微电网运行域分布式电源配网网架多目标规划研究

传统配电网网架规划目标单一,导致规划效果不理想且费用较高,提出引入微电网的分布式电源配网网架多目标规划方法。构建选址优化模型实现对配电网电源的规划,规划配电网内部自设设备故障、外部环境故障、设备过负荷以及反向潮流四项因素引起的故障。通过建立配电网最低年投资运行成本目标函数,构建配电网网架规划模型,实现微电网运行域分布式电源配网网架的多目标规划。实验结果表明,微电网运行域分布式电源配网网架多目标规划方法,可以提高配电网运行的可靠性和经济性,优化后的网架结构具有较高的实际工程参考意义。     

中压配电系统线路开关多目标联合优化规划

线路布局和配电开关配置是配电网网架规划的2个主要方面,对网架的技术经济性和供电可靠性有重要影响。为此,建立了配电网线路与开关的多目标联合优化规划模型。利用Pareto最优理论,通过基于指定接线模式的个体初始化、单亲遗传操作和供电分区修正策略,提出了该模型的求解算法,实现了符合指定接线模式和满足分区供电要求的配电网线路开关联合优化规划。算例结果验证了该方法的有效性。     

基因/禁忌组合算法在配电网网架优化规划中的应用

在比较了基因算法和禁忌算法各自优缺点的基础上,针对配电网网架优化规划中多约束、非线性和整数寻优的特点,提出采用基因／禁忌组合的算法的策略,并应用于配电网网架优化规划。算法计算证明了该组合算法在配电网网架优化规划中应用的可行性和优越性。     

配电网网架结构与配电自动化终端协同规划方法

针对现有配电网规划方法中未能充分考虑到泛在电力物联场景下一二次协同支撑供电可靠性的问题,提出了一种配电网网架结构与配电自动化终端协同规划方法。首先,提出配电网一二次协同规划的交替优化框架,构建了网架规划层与自动化终端配置层的优化数学模型;其次,针对规划配置模型中可靠性求解问题,结合配电自动化终端类型与通信方式,提出考虑一二次协同的配电网可靠性评估方法;再次,提出了基于遗传算法和整数粒子群算法的双层模型求解方法,其中在网架规划环节提出了基于"避圈法"思想的初始网架高效生成方法及相应的遗传编码方法;最后利用某60节点城市配电网作为算例验证了所提方法的有效性与合理性。     

主从博弈框架下配电网规划运行多目标协同优化方法

针对配电网网架结构和分布式电源的规划阶段与电网运行阶段存在的交互影响作用,首先,提出了以配电网规划效益与电网运行下用户效用最优为目标的双层协同的规划运行优化框架;其次,以配电网规划中经济性与可靠性最大为目标,规划配电网网架结构与分布式电源接入节点,构建可靠性约束下配电网多目标规划模型,并基于NSGA-Ⅱ算法提出多目标配电网规划模型的求解方法;然后建立考虑电网运行阶段与用户运行调度策略下的分布式电源规划模型,提出了光伏储能规划策略与用户负荷与储能设备的运行调控策略。基于电网公司与用户之间双层规划问题,提出了一种计及电网公司与用户之间互动响应的主从博弈模型。最后,通过实际算例结果表明所提主从博弈下源网协同的规划运行模型可以有效提高电网公司与用户效益,提升电网运行可靠性。     

配网自动化条件下的FTU优化配置

目前,配电网一次网架的优化开关配置研究较多,提出了很多的算法来进行一次开关的优化配置。然而,很少从建设配电网自动化之后,在远程遥控这个层面对配电网的可靠性和经济性进行研究。重点分析了一次网架、可靠性和经济性三个方面对配电网自动化规划中终端配置方案的影响;考虑配电网自动化的建设给配电网的可靠性和经济性带来的影响,在可靠性和经济性双重约束条件下优化终端的配置,使在可靠性满足要求的基础上,经济上达到最优;建立数学模型,并将数学模型代入一个实际网络中,进行了详细计算,证明了该模型的实用性。     

