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。     

主动配电网规划研究综述

从主动管理、规划模型、规划方法、求解算法等方面对主动配电网(active distribution network,ADN)规划研究进行了综述。首先,介绍了主动管理的概念,总结了ADN与传统配电网(traditional distribution network,TDN)的不同技术特点。然后,总结并深入分析了ADN规划模型、不确定性规划、多阶段规划、求解算法等方面的研究成果,探讨了ADN规划涉及的相关问题(如负荷预测、信息与通信技术、方案评估),指出:由于考虑分布式电源(distributed generation,DG)、电动汽车、柔性负荷的接入,同时需考虑主动管理策略,ADN规划的优化目标变得更加多元,需要综合考虑系统的可靠性、经济性及DG的接入能力;ADN的利益主体包括配电公司、DG独立投资商、需求侧管理参与方等,这使得ADN规划问题需要协调各投资主体利益;再者,ADN增加了优化过程中的决策变量及约束条件,不确定性的叠加,使得运行状态更加复杂,极大地影响了规划方案寻优的可行解空间;ADN规划主动地采用管理措施来降低规划方案未来可能的运行风险,其规划结果除了网络解(即规划建设方案),还包括非网络解(即运行控制策略)。最后对ADN规划未来的研究重点进行了展望。     

基于两阶段博弈的主动配电网运营机制

随着售电侧放开,配电网中的分布式电源和储能单元可由新能源投资公司或节能服务机构等投资管理。与传统不同,分布式电源和储能单元的拥有者以自身效益最大为目标,形成独立的利益主体。为此提出虚拟微网代理的概念,进而建立了包括主动配电管理系统(ADMS)、虚拟微网代理及电力用户的两阶段博弈模型,制定了不同利益主体参与的主动配电网(ADN)运营机制,通过竞价交易实现多类型虚拟微网代理主动调配机组出力,使得用户在需求侧可获得多种电价、多个时段的不同选择方案,从而提高终端用户的用电效率,减少用电费用。最后,仿真验证了本文博弈模型在ADN市场运营中的实效性。     

考虑时序特性的主动配电网静态安全分析

主动配电网(ADN)是实现间歇性绿色能源高效利用和网络优化运行的有效技术方案。静态安全分析是调度过程中提高系统运行安全性的重要工作。文中计及分布式电源、储能、可平移负荷,考虑ADN运行的时序特性,提出适用于主动配电网N-1支路故障的静态安全分析方法。首先建立了适用于ADN静态安全分析的元件时序模型和安全指标;其次考虑故障发生时段和故障期间网络运行状态两方面的时序性,提出一种ADN静态安全分析方法,该方法计及了ADN的孤岛运行与主动管理能力,以孤岛功率平衡和网络潮流约束为准则得出切负荷值,定量评估出不同时段、不同支路和系统总体的安全性,以找到系统运行的薄弱环节;最后通过算例的基本分析结果和多场景比较,验证了所提出安全指标和静态安全分析方法的正确性和有效性。     

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。     

考虑电动汽车接入的主动配电网优化调度

主动配电网(ADN)中可再生能源与电动汽车的大量接入给当前配电网的规划、建设、调度和运行带来了诸多挑战。文中研究和设计综合考虑源、网、荷侧不确定因素的ADN优化调度方法,对实际配电网运行具有重要指导意义。首先建立ADN综合评估体系,分别从主动控制性、主动管理性和主动经济性三方面衡量ADN的优化调度水平。而后,依据综合评估体系,提出考虑电动汽车智能调度系统的多阶段优化方法,该方法不仅可平抑间断性电源和电动汽车接入电网引起的波动,还可实现当前配电网结构和资源的优化调度。因此,所提方法可被广泛运用于电力系统日前调度,实现ADN的高效运行和管理。     

