计及源-网-荷互动的主动配电网实时动态孤岛划分策略

现有的主动配电网孤岛划分策略大多以静态孤岛划分为主,没有充分考虑整个故障时段内配电系统中发电单元、网架结构、柔性负荷等可变单元的变化,这使得静态孤岛划分策略在效率上略显不足。考虑主动配电网的特性,提出基于启发式算法的计及源-网-荷互动协调的主动配电网实时动态孤岛划分策略,用以主动配电网极端故障状况下。与传统的静态孤岛划分策略不同,所提出的策略对故障时段内的孤岛系统进行按一定时间尺度的实时动态划分,充分利用主动配电网中灵活可调的柔性负荷与网架结构的调度与改变,配合系统中分布式发电单元的出力,使整个故障时段内供电孤岛的划分能够更加合理高效。通过仿真论证了柔性负荷在主动配电网孤岛划分中的作用及适用范围,通过算例的比较分析验证了所提出策略在特殊应用环境下的有效性。     

考虑间歇性DG与负荷响应的多时段主动配电网孤岛划分

随着分布式电源(distributed generation,DG)渗透率在主动配电网(active distribution network,ADN)中不断增加,配电网运行规划难度也不断提高。尤其是故障时配电网形成孤岛运行后,DG出力与负荷需求分配不均,供电效率下降的情况居多。该文针对以上问题对主动配电网故障后孤岛运行展开研究,考虑DG的间歇性出力对其建立概率模型,同时对需求侧负荷进行时序性建模,提出一种基于多时段DG-负荷有功功率平衡的孤岛划分方法。在DG出力不足的情况下,根据负荷优先级和可控度采用遗传算法进行最优切负荷,精准切除优先级低的负荷,保证多负荷、重要负荷供电。最后通过PGE 69配电网算例验证所提方法的有效性和可行性,结果显示,该方法能在一定程度上有效增加孤岛供电范围。     

考虑可靠性与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估

针对传统供电能力评估中难以同时解决既避免单纯以负荷高峰时刻全网N-1准则为基础又细致计及分布式电源、储能和负荷需求响应影响等问题,提出了考虑可靠性柔性需求与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估方法。首先,结合出力不确定性与用户差异化的响应能力,对主动配电网中的分布式电源、储能与可响应负荷等基本元素进行建模;其次,构建了以最大供电能力为目标、以可靠性需求和故障后负荷响应经济性为主要约束的主动配电网供电能力评估模型;继而,发展了考虑分布式光伏、蓄电池以及需求响应的主动配电网可靠性评估准序贯蒙特卡洛模拟法,并提出了基于遗传算法的供电能力评估模型优化求解方法;最后,通过算例验证了所提方法可有效挖掘主动配电网供电能力,提升资产利用效率。     

计及负荷分级与孤岛运行的配电网供电恢复策略

针对现有的配电网供电恢复策略都没有考虑重要负荷的优先恢复供电,以非故障失电区域的一级负荷的有功负荷作为制定划分孤岛范围与初始恢复方案的依据,通过判断分布式电源容量与可转供线路容量之间的关系,确定孤岛范围,达到孤岛范围内与孤岛范围外负荷的最大恢复。在确定孤岛范围之后,采用广度搜索算法计算供电邻接表,确定一级负荷的供电恢复策略,再使用匈牙利算法确定非故障区的二、三级负荷供电,避免重要负荷在故障恢复决策中误切除的可能,算例分析验证了算法的可行性。     

含分布式电源的配电网故障恢复策略

针对含分布式电源配电网故障,把配电网的负荷分为岛内负荷和岛外负荷,分别进行供电恢复。对岛内负荷采用基于广度优先搜索算法进行孤岛划分,由分布式电源恢复岛内负荷的供电;对岛外负荷采用基于蚁群算法的网络重构进行供电恢复。最后以IEEE33节点系统验证故障恢复的两个部分,证明了故障恢复策略的可靠性。     

分布式发电相关问题研究 含分布式电源的配电网故障恢复策略

针对含分布式电源配电网故障,把配电网的负荷分为岛内负荷和岛外负荷,分别进行供电恢复。对岛内负荷采用基于广度优先搜索算法进行孤岛划分,由分布式电源恢复岛内负荷的供电;对岛外负荷采用基于蚁群算法的网络重构进行供电恢复。最后以IEEE33节点系统验证故障恢复的两个部分,证明了故障恢复策略的可靠性。     

