电力市场中含分布式电源的配电网重构模型

电力市场体制中,分布式电源(DG)一般由用户所有,具有削峰、紧急功率支持等诸多作用。在电力市场的背景下,为了使得配电网在正常运行条件下最大程度的得到优化,将DG视为可调度设备,将DG注入功率作为优化变量,加入配电网重构综合优化的过程。提出把DG注入功率、网络损耗、效益分配按电价转换成综合费用,以综合费用最小为目标函数,采用提出的改进量子进化算法(IQEA)进行求解。该改进算法采用改良策略,提高了搜索效率,结合基于环路的量子坍塌策略避免了不可行解的产生,提高了重构效率。采用IEEE33节点测试系统进行仿真计算,结果表明了所提方法的正确性和有效性。     

基于粒子群优化算法的配电网重构和分布式电源注入功率综合优化算法

随着分布式电源(distributed generation,DG)在配电网中安装比例逐年增加,配电自动化应加强对DG的优化调度功能,发挥DG对配电网优化的有利作用。配电网重构是配电网优化的重要措施,DG联网后,DG注入配电网功率直接影响配电网重构结果。为使配电网性能达到整体最优,提出了一种基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)的配电网重构和DG注入功率综合优化算法。该算法根据PSO并行计算的特点,采用PSO和二进制粒子群优化算法(binary particle swarm optimization,BPSO)相结合的方式,对转换开关状态和DG注入功率2种控制变量同时处理,达到配电网网损、电压偏差最小的目的。将DG作为可调度设备,对配电网重构和DG注入功率进行综合优化,提高了含DG配电网的电能质量和供电可靠性。将该算法应用到3馈线配电系统,仿真结果验证了所提算法的有效性。     

含分布式电源的配电网综合优化重构

分布式电源(DG)的接入对配电网重构带来诸多影响,使含DG的配电网重构难以用传统模型来描述。为了充分发挥DG对配电网的有利作用,将DG视为可调度设备,建立了以网络开关组合、DG注入功率、DG位置为控制变量的配电网综合优化重构模型,采用量子进化算法(QEA),以网损最小为目标函数,对模型进行求解,降低了配电网的有功损耗。采用IEEE33节点测试系统进行仿真计算,结果表明了该方法是正确、有效的。     

基于改进和声搜索算法的配电网多目标综合优化

针对含分布式电源(distributed generator,DG)的配电网,DG注入配电网的功率直接影响配电网重构结果。提出了一种基于改进和声搜索算法的配电网综合优化方案,该改进算法在产生和声库时引入混沌序列,利用反向学习策略产生新解,在搜索陷入局部最优时引入整体分布算法,使得算法能够快速收敛。将可调整出力的DG引入配电网重构的过程中,从而获得多目标配电网重构与DG注入功率的综合优化方案,最终达到降低网络损耗与电压偏移率的目的。以IEEE33节点测试系统进行了仿真计算,结果验证了文中方法的有效性。     

主动配电网分布式鲁棒优化调度方法

分布式电源渗透率的增长使配电网运行的不确定性增大,加上分布式电源与配电网往往归属于不同利益主体,集中式的确定性优化调度方法已不能满足主动配电网的实际运行需求。考虑可再生能源出力的不确定性,建立了主动配电网分布式鲁棒优化调度模型。首先将配电网潮流方程进行简化以获得节点电压和注入功率之间的近似线性关系,进而推导出节点电压安全和线路电流安全约束的近似线性表达式;接着通过对偶优化理论将鲁棒优化调度模型转化为不含不确定变量的二次规划模型;然后将二次规划模型分拆成配电网侧和可控资源侧的优化子问题,采用交替方向乘子法对各子问题进行分布式优化求解。最后以修改的IEEE 33节点系统为例,验证了该方法的正确性和有效性。     