主动配电网的国内技术进展

正主动配电网(Active Distribution Networks,ADN)是智能配电网的高级阶段技术形态,其基本定义和构成目前已得到国际学术界与业界的广泛认可。主动配电网在理论与技术方面的研究方兴未艾,仍存在一些亟待解决的关键问题需要研究探讨。2008年国际大电网会议(CIGRE)配电与分布式发电专委会(C6)的C6.11项目组在其研究报告中提出了"主动配电网(Active Distribution Networks,ADN)的运行与发展"研究主题,     

基于MAS的主动配电网多源协调优化调度

为实现主动配电网(ADN)中大量间歇式可再生能源的充分消纳以及储能装置、柔性负荷等可调资源的有效利用,提出了适用于主动配电网的储能实时优化调度模型和考虑用户与电网互动特性的柔性负荷模型;在此基础上,构建了一种基于多代理系统(MAS)的主动配电网三层多源协调优化调度架构,提出了区域自治协调优化调度策略,以支持主动配电网中多种可调设备的联合优化调度;最后,采用JADE开发平台搭建了多代理系统仿真环境,通过算例系统,验证了所提出的实时优化调度策略的有效性。     

主动配电系统可行技术的研究

传统配电网的规划设计方法和运行控制模式无法适应高渗透率分布式能源(distributed energy resources,DER)的接入。基于信息与通信技术及高级量测设备的主动配电网(active distribution network,ADN)为高渗透率DER的接入提供了一种解决方案。概要分析DER接入对传统配电网的影响,以此说明发展ADN的必要性;介绍ADN的基本概念、相关的研究动态、传统配电网与主动配电网的差异及研究成果;基于技术经济可行性的观点,总结适应ADN发展的可行技术。随着各种可行技术的进步,ADN 不仅可以平衡配电层级的功率,还可平衡配电层级与上级电网之间的功率,ADN将成为局部区域能源交换的基础设施。     

基于多代理的主动配电网规划样本自动模拟研究

可再生能源的高渗透率接入、柔性负荷的高参与度、运行协调管理的高效可靠要求,均使得传统的管理投资方式难以满足多主体接入下配电网的投资发展要求。为适应主动配电网中多主体接入,促进清洁能源的消纳,为配电网精确投资规划提供丰富样本,提出基于多代理的主动配电网规划样本自动模拟模型。基于构建的分布式电源、储能及柔性负荷的多代理时序模型,提出了以电网代理引导的主动配电网自动协调模拟策略;考虑负荷增长模式与配电网技术路径更迭,实现不同投资方案下主动配电网的规划样本自动模拟,以提高主动配电网中多主体的利用效率。算例结果表明,所提模型通过追随主动配电网技术路径的发展,能够有效实现配电网长时间尺度的运行模拟。通过自动模拟方法产生的分布式电源出力与负荷波动情况等配电网特征量可用取代作为后续配电网投资规划的数据样本。     

基于负序电流比的主动配电网断线故障保护方法

随着分布式电源(DG)的大规模接入和用电需求的提高,具有主动控制、协调、管理能力的主动配电网(ADN)成为电力系统的发展趋势.然而,断线故障大大降低了ADN的效益价值,严重威胁设备与人身安全.由于受DG及灵活可调拓扑影响,目前针对ADN断线故障的保护技术较为欠缺.为此,分析了 ADN的特征及其对断线故障保护的影响;解析...     

主动配电网技术研究现状综述

主动配电网作为解决大规模分布式能源接入及配网优化运行问题的有效解决方案,是智能配电网的发展趋势,引发了国内外学者广泛而深入的研究。本文从主动配电网规划技术、主动配电网运行控制技术、主动配电网供电恢复技术与主动配电网负荷管理技术等相关重点领域出发分析了主动配电网关键技术的研究现状,并阐述了国内外主动配电网示范工程试点情况。     