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。     

基于博弈思想的需求响应视角下的主动配电网故障恢复

为实现主动配电网故障后失电负荷的最大限度恢复,并考虑供电侧与用户侧利益均衡,本文基于博弈的思想,提出需求响应视角下的主动配电网故障恢复策略。在需求响应视角下,供电侧和用户侧建立非合作动态博弈模型优化故障时的峰谷分时电价,抑制高峰负荷需求,减少用电高峰时故障恢复的压力。在主动配电网故障恢复中,基于优化后的负荷曲线,供电侧和用户侧建立合作博弈模型,双方以共同的收益函数作为目标,利用馈线、电动汽车、分布式电源和可控负荷进行协同恢复。分别采用逆向回归算法和改进的蚁群算法求解以上两个博弈模型。本文以IEEE33节点模型和某实际配电网为例,分别对小面积失电和大面积失电情况进行故障恢复求解,验证了本文所提策略的有效性。     

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。     

基于破圈法的含分布式电源配电网孤岛划分方法

在配电网发生故障时,分布式电源的高渗透率使得配电网孤岛运行成为可能,可显著提高配电网供电可靠性。根据配电网的结构和运行特点,提出一种基于破圈法的配电网孤岛划分算法,将孤岛划分问题转化为求取连通图最小生成树问题。首先将配电网络转化为简化连通图结构,并定义连通图的邻接矩阵,然后通过破圈法来解决孤岛划分问题。算例结果表明,提出的孤岛划分算法适用于环网结构的配电网络,可保证孤岛的持续供电和安全稳定运行,并保证重要负荷优先供电和孤岛范围最大,有利于故障恢复后孤岛模式与并网模式的灵活切换。     

基于动态孤岛混合整数线性规划模型的主动配电网可靠性分析

为了得到配电网最优孤岛划分的准确方案,准确评估分布式电源（distributed generation,DG）接入对提升配电网可靠性的有益效果,文章提出了基于混合整数线性规划（mixed integer linear programming,MILP）的多时段动态孤岛划分模型,并基于序贯蒙特卡洛模拟提出了考虑故障状态下动态孤岛的可靠性评估流程。动态孤岛划分模型考虑了分布式电源和负荷的波动性,并建立了分布式电源和和负荷的功率时序模型。通过建立支路功率与节点状态的线性逻辑约束保证故障期间孤岛的辐射状拓扑结构,以改进的RBTS-BUS6系统为例,对含分布式光储的主动配电网（active distribution network,ADN）进行可靠性分析,结果表明文章所提出的电力孤岛模型能最大范围地恢复供电,并有效提高配电网的可靠性水平。     

基于概率潮流的主动配电网日前-实时两级优化调度

为有效应对主动配电网(ADN)中间歇性电源、虚拟微网与柔性负荷等不确定变量给电网安全经济运行带来的挑战,基于概率潮流技术建立了ADN日前—实时两级优化调度模型。日前调度以ADN中各单元日前功率预测结果为依据,以运行成本最小为目标,确定次日各时段内各调度单元运行计划;在此基础上,针对实际运行中各单元的波动性和超短期预测结果进行实时调度,以不确定单元作为随机变量进行概率潮流计算,对日前调度计划进行调整,使得ADN中各节点电压和支路功率在3倍标准差内波动仍满足约束条件,提高ADN的安全裕度。最后,结合引力搜索算法和粒子群算法对调度模型进行求解,并通过算例验证模型的有效性。     

微电网多能互补电源容量配置方法研究

微电网包含多种分布式电源,组网时存在多能互补电源容量配置问题。以某一海岛微电网组网为例研究了微电网多能互补电源容量配置方法。通过案例分析,确定按计划离网配置适合选择保证综合负荷供电配置,而按非计划离网配置适合选择保证重要负荷供电配置。前者侧重于选择何时计划离网在满足综合负荷需求的情况下使投资成本最低,而后者侧重于任意时刻离网保证重要负荷可持续供电。另外,也可以综合两者对电源容量进行配置,既满足在计划离网时的综合负荷需求,又满足在非计划离网时的重要负荷需求。     

基于小波分析的孤岛效应检测方法

给出了孤岛效应定义和孤岛效应形成原理。介绍了孤岛效应对电网、设备形成的危害。阐述了常用的孤岛效应检测方法及其遇到的一些问题。为了解决这些问题,保障电网安全稳定运行,笔者设计了一种基于小波分析的孤岛效应检测方法。仿真结果表明,该方法能够快速准确地检测出孤岛效应的发生,不会对电网产生谐波污染,可以有效地减小不可检测域,提高检测速度。     