无功补偿设备和分布式电源协同的配电网优化控制策略研究

集中式控制模式因可靠性低、通信计算压力大、可扩展性差而不能适应高渗透率分布式电源接入的配电网控制的需求。考虑配电网中接入的无功补偿设备,基于分布式协同控制思想,利用分布式电源分组和无功补偿设备分组实现配电网多目标分布式优化控制。针对节点电压控制,设计了以分布式电源容量利用比为一致性变量的电压控制组分布式控制算法。根据配电网与外部电网交换功率差额的信息,设计了以无功补偿设备容量利用比为一致性变量的无功控制组分布式控制算法。对于有功功率控制,设计了分别以容量利用比和功率因数为一致性变量的有功控制组分布式控制算法。给出了各控制组分布式控制算法参数的整定方法,并进行了两种有功功率控制方法的比较。通过14节点配电网系统的仿真算例验证了该方法的正确性和有效性。     

考虑分布式电源出力调整的多目标配电网重构

配电网重构可以提高配电网运行的经济性和安全性,而分布式电源(Distributed Generator,DG)加入配电网直接影响潮流分布,对配电网重构将产生较大影响。考虑到DG对配电网重构的影响,以开关状态、DG出力为优化变量,建立了以网络损耗、负荷均衡化率最小为目标函数的多目标优化模型。将生成树、蚁群算法和遗传算法相结合,提出了求解上述模型的多目标混合优化方法,以实现配电网结构和DG出力的协同优化。该方法利用基于生成树原理的蚁群算法对配电网结构进行优化,保证蚂蚁路径满足网络拓扑约束,有效提高了可行解的数量;采用Pareto最优遗传算法对分布式电源出力进行优化,可获得满足多目标需求的若干优化方案。仿真结果表明所提出方法能够实现DG出力和网络重构的综合优化和多目标优化。     

考虑可靠性的交直流混合配电网网架与分布式电源 协同优化规划

含高比例分布式电源接入的交直流混合配电网是未来配电网发展的重要过渡形式,且随着电力系统的发展,对于配电网可靠性的要求越来越高。提出了一种考虑可靠性的交直流混合配电网网架与分布式电源协同优化规划设计方法。在场景构建阶段,该方法考虑了配电网中各分布式电源出力的相关性和时序性以及各负荷功率的时序性。在可靠性评估阶段,针对交直流混合配电网的运行特点,建立了完善的同时考虑稳态和故障运行下可靠性的综合评估体系,通过建立各可靠性指标间的联系,客观地将可靠性指标与经济性指标进行统一量纲处理。在优化阶段,对交直流混合配电网网架结构及分布式电源接入容量设计了双层协同优化策略。同时,建立了完备的线路故障抽样模型。以修改的IEEE 33节点交直流混合配电网的优化规划算例验证了所提方法的优越性和有效性。     

基于分布式协同的配电网电压和功率优化控制方法研究

传统集中式控制模式可靠性低、计算和通信压力大、可扩展性差,不能适应分布式电源渗透率不断提高背景下配电网运行和控制的要求。该文基于分布式协同控制思想,采用分布式电源分组模式设计了配电网多目标分布式优化控制策略。考虑配电网线路电阻/电抗比较大的特点,以容量利用比为一致性变量设计了电压控制分组的分布式控制算法;根据配电网与外部电网交换有功和无功功率差额的不同情况,分别设计了以容量利用比和功率因数为一致性变量的功率交换控制分布式控制算法,并给出了三种控制分组控制算法的参数整定方法。通过IEEE14节点系统中的仿真算例验证了所提方法的正确性和有效性。该方法为实现高渗透率分布式电源接入的配电网优化运行提供了参考。     

含间歇性DG的主动配电网动态重构研究

考虑ADN(主动配电网)中间歇性DG(分布式电源)出力的时变性和系统负荷功率的不确定性,建立了含DG的ADN重构模型,提出了DEIWO(差分进化入侵杂草优化)算法,对配电网进行动态重构。利用柯西分布取代高斯分布对IWO(入侵杂草优化)算法进行空间扩散,在计算初始可以产生更多的可行解;引入DE(差分进化)策略,优化竞争生存操作过程,解决了IWO算法收敛速度慢且容易陷入局部最优的问题。利用改进的OFCMC(最优模糊C均值聚类)方法处理ADN动态重构问题,将ADN动态重构问题转化成C个代表负荷数据为聚类中心的静态重构问题。IEEE 33节点系统算例结果表明,利用DEIWO算法对接入DG的配电网重构后,各节点电压波动、电压偏差降低,节点电压整体提高至接近额定电压且无电压越限,配电网电压质量可达到最佳状态。     

