计及入网电动汽车和分布式电源的配电系统重构

分布式电源和入网电动汽车充放电功率的波动性和随机性使配电系统重构面临新的挑战。在此背景下,提出一种计及入网电动汽车和分布式电源的配电系统机会约束优化重构模型和求解方法。首先,以1d为重构周期、最小化网损为目标函数构建配电系统重构的数学模型;其次,在计及负荷和分布式电源不确定性的基础上分析了电动汽车的充放电策略,并基于半不变量法和Cornish-Fisher级数展开推导了随机潮流公式;之后,提出了改进的遗传算法求解所提出的优化模型。最后,以IEEE-33节点配电系统为例来说明所提出的模型和方法的有效性。     

一种考虑分布式电源的配电自动化系统规划方法

在分布式电源大量接入的背景下,提出一种考虑分布式电源的配电网自动化系统规划方法。针对所提出的MINLP模型易陷入局部最优解的问题,将所提模型进行线性化处理转化为MILP模型来进行求解,并利用IEEE 69节点配电系统进行仿真分析。结果表明,基于分布式电源与配电自动化系统的协同规划结果,配电系统的运行成本、能量损耗成本以及可靠性成本均有了大幅降低,所提规划方法下的电压分布更为平坦,具有较好的经济性和运行可靠性。     

基于博弈方法的含分布式电源配电网重构优化

智能配电网的发展要求在配电网重构中充分考虑分布式电源出力的不确定性,减小失电带来的影响,保证配电网供电的可靠性和经济性。在此背景下,把分布式电源出力不确定性虚化为“大自然”的博弈策略,与调度者的拓扑优化策略先后对策,构建了以重构费用最小为目标的配电网重构序贯行动博弈模型。然后通过改进的博弈树方法对重构的博弈模型进行求解,得到考虑了分布式电源出力不确定性的配电网重构方案。最后通过对IEEE 33节点配电系统的仿真分析,验证了所提出方法的有效性,并从经济性和可靠性方面对重构方案进行了鲁棒性分析。     

不确定因素对含分布式电源的配电系统可靠性影响分析

随着分布式电源(distributed generation,DG)接入配电系统,配电系统从一个辐射式的网络变为一个遍布电源与用户互联的网络,从而使可靠性分析的模型和方法发生了变化。针对分布式电源输出功率的不确定性,建立分布式电源的多状态可靠性模型;同时考虑实际运行过程中不可避免的元件气候环境的变化和可修复资源随时间变化的因素,结合孤岛运行方式,对传统的最小割集法进行改进,使之适用于含分布式电源的配电系统可靠性分析计算;并针对IEEE-RBTS的母线6配电系统入手实施可靠性分析,表明气候因素、可修复资源及分布式电源的位置和容量对可靠性指标具有不同程度的影响;指出在实际运行过程中,应在考虑各种因素基础上,合理利用分布式电源以提高配电系统的供电可靠性。     

基于机会约束规划的风电源与充电站的优化配置

为了改善分布式电源与电动汽车的接入对电网安全性、经济性和电能质量的不良影响。考虑风力资源的随机波动性、电动汽车充电需求、分时电价等,以配电系统投资运行成本、有功损耗和电压质量为规划目标,建立了基于机会约束规划的优化配置模型,采用改进遗传算法进行求解。以IEEE33节点配电系统为例,验证了所提模型和算法的有效性。仿真分析表明,将电压质量纳入规划目标,能够以较小的经济成本保证较好的电能质量,考虑输出功率不确定性等因素,得到的规划方案具有较好的经济性。     

含分布式电源与充电站的配电网协调规划

分布式电源与电动汽车充电站共同接入配电网,对配电网规划和运行具有重要的影响。提出一种综合协调规划方法,该方法能够实现分布式电源选址定容、充电站位置及容量、配电网架建设和改造的综合优化规划。考虑风光资源和负荷的随机波动性,以配电系统投资、运行维护和环境成本的随机期望值最小为目标,建立了含分布式电源与充电站的配电网协调规划模型,采用改进遗传算法进行求解。以一个待扩展的辐射状配电网络为例,仿真计算结果表明,对含分布式电源与充电站的配电网进行综合协调规划,能够提高电网的经济和环境效益,得到的规划方案更为合理。     