基于微电网的电网需求响应研究

针对大量间歇性分布式电源接入微电网带来的冲击,提出了需求响应定义新延伸,将频率控制纳入需求响应的范畴。同时提出了将需求响应分为用户需求响应和电网需求响应的模式,分析了电网需求响应对平抑间歇性电源的冲击,提高微电网稳定性的显著作用。分析了将电动汽车充电站作为需求响应的主要可控负荷比作为分布式电源看待更具现实可行性。提出了将电动汽车充电站作为电网需求响应对象的更加经济的运行控制策略,并在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了该微电网模型。通过算例仿真对比,验证了在微网孤岛运行时该控制策略出色的调频性能以及面对大波动下微网表现出的良好稳定性。     

计及充换放储一体化电站的主动配电网故障恢复

建立了电动汽车区间负荷模型和充换放储一体化电站(简称一体站)区间负荷紧急支撑模型,提出一体站区间负荷紧急支撑策略及其孤岛区间负荷供电范围划分策略。基于区间理论分析,以系统孤岛负荷、开关动作次数和网损分别作为不同层的优化目标,建立主动配电网故障恢复多层优化区间模型。提出混沌模拟退火帝国竞争算法对故障恢复区间模型进行优化,并提出基于仿射数的区间Dist-Flow法用于潮流计算。算例结果表明所提方法快速、有效。     

基于IEC 61850的主动配电网故障自恢复多代理系统

鉴于分布式能源(DER)在电力系统中的渗透率不断上升,可孤岛运行的DER对配电网馈线故障及恢复供电有新的影响,为此提出一种基于IEC 61850的主动配电网(ADN)故障自恢复多代理系统(MAS)。该MAS由部署在馈线分段开关上的领导代理和馈线其他元件上的成员代理组成。重点基于IEC 61850的信息模型研究了自治区域代理之间的功能布局和通信流程,故障区域通过代理之间的通信与协商完成故障定位、隔离和供电恢复。MAS考虑了ADN架构和各区域负荷供电特性,并顾及与IEC 61850在ADN中的兼容性和适用性。仿真结果表明所提MAS满足ADN中各设备之间的互操作性和可配置性,确保ADN供电恢复的可靠性和安全性。     

考虑价格需求响应的主动配电网动态经济调度

随着分布式发电的渗透率提高,配电网会出现馈线过载、电压越限等问题,从而限制了分布式电源的接入。需求响应利用负荷侧可调控资源参与主动配电网调度可以促进大规模分布式电源消纳。本文将价格型需求响应引入现有主动配电网的多时段优化运行调度模型,构建了三相主动配电网有功-无功协调动态经济调度模型,并提出了基于混合整数二阶锥规划的模型求解方法。该模型可通过需求响应负荷调节,并协调与分布式电源、储能装置、无功补偿装置的动态优化运行,达到节能降损、保证馈线负载、电压不越限的目的,实现主动配电网全局能量管理优化。对扩展的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,验证了所提出模型及算法的有效性和优越性。     

基于最优潮流的含多微网的主动配电网双层优化调度

多个微电网并入主动配电网(Active Distribution Network, ADN)会对ADN系统的经济性和可靠性产生影响。采用传统的多微网与ADN全网统一优化调度方法时,若微网中风/光出力一旦出现波动,难以高效精确地求出系统的最优潮流,甚至造成无解。因此提出一种基于双层规划的多微网并网优化调度模型。上层模型中各微网作为电源并入ADN,以ADN系统潮流平衡为约束,建立最优潮流模型。运用二阶锥松弛技术将非凸非线性的潮流模型转化为凸可行域的二阶锥规划模型,并调用Gurobi求解器求解。下层模型以上层优化出的联络线功率为约束,建立并网微电网内可控电源的调度模型,并采用结合Tent映射混沌和NDX交叉技术的改进遗传算法(GA)求解。以并入多微网的调整IEEE33节点系统为算例,仿真算例表明双层规划的调度模型及算法具有可行性且在此模型下含多微网的ADN系统有更好的经济性。同时当风/光发电出现波动时,下层模型仍然可以进行局部调整优化,从而降低了微电网波动对ADN系统的影响,提高了系统的可靠性和鲁棒性。