新能源接入配电网的电压无功自律-协同控制

针对分布式电源和负荷的波动性给配电网带来的电压失稳、越限等电能质量问题,提出一种考虑分布式电源接入的配电网自律-协同控制方案.首先,建立配电网多目标动态无功优化模型,针对其中主、客观因素对优化结果的影响,设计基于熵权与多层次模糊综合评价理论的综合赋权法确定各子目标权重,并以优化结果指导区域内自律控制,实现"全局协同优化...     

计及分布式电源出力特性的配电网无功优化

随着分布式电源在配电网中渗透率的逐渐增加,其出力特性对配电网运行的影响也在逐渐加大。针对含分布式电源的配电网在优化时将分布式电源等效为恒功率模型,没有考虑其输出随节点电压和注入电流变化而变化的特性导致的难以得到实际运行中最优解的问题,提出了计及分布式电源输出特性的配电网无功优化方法。对于遗传算法在求解时易陷入局部最优解的问题,采用了多种群遗传算法进行优化求解,并在IEEE 33节点配电系统上进行验证,结果证明了所提方法的有效性。     

基于配电网静态电压质量机会性约束的可再生能源分布式发电容量规划

从配电网自身参数角度分析分布式电源并网后带来的电压越限问题,研究配电网静态电压随分布式电源功率注入的变化趋势。提出一套系统性地考虑分布式电源出力随机性和相关性以及配电网静态电压质量机会性约束的分布式电源接入容量规划方法。较之现有分布式电源规划方法,所提方法在可接受的计算强度下更加专注于提高处理分布式电源出力随机性和相关性的准确性,保证了规划结果的可靠性。所提方法使用差分进化算法对拉丁超立方采样所生成的分布式电源出力的原始采样序列进行重排序,从而满足电源出力相关性的要求;利用概率潮流的方法将分布式电源的随机出力映射为节点电压的概率分布以满足规划过程中电压质量的机会约束。采用差分进化算法对规划模型进行求解。IEEE 33节点配电网中的应用验证了所提方法的有效性及实用性。     

基于萤火虫-变邻域搜索算法的含分布式电源配电网重构

为全面的反映含分布式电源配电网重构的问题,本文建立网系统网损、负荷均衡及电压质量协调最优的含分布式电源配电网重构优化模型,能够比较实际、科学的反映配电网网络结构调整问题。在此基础上,应用自适应权重系数法,明确各目标函数的权重组合方案,将含DG配电网多目标重构问题转换成单目标优化问题。鉴于传统萤火虫算法具有容易早熟、过度依赖控制参数的缺陷,提出了FA算法与变邻域搜索相结合的混合优化算法,并利用其对含分布式电源配电网重构模型进行求解,选取IEEE-33节点配电系统进行仿真,通过算例验证所提算法的良好实用性和适应性,并且验证所提模型的实际意义。     

基于CAPSO的含分布式电源的配电网动态重构

对含分布式电源的配电网重构进行了研究,考虑配电网系统中各节点上的不同种类型负荷的不同占比和分布式电源日出力波动引起的日负荷变化,使用KMeans聚类算法对总的变化的日负荷进行时段划分,更具客观性;使用"解环"的重构策略,在满足动态重构的约束条件下以综合运行总费用最低为目标,使用较标准粒子群优化算法寻优性能更强的自适应惯性粒子群优化算法(CAPSO)进行配电网动态重构,得到最优重构策略,并用IEEE33节点系统进行了仿真验证。     

基于有序二元决策图的分布式电源组网重构及其对配电网风险水平的影响

配电网主网发生故障后微网将转入孤岛运行模式而脱离主网支撑。为了保证负荷有最大程度的功率支持进而降低整个配电网的失电风险水平,将有序二元决策图(OBDD)应用到分布式电源组网及重构策略的搜索过程中。提出了基于有序二元决策图(OBDD)的分布式电源组网重构的四阶段方法,将含分布式电源的配电网故障后的组网、重构策略搜索问题等效为配电网中所有传输线路的通断问题。构建配电网的OBDD模型和目标函数,建立各约束条件的布尔表达式并求解,从而获得组网重构策略。针对配电网元件数目多、故障率高的特征,采用改进状态抽样法评估配电网风险水平,提高评估速度。实验证明,所提出的方法能够快速获得可行以及最优的组网和重构策略,并降低配电网的失电风险。     

