含分布式电源的配电网优化运行研究

针对分布式能源大规模接入配电网带来的配电网规划和电能质量等问题,进行配电网优化运行研究。从分布式电源给配电网带来的影响出发,对配电网重构技术、分布式电源位置和容量优化及滤波器选型和位置优化三个角度进行了综述,同时分析总结配电网优化运行的建模方式和约束条件,并围绕多目标非线性且多约束的组合优化问题求解算法进行了梳理归纳,对配电网优化运行做总结与展望。     

考虑主动管理措施的配电网无功补偿双层优化配置

为了适应未来大量分布式电源(DG)并网及自动化水平显著提高的主动配电网发展,在规划阶段应该考虑主动管理措施,优化系统运行方式。同时,现有的无功补偿规划研究忽略了DG及负荷的不确定性。为此,计及间歇性DG及负荷的不确定性,提出主动配电网无功补偿双层优化配置模型。上层规划以无功补偿电容器的投资成本、网络损耗费用综合最优为目标函数,下层规划在此基础上考虑调节无功补偿容量及调节有载变压器抽头两种主动管理措施,对每个场景进行优化。采用K-均值聚类法对场景进行缩减,结合和声搜索算法和粒子群算法联合求解模型。通过IEEE33节点算例进行仿真计算,验证所提模型和方法的正确性。     

基于序优化方法的主动配电网调度优化决策

近年来,随着可再生能源发电技术快速发展,电网中可再生能源的渗透率不断提高。主动配电网技术被认为是实现可再生能源高效消纳的一种有效解决方案。主动配电网的调度决策深刻影响着配电网的可靠性与经济性,是主动配电网实现其应用价值的核心技术,因此研究主动配电网的调度优化决策方法具有重要的现实意义。该文针对同时具有分布式光伏、风电以及储能设备的主动配电网,建立了考虑分布式电源特性与电价影响的主动配电网调度优化决策模型,并利用序优化方法进行快速高效求解,得到主动配电网在运行周期内的最优调度策略。最后,利用某实际配电网的算例验证了该文提出的主动配电网调度优化决策方法的有效性。     

主动配电网的运行控制技术

正高渗透率分布式发电,特别是光伏发电在配电网中的大量涌现会使配电网的规划运行模型发生根本性的改变,因此有必要研究与之相适应的运行控制关键技术。主动配电网(Active Distribution Networks,ADN)的核心理念是建立在全面量测基础上的主动规划、主动管理、主动控制与主动服务,强调对分布式可再生能源的主动规划,强调规划运行的有机协调,强调对分布式发电的主动管理和控制,强调对上级电网和用户提供主动服务。     

基于一体化思维和分步优化策略的主动配电网设计方法研究

主动配电网内涵丰富、功能强大,是未来配电网的主要发展方向,对其进行设计需要秉持一体化思维和分布优化策略。文章首先对主动配电网作简要介绍,阐述其实施要点;其次详细分析主动配电网在设计时关于负荷预测、一次网架、大二次系统、预留接口等层面的个性化要求;再次提出基于"一体化"和"分步优化"考量设计思路;最后在前述工作基础上进行主动配电网设计的流程描绘、任务节点建立,使主动配电网设计的方法体系得以建立。实际应用表明,文章所建方法合理、有效,可适当推广。     

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。     

含储能的主动配电网优化运行研究

围绕含储能系统的主动配电网运行优化这一研究内容,对储能系统、分布式电源的运行特性进行了深入分析,构建了含储能的主动配电网优化运行模型,并通过算例论证了模型的有效性。     

考虑负荷响应的主动配电网孤岛划分

针对主动配电网的用户需求响应展开深入分析和总结,根据负荷重要程度和用户对不同负荷供电依赖度进行分类,提出一种故障情况下的用户供电策略,该策略的核心思想为:故障时相对于热水器、空调等大功率电器,用户对灯光、插座等小功率电器的依赖度更高,对大功率电器采用主动控制以增大供电范围,同时应用电热水器消纳分布式能源的波动。为解决基于负荷主动响应的分布式能源孤岛供电故障重构的综合规划问题,建立优化问题的数学模型,将其转化为有根树搜索问题求解。结果分析显示本文所提孤岛划分方法使得供电范围较普通计划孤岛更大,用户电力满意度有较大程度的提高,对配电网孤岛划分具有一定的指导意义。     

背靠背柔性直流互联的有源配电网合环优化运行

高可靠性供电和大规模分布式电源友好接入推动了有源配电网采取合环运行方式。为满足合环运行的安全性和经济性要求,实现满额消纳清洁能源,提出了基于背靠背柔性直流的配电网安全合环和潮流优化控制方法。分析了背靠背柔性直流的注入功率模型和控制方式,考虑配电网与主网最优运行的差异,建立了以售电企业综合供电成本最低为目标,以网络潮流、分布式能源出力和柔性直流功率平衡等为约束的配电网合环最优运行模型。基于修改的IEEE 33节点系统,多种运行方式下的仿真算例验证了背靠背柔性直流实现配电网安全合环、环网潮流经济分布和规模化分布式电源满额消纳等目标的可行性和有效性。     