考虑分布式电源的配电网络重构

随着分布式电源在电力系统的广泛应用,考虑分布式电源的配电网络重构具有更实际的研究意义。提出基于Metropolis准则的群搜索优化算法,并对接入分布式电源的配电网络进行重构。Metropolis准则能够辨别局部寻优时产生的错误搜索方向,更换方向后重新搜索,从而避免了在局部最优点附近进行的搜索。算例结果表明分布式电源的接入提高了电能质量和系统运行的经济性,并验证了算法的可行性。     

基于碳交易机制和需求响应的配电网重构研究

“双碳”目标下高比例可再生能源接入配电系统,造成了系统运行成本过高、弃风量过大等问题。针对上述问题,提出了一种综合考虑碳交易机制和需求响应的配电系统动态重构方法。首先,将垃圾电站以分布式电源的形式接入配电系统,改善系统能源分布结构,提升配网系统运行稳定性和经济性;其次,分别引入碳交易机制和需求响应,构建考虑碳交易机制和需求响应的配电网动态重构模型;再次,利用二阶锥松弛的方法简化非凸条件,降低求解难度;最后,基于改进后的IEEE33节点配电网模型进行验证,分析了所提方法对系统总运行成本、弃风量以及节点电压等因素的影响。算例结果表明,综合考虑碳交易机制和需求响应的配电系统重构方法可以明显降低系统总运行成本和弃风量。     

考虑电动汽车充电站的分布式电源优化配置研究

分布式电源和电动汽车充电站在配电网中的接入方式对配电系统的运行有着重要的影响。本文基于负荷和分布式电源的时序特性,建立了考虑电动汽车充电站的分布式电源优化配置模型,并针对电动汽车充电需求及人们充电行为的规律性构建了充电站充电负荷的时序特性。以系统年综合费用、网络损耗费用、环境成本、负荷停电缺失成本及电压偏移最小为目标函数,利用前推回代潮流计算方法来判断所提出的规划方法是否满足网路潮流约束。最后采用改进的文化粒子群优化算法进行模型的求解,避免了基本粒子群算法容易"早熟"从而陷入局部最优解的缺点。算例结果验证了本文所提模型和算法的有效性和合理性。     

基于引力搜索算法的含分布式电源配电网重构

分布式电源接入配电网将直接改变潮流分布,而网络重构通过改变开关的开合状态以提高供电的可靠性和经济性。以降低网损和缺供电量为目标,以可调度DG的有功输出和开关状态为优化变量,建立多目标协调优化的配电网络重构的数学模型。将引力搜索算法、Pareto最优解理论和模糊决策理论相结合,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。通过对IEEE33节点测试系统的仿真结果,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,并且在全局寻优能力和收敛速度上表现出色。     

考虑配电可靠性的分布式电源投资策略研究

合理的分布式电源选址定容可以有效地降低配电网的线路投资和损耗成本,提高含分布式发电的配网系统运行的安全性、可靠性和经济性。结合技术和经济指标,介绍了分布式电源投资的方法,考虑了最优电力潮流(optimal power flow,OPF)、停电成本期望和配电网可靠性,阐述了分布式发电对可靠性指标的影响,并以IEEE-RBTS BUS4的测试系统为例,对各个节点的停电成本、分布式发电容量与配电网可靠性及收益之间的关系进行模拟。研究结果表明,文章提出的分布式电源投资方法,可为投资者选取分布式电源规模和位置提供依据,降低配电网运营成本,提高配电网的供电可靠性。     

基于双层动态时段划分的配电网重构

动态网络重构能有效降低配电网的网络损耗以及分布式电源的弃风弃光量,为此提出了基于双层动态时段划分的配电网重构方法。上层优化中以网损成本与弃风弃光惩罚费用之和最小为优化目标,决策变量为主动管理元素的出力;下层优化中则以网损最小为目标函数来确定各时段开关状态量。为了减小模型的规模与复杂度,提出了将割集法作为辐射状约束的表示方法。同时,将该模型转化为混合整数二阶锥规划模型,并结合和声搜索算法对其进行求解。通过改进IEEE 33节点系统进行仿真,验证了所提方法的实用性和有效性。     

