实现对配电网电源的规划,规划配电网内部自设设备故障、外部环境故障、设备过负荷以及反向潮流四项因素引起的故障。通过建立配电网最低年投资运行成本目标函数,构建配电网网架规划模型,实现微电网运行域分布式电源配网网架的多目标规划。实验结果表明,微电网运行域分布式电源配网网架多目标规划方法,可以提高配电网运行的可靠性和经济性,优化后的网架结构具有较高的实际工程参考意义。     

主从博弈框架下配电网规划运行多目标协同优化方法

针对配电网网架结构和分布式电源的规划阶段与电网运行阶段存在的交互影响作用,首先,提出了以配电网规划效益与电网运行下用户效用最优为目标的双层协同的规划运行优化框架;其次,以配电网规划中经济性与可靠性最大为目标,规划配电网网架结构与分布式电源接入节点,构建可靠性约束下配电网多目标规划模型,并基于NSGA-Ⅱ算法提出多目标配电网规划模型的求解方法;然后建立考虑电网运行阶段与用户运行调度策略下的分布式电源规划模型,提出了光伏储能规划策略与用户负荷与储能设备的运行调控策略。基于电网公司与用户之间双层规划问题,提出了一种计及电网公司与用户之间互动响应的主从博弈模型。最后,通过实际算例结果表明所提主从博弈下源网协同的规划运行模型可以有效提高电网公司与用户效益,提升电网运行可靠性。     

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。     

分布式新能源配网网架多目标规划模型研究

新能源配网节点间都是属于弱连接的状态,目标规划呈现单一性,导致电压稳定性、网损改善率下降。基于此,提出了分布式新能源配网网架多目标规划模型,引入电流、电压等式约束与不等式约束条件,提高配网节点连接稳定性,以DG投资成本、配电网网架损耗费用、可靠性损失费用、购电费用作为目标函数,运用最大离差方法计算5个指标的权重,归一化权重获取最优解,构建多目标规划模型。实例测试结果表明:多目标规划模型经济效益较高,电压稳定性较高,且网损改善率较高,解决了传统单目标规划方法存在的问题。     

应用于输电网中长期规划的混合性规划模型

在确定性规划准则和概率性规划准则的基础上,提出一个应用于输电网中长期规划的混合性规划模型。该模型采用静态安全柔性约束、故障发生概率、可靠性成本、投资费用、期望缺供电量(expected energy not served,EENS)以及缺电时间期望(loss of load expectation,LOLE)等因素来计算、评估潜在故障的影响,并通过建立电网成本期望值最小的目标函数、经济性约束和可靠性约束保证电网规划的可靠性和经济性,利用直流潮流模型和最优潮流模型将输电网规划问题转为混合整数线性规划问题,采用商业优化软件CPLEX进行寻优计算,实现了为输电网规划寻找最优规划方案的目的。最后,通过与传统规划模型的比较和实际电网算例验证了模型的合理性、有效性和经济性。     

基于事故负荷损失指标的配电网多目标规划研究

针对以往配网可靠性指标计算依赖于故障率和故障持续时间而很难在实际中应用的问题,提出基于事故负荷损失指标(CLLI)的配电网多目标规划方法,证明了CLLI指标与系统平均停电持续时间(SAIDI)、用户平均停电持续时间(CAIDI)等可靠性评价指标具有很强的相关性;在计算指标值时考虑了不同负荷类型的可靠性需求,有效表示不同网架的可靠性程度;在配电网规划包含了分段开关、自动重合闸(RA)等设备的规划以增强配电网可靠性。使用改进的快速非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)对经济性和可靠性目标函数进行同时寻优,得到可行的非支配解;以一个21节点系统进行验证,表明所提模型和算法具有较强的可行性和高效性。     

考虑源网荷储协调优化的主动配电网网架规划

针对源网荷储的协调优化,以年综合费用最小为目标,建立了主动配电网网架三层规划模型。通过三层模型的相互传递与配合,对配电网中的分布式电源、可中断负荷、配电网架以及电池储能进行协调优化,采用基于树形结构编码的改进遗传算法与原对偶内点法相结合的混合求解算法对所提模型进行求解。29节点系统算例验证了本文所提方法的正确性和有效性,并表明在配电网架规划中考虑源网荷储的协调优化可有效降低网架规划成本、改善配电网负荷特性。