网络拓扑结构与供电可靠性的数学关系分析

在拓扑结构相似性概念的基础上,提出了网架拓扑与配电网供电可靠性直接相关的理论,解决了可靠性评估中缺乏对网架拓扑合理性分析的问题,同时提升了配电网规划的合理性与针对性。首先将实际配电网进行抽象化处理,用带权邻接矩阵及故障度矩阵综合表示配电网;其次提出了基于拓扑共享度特征指标的相似性函数,借助聚类分析的方法对配电网可靠性进行初步分析与评估;最后提炼出关键支路的故障率水平、网架结构、分布式电源接入位置等3个辅助分析指标,并通过指标的提升实现对配电网规划的优化。在工程实例分析中对实际配电网提出了具体的优化策略,验证了该方法的有效性。     

面向新型配电网的能观性分析与精细化协同规划方法

现代控制理论和电力系统状态估计中的能观性定义难以满足配电网态势感知的需求,配电网规划模型中也缺乏对能观指标的考虑,为此,提出面向新型配电网的能观性分析与精细化协同规划方法。对配电网的变量与状态空间模型进行定义,并根据传统能观性定义对配电网中的传统/新型变量进行能观性分析;基于传统能观性定义的缺陷提出新的配电网能观性和能观指标定义,并建立考虑能观性的配电网精细化协同规划模型。算例分析结果表明,所提规划方法考虑了实际量测误差的影响,实现了一次网架规划和二次态势感知设备配置的综合最优,达到了经济性和能观性的平衡。     

中压配电网规划综合平台的研究及实现

随着电力工业的发展, 配电网结构越来越复杂, 规划的内容不断增加,计算量和难度也不断增加。为了更好地规划中压配电网,在分析配电网规划工具发展现状的前提下,提出了配电网规划平台的总体框架,建立形成网架结构的图元库,并将其放置在工具栏中。利用该工具栏在规划平台的主界面形成电气接线图,并输入相关参数。借助于所构建的配电网综合规划平台,规划人员只需进行简单的操作,即可完成配电网的潮流分析、无功规划优化、分布式电源的配置优化、网架更新以及网架规划功能,并利用显示的结果分析规划网络的性能。     

考虑能控能观性的配电二次设备优化配置模型与评估方法

新型电力系统背景下,配电网控制与观测难度显著提升。然而,现有的配电网能控能观性研究以及相应的配电二次设备规划模型难以满足配电网实际控制与观测的需要。为此,提出了基于能控能观分析的配电二次设备优化配置模型与评估方法。首先,提出了配电网能控能观性及相关指标的完整数学定义。其次,构建了能控能观需求-状态变量的映射集合。最后,提出了配电二次设备的优化规划模型及多维评估方法。算例分析表明,所提规划模型及评估方法以最小的经济成本实现了综合效益的最大化,具备可行性与有效性。     

考虑多种终端配置的中低压配电网供电可靠性协同评估

针对现有配电网可靠性评估方法无法整体评估到低压,对配电终端类型考虑不全面的问题,提出一种考虑多种终端配置的中低压可靠性协同评估方法.首先,从评估对象、评估指标以及评估框架三方面说明中低压配电网可靠性协同评估的基本思路;其次,结合馈线分区理念,考虑各类终端对供电可靠性的影响,建立基于多模块智能终端设备配置的故障查找与影响...     

配电一次网架与信息系统协同规划

智能电网已成为当今电网的发展趋势。作为支撑智能电网的重要组成部分,信息系统与配电一次网架系统相互耦合、密不可分,对电网规划和运行的影响日益突出,传统的配电网规划方法较少考虑信息系统与配电一次网架系统间的相互影响,已无法适应智能电网发展背景下的精细化规划的需求。该文探讨了配电网架规划、配电通信网规划、配电自动化规划三者之间的协调关系和协调指标,初步提出了三者协同规划的思路框架并具体探讨了各规划子问题的规划模型、指标和方法。研究结论可为未来主动配电网的一次电网架构、二次自动化系统与智能决策支持系统的三位一体协同规划提供思路。     

Cyber-Physical Integrated Planning of Distribution Networks Considering Spatial-Temporal Flexible Resources

The rapid development of cyber technology and the increase of flexible resources have transformed the distribution network into a cyber-physical distribution system, while the accompanying multidimensional uncertainties have brought new planning challenges. In this paper, an innovative approach is proposed to effectively leverage distributed resources while considering the impact of cyber-physical coupling in distribution network planning. A cyber-physical integrated planning model of the distribution network is proposed, considering the effects of spatial-temporal flexible resources and multi-network coupling. Specifically, a three-layer optimization model is established and analyzed by the simulate anneal-particle swarm optimization algorithm. The upper layer achieves the optimization of the location and configuration of energy storage systems and smart terminal units. The middle layer optimizes the data load migration strategy using spatial-temporal flexible resources to solve the voltage exceeding problem caused by high penetration of distributed power access, while the lower layer optimizes the cyber side communication topology, improving the convergence speed and control performance of the distribution network. Then, the optimization model is analyzed iteratively with objective functions including total planning cost, operation excess loss and distributed control performance. Finally, the effectiveness and economy of the proposed planning scheme is verified and compared to traditional methods.     