含电动汽车和智能软开关的配电网动态重构

提出含分布式能源、智能软开关(SOP)和电动汽车(EV)有序接入的配电网重构策略。基于上班族的出行习惯模拟EV的无序充电模型,并构建配电网重构下的SOP模型;对于接入的EV无序充电负荷,采用拉格朗日松弛分散式优化算法和虚拟电价进行EV的有序调度;以最小化网损费用,SOP运行费用,弃风、弃光费用与开关动作费用之和为目标函数,通过大M法和二阶锥松弛将配电网重构模型转化为混合整数二阶锥规划模型,采用CPLEX求解器进行求解。IEEE 33节点标准系统的仿真结果表明,在配电网动态重构中采用SOP代替传统开关能够提升配电网运行的经济性,同时采用所提有序调度方法优化EV充电可以改善配电网电压质量。     

计及分布式电源输出特性的有源配电网重构方法

针对含分布式电源的配电网重构算法将分布式电源等效为恒功率因数输出模型,未考虑节点电压变化对分布式电源无功出力影响的问题,提出一种考虑分布式电源不同输出特性的配网重构方法。首先对分布式电源进行分类并建立等效模型,该模型充分考虑了节点电压对分布式电源无功出力的影响,能够根据节点电压确定不同属性的分布式电源无功出力。再使用自适应烟花算法对配网重构进行寻优求解,对重构后的系统网损和节点电压进行对比分析。含分布式电源的IEEE 33节点典型测试系统的仿真结果对比验证了所提模型的有效性和真实性。     

计及分布式电源接入的配电网重构

分布式电源的接入使得配电网重构需要考虑更多的安全因素。基于配电网支路潮流模型,建立以重构周期内网络有功损最低,以满足分布式电源接入下网络运行安全为约束的配电网重构。为有效求解该重构数学模型,利用凸松弛方法将原问题中二次项进行松弛,使之形成混合整数二阶锥规划形式,从而可利用YALMIP商业软件进行高效求解。最后,通过改进的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,并与现有基于粒子群算法及启发式算法的配电网重构方法进行对比,结果表明基于凸优化技术的重构结果不仅能够有效避免算法陷于局部最优,而且稳定性好、计算效率高。     

分布式储能运行规划一体的多目标选址定容方法

针对含高比例新能源配网中分布式储能的选址定容问题,首先以系统模块度、有功平衡度和群间交互功率波动指标对配网进行集群划分;进而考虑配网的经济性和安全性指标,以配网购电成本、储能日均成本、电压波动和网损为优化目标,以储能的位置及优化出力为决策变量,构建了分布式储能运行规划一体的选址定容模型;采用改进的NSAG-III多目标优化算法对模型进行求解,且针对位置变量提出了偏移交叉操作方法,对目标和多时间尺度规划变量分别采用嵌入式潮流和混合编码的方式进行处理;最后在IEEE33节点配网模型上验证了所提方法和模型的合理性和高效性,为未来新型电力系统的新能源消纳和储能合理规划奠定基础。     

考虑新能源与电动汽车接入下的主动配电网重构策略

随着分布式风力发电等新能源以及电动汽车(EV)等新型负荷接入配电网的比重逐步提高,传统的配电网重构模型难以反映其随机性和波动性。文中首先构造了风力机和EV的概率场景模型及含分布式电源(DG)和EV的配电网重构模型;其次,在场景分割的基础上对不同场景分别进行线性化随机潮流计算,在保证精确性的前提下简化模型,避免了场景的组合爆炸,体现了对于配电网中不断增加的DG和EV的适应性;最后采用一种适用于配电网重构场景模型的改进生物地理学优化算法,通过引入改进的编码规则、余弦迁移模型及变异操作,提高搜索速度和精度,抑制算法进化过程中因早熟收敛而陷入局部最优。算法在IEEE 69节点算例20次仿真计算中比传统人工智能算法更有优势。     

含储能虚拟电厂接入配电网的联合优化调度

为解决不确定性能源发电给配电网带来的隐患和经济性问题,研究含间歇分布式能源的虚拟电厂(virtual pow er plant,VPP)接入配电网的联合优化调度对提高系统安全和促进新能源消纳具有十分重要的意义。综合考虑风电及储能的运行特性,提出一种改进的Buckets方法,建立了考虑风电不确定性和含储能的虚拟电厂参与配电网调度的优化机组组合模型,基于6节点系统研究了改进的Buckets方法对发电成本和机组组合的影响。与传统Buckets方法相比,采用所提方法使得模型的发电成本及开机时段减少,表明该方法能够实现发电成本最优、风电的充分消纳以及储能的灵活运用。