计及电压预测的主动配电网分布式电源在线优化决策方法

“双碳”背景下,配电网中分布式电源的接入量逐渐增加,如何决策分布式电源的输出设定值从而使配电网经济运行成为研究的关键问题。针对分布式电源管控问题进行了深入研究,在建立时变优化模型的基础上,就现有算法未考虑当前时段分布式电源决策对未来时段分布式电源决策影响的问题,提出了一种计及电压预测的主动配电网分布式电源优化决策方法。首先根据配电网各节点负荷变动情况对负荷变动后的网络节点电压进行预测。进一步利用所预测的配电网节点电压值进行分布式电源的决策。然后利用分布式电源决策设定值的变化量预测分布式电源决策后的网络潮流状态,以此类推从而求解所有时段分布式电源的决策设定值。针对502节点配电网算例系统,利用所提在线优化决策方法对配电网最优潮流收敛性、节点电压调控收敛性以及储能电源充放电预测有效性进行了算例验证。     

计及电压预测的主动配电网分布式电源在线优化决策方法

“双碳”背景下,配电网中分布式电源的接入量逐渐增加,如何决策分布式电源的输出设定值从而使配电网经济运行成为研究的关键问题。针对分布式电源管控问题进行了深入研究,在建立时变优化模型的基础上,就现有算法未考虑当前时段分布式电源决策对未来时段分布式电源决策影响的问题,提出了一种计及电压预测的主动配电网分布式电源优化决策方法。首先根据配电网各节点负荷变动情况对负荷变动后的网络节点电压进行预测。进一步利用所预测的配电网节点电压值进行分布式电源的决策。然后利用分布式电源决策设定值的变化量预测分布式电源决策后的网络潮流状态,以此类推从而求解所有时段分布式电源的决策设定值。针对502节点配电网算例系统,利用所提在线优化决策方法对配电网最优潮流收敛性、节点电压调控收敛性以及储能电源充放电预测有效性进行了算例验证。     

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。     

计及源—荷时空相关性的主动配电网分布式优化调度

首先,建立不同光伏之间以及光伏与负荷之间的相关性约束,并利用拉丁超立方抽样和Cholesky分解技术相结合的处理方法对该非线性的相关性约束进行场景化分析。其次,建立主动配电网分布式优化模型。由于配电网和微电网联络线上存在有功无功功率以及临界节点电压耦合关系,采用复制节点的区域分解方法实现配电网和微电网的解耦。在此基础上,引入目标级联分析法实现配电网和微电网之间的迭代求解。最后,采用改进的IEEE 123节点作为算例对所提模型进行了验证,并着重研究源—荷时空相关性对优化结果的影响。     

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。     

主动配电网电压分层协调控制策略

主动配电网中间歇式能源接入给配电网电压控制提出了更高需求。与此同时,可控分布式电源、储能装置及新型配电系统柔性交流输电设备等可控元素的加入在相当程度上增大了配电网电压控制复杂程度,使现有的控制方式受到了挑战。结合主动配电网可控元素复杂多样及控制结构灵活多变的特点提出了主动配电网电压分层协调控制策略。该策略基于配电网辐射状网架结构将控制区域划分为自治控制区域与协调控制区域两部分,并利用等效节点电压上下限指标区分控制边界,规避常规电压控制常见的调节振荡问题,在此基础上采用自上而下的方式,充分利用主动配电网有载调压变压器、分布式电源以及电容器等电压调节设备实现电压越限的调节,并通过算例仿真验证了该控制策略的有效性。     

考虑储能调节的主动配电网有功—无功协调运行与电压控制

为解决高比例可再生能源接入后配电网的节点电压越限问题,提出了一种考虑储能调节效应的有功—无功协调优化方法。首先,从理论层面分析了配电网接入可再生能源发电后带来的电压偏差问题,论证可从无功功率与有功功率两个方面实现电压控制;其次,建立了以节点电压总偏差最小为目标函数的配电网有功—无功协调优化数学模型;再次,提出了基于分布熵的自适应粒子群算法来实现模型求解;最后,通过算例验证了所提方法的有效性和实用性。     

考虑配电网静态电压稳定性的微电网优化配置

考虑到风机、光伏两种分布式电源出力在时间上具有互补的特征,利用储能装置功率双向流动的特点,将可再生能源和储能装置以微电网的形式接入配电网实现可再生能源的高比例接入。对现有的配电网静态电压稳定性指标进行改进,以配电网的静态电压稳定性和运行经济性为目标研究微电网系统的定容选址问题。采用基于K-means++方法的多场景技术处理可再生能源出力不确定性问题,针对配电网不同地区的可再生能源出力特点,计算出风光储三种装置不同的最佳容量配置比例。对平衡优化器(equilibrium optimizer, EO)算法进行改进,利用Tent映射产生的混沌序列代替随机生成的初始种群,根据拥挤度和非支配排序实现多目标问题寻优。最后,在由三种地形组成的IEEE 33节点系统和PG&E-69系统中验证了所提模型和算法的有效性。     

含分布式电源的智能配电网的多目标优化调度

随着智能电网的建设,分布式电源越来越受到青睐,对配电网内各个分布式电源的优化调度也越来越重要。本文综合考虑了配电网的运行费用和环境效益,建立了含有柴油机、风力发电机、光伏发电单元和燃料电池等分布式电源的智能配电网优化调度模型。然后在满足各种约束条件的基础上,使用遗传算法求解了该模型。接下来给出相应算例计算了目标函数,通过分析计算结果,得出多目标优化调度模型的可行性与优越性。