主动配电网源-网-荷-储协调调度研究综述

主动配电网（active distribution network ,ADN）是通过对源、网、荷实施主动管理而提高分布式能源消纳能力和提升电网运行效率的配电系统。在主动配电网日益发展的大背景下,“源-网-荷-储”协调调度技术在主动配电网的发展中发挥了重要的作用,是促进新能源大规模消纳的核心技术之一。国内外学者针对主动配电网“源-网-荷-储”协调调度技术开展了深入广泛的研究,取得了丰硕的研究成果。首先该文对主动配电网的特征进行了梳理;然后,从主动配电网需求响应技术、柔性负荷建模、协调调度机理、协调调度架构4个技术层面对主动配电网“源-网-荷-储”协调调度技术进行分析归纳;最后,对主动配电网协调调度技术发展中存在的问题和前景进行了分析展望。     

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。     

主动配电网背景下无功电压控制方法研究综述

介绍了主动配电网(ADN)背景下分布式电源(DG)接入对配电网电压分布和电压稳定性影响,从电网结构优化调压措施、电网设备的调压措施、电力系统无功优化调度调压措施等方面阐述了ADN无功电压控制方法。基于当前研究现状,总结了现有关于ADN无功电压控制研究存在的不足,并指出了在未来亟待解决的几个问题。     

主动配电网背景下无功电压控制方法综述

为适应高渗透率、大规模分布式电源的接入,主动配电网成为当前及未来智能电网研究的趋势。文中综述了主动配电网背景下分布式电源接入、需求侧管理和拓扑结构等因素对配电网电压分布和电压稳定性的影响;从集中控制和分散控制两个方面总结了主动配电网的无功电压控制方法。结合当前研究现状的分析,总结了各种因素影响下主动配电网的无功电压控制研究中存在的一些问题和不足,指出了主动配电网无功电压控制研究中亟待解决的几个问题。     

主动配电网技术及其进展

主动配电网是实现大规模间歇式新能源并网运行控制、电网与充放电设施互动、智能配用电等电网分析与运行关键技术的有效解决方案。文中重点研究了主动配电网的定义及其特征,分析了主动配电网的研究现状及其关键技术,包括:含间歇式可再生能源及储能装置的主动配电网综合规划技术、基于配电网主动机制的分布自治与全局优化相结合的协调控制技术、功率及能量灵活可调的主动配电网全局优化能量管理技术以及主动配电网多目标经济性评估等。     

主动配电网电压协调控制

分布式发电的协调控制与管理为主动配电网的主动电压调节提供了更多的技术手段,使得主动配电网的电压协调控制成为可能。分析了分布式发电对于现有配电网电压水平及其控制策略的影响,在此基础上研究并提出了主动配电网的电压分层协调控制体系及其策略。一方面利用馈线电压的精准估算,通过闭环控制逻辑实现单条馈线的电压水平实时控制,并设计了相应的主动配电网电压协调控制器;另一方面借助变电站变压器的分接头调节和电容器投切协调多馈线的电压水平,确保配网的电压质量。针对一个双馈线主动配电网的仿真试验验证了所提控制策略的有效性及实用性。     

Integrated Reactive Power Optimization Method for Active Distribution Networks Based on a Quantum Krill Herd Algorithm

Abstract

Aiming at the problem that the reactive power optimization of traditional distribution network can’t adapt to the active distribution network (ADN) of large-scale distributed power access, a comprehensive reactive power optimization method based on quantum krill herd algorithm for ADN is proposed. Firstly, a reactive power optimization model of ADN based on proportional coefficient is proposed by analyzing the characteristics of active control and active management. Secondly, the krill herd algorithm is easy to fall into local optimum when solving optimization problems. To overcome this shortcoming, a quantum krill swarm algorithm is proposed. The algorithm uses the probability amplitude of quantum bits to represent the information of particle position, uses quantum revolving gate to increase population diversity and generates new population through chaotic crossover, which improves the convergence accuracy of the algorithm. Finally, simulation experiments are carried out on the modified IEEE33 node and IEEE 69 node to verify the effectiveness of the proposed model and algorithm.     

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。