基于混合整数二阶锥规划的新能源配电网电压无功协同优化模型

考虑配电网运行的时序特性,以多时段功率损耗最小、电压偏离最小和电压无功优化中需求响应利用率最大化为多目标函数,建立分布式新能源配电网电压无功协同控制的多时段多目标动态优化模型。在对配电网无功补偿装置无功功率进行优化配置并充分利用实时的需求响应基础上,提出分布式电源(distributed generation,DG)环境下配电网电压无功多目标协同优化的混合整数二阶锥规划方法。在优化问题求解中,优化的决策变量包括离散型变量和连续型变量,而且潮流约束等式计算复杂性大。该文首先将潮流模型转化成锥规划模型,将潮流变量间复杂的关系以线性公式替代,而新变量则用特殊结构的锥集表示,从而简化了优化模型,使得优化问题转化为可高效快速精确求解的混合整数二阶锥规划模型。采用PGE的69节点配电系统测试的结果验证了所提出控制方法的可行性和适用性。     

基于功率矩和邻域搜索的有源配电网两层重构算法

针对传统的含有分布式电源的配电网重构算法所存在的寻优速度和最终解的质量难以兼顾的问题,提出一种基于功率矩和邻域搜索的配电网两层重构算法。利用功率矩算法对各环路进行第一层重构优化,确定开断支路集,在此基础上采用具有方向的邻域搜索算法进行第二层重构。通过对当前解点的邻域搜索获取更优的解点位置,直至目标函数值不再下降,从而得到最终的重构方案。含有分布式电源的IEEE 33和IEEE 69节点典型测试系统的仿真结果验证了所提算法的有效性。     

考虑风光的两阶段配电网动态重构方法

由于传统的控制手段已不能抵抗高渗透率分布式电源对电网的冲击,需要对含分布式电源的配电网动态重构问题展开研究。针对传统配网重构中考虑分布式电源不足、过程复杂耗时和实用性较低等问题,提出了基于生物地理学算法的含分布式电源配电网动态重构两阶段优化策略,建立了以全时段网损最小和开关操作总次数最少为目标的多目标优化模型。首先运用整数型环网编码方法以降低变量维数,对配电网进行时段初步划分,运用夹逼策略对优化区间进行“列举”操作,得到初步优化方案。在此基础上,考虑开关操作总次数约束,对其进行时段的二次优化,最终确定动态重构的开关动作时刻及组合。通过算例验证了该动态重构方法能够在保证操作次数较低的同时,达到减少配电网有功损耗、提高节点电压稳定性的目的。     

基于SNOP的柔性配电网中分布式电源最大准入容量计算

分布式电源高比例接入配电网,将会引起配电网潮流越限等问题,影响配电网安全运行。基于智能软开关的柔性配电网为提高分布式电源消纳能力提供了新的思路。智能软开关的动态双向功率调节能力,有助于改善配电网中电压瓶颈节点和传输容量瓶颈支路的运行状态,实现全网潮流主动协同管理,从而提高柔性配电网中分布式电源准入容量。首先建立了柔性配电网中分布式电源最大准入容量模型,基于配电系统的多节点特性,该模型属于高维非线性优化问题。然后根据实际场景和参数设置的不同,分为传统配电网中分布式电源固定节点位置、柔性配电网中分布式电源固定节点位置、柔性配电网中分布式电源自由接入3种情况进行分析,并采用多种群遗传算法求解得到全局最优解。最后使用IEEE 33节点配电系统进行算例分析,结果验证了柔性配电网中智能软开关的应用对分布式电源接入能力的提升作用。所提方法在获得柔性配电网中分布式电源准入容量的同时,可从规划角度得到分布式电源接入的最优容量和位置。