考虑配电网容量约束和建筑热惰性的城市换热站电制热补热优化配置方法

北方地区市政供暖普遍存在热源、热网缺口和化石燃料依赖度高的问题,增量建筑的末端供热效果难以保障,而依靠传统配电网增容的方式一定程度上造成了社会资源的浪费。设计了一种面向城市换热站的电制热补热系统,提出了一种配电网“免增容”的城市换热站电制热补热优化配置方法。首先,阐述了电制热补热系统的设计结构,建立了制热设备和蓄热设备的模型与建筑热惰性模型。然后,通过两阶段优化方法,考虑设备投资与运行成本,以经济性为目标,建立了电制热补热优化配置模型。最后,以北京市石景山某居民区为研究对象通过Matlab进行仿真计算,研究结果表明,电制热补热优化配置方法可有效降低配电网负荷峰谷差,保障末端供热效果,并且具有较好的经济性,可为电采暖规划提供参考。     

考虑事故–经济重构共同影响的配电网智能终端规划

随着智能电网建设的不断推进,信息系统与配电物理系统不断深入耦合,配电自动化程度势必越来越高,智能终端的规划设计在配电自动化建设发展中显得尤为重要。基于此,建立考虑事故–经济重构共同影响下的配电网智能终端双层规划模型。上层模型为系统综合投资成本和运行成本综合最优进行“二遥”(集遥信和遥测功能于一体的智能终端)、“三遥”(集遥信、遥测和遥控功能于一体的智能终端)终端选址、选型以及光缆铺设规划建模。基于上层规划结果,下层事故重构部分基于多场景事故停运时间分解法,结合各类可转移负荷的负荷–电源转移路径上智能终端配置状态,计及断路器是否支持遥控对系统可靠性造成的影响等,建立配电系统可靠性评估量化模型;下层经济重构部分则计及潮流约束、安全约束、拓扑约束和开关动作约束从而建立基于二阶锥松弛(second order cone programming,SOCP)的动态混合整数线性模型以分析规划结果在系统正常运行时的经济性。最终,整个双层模型采用离散二进制粒子群算法(discrete binary particle swarm optimization algorithm,BPSO)进行优化求解,并先后...     

基于二进制粒子群的充电桩故障定位系统配置与定位方法

电动汽车充电桩网络作为泛在电力物联网的重要组成部分,其电能采集终端配置和故障定位问题已成为一项重要课题.文中提出了一种基于整数线性规划的充电桩网络电能采集终端优化配置模型和故障定位模型.所建立的配置模型以配置成本最低为目标函数,通过规划采集终端的接入位置保证系统各节点电压和各支路电流的可测性;故障定位模型能够针对系统故...     

基于状态变量x0+Δx分解的配电自动化规划研究

在新型电力系统背景下,不确定因素的广泛接入为配电网可靠性带来了巨大挑战。为更合理地配置配电自动化终端以解决可靠性问题并提升方案的经济性,提出了基于状态变量分解的配电自动化规划模型。首先,根据相关导则和文献研究的总结,初步构建了供电单元网架规划和自动化配置映射集合;其次,以状态变量分解和局部线性化的方式将电网整体规划问题转换为供电单元局部规划问题,并在连续化后以卡罗需-库思-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件求解;最后,通过对某地城市配电网的算例研究,分析了不同接线方式下终端配置数及线路分段数对投入产出比的影响,得出了不同情况下的最优配置方案,验证了所述模型的有效性。     

面向用户差异化需求的智能配电网综合资源优化规划和配置方法

在有源配电网规划中考虑电网的运行可靠性和需求侧响应,能够平抑分布式电源接入对电网的影响。在传统有源配电网规划模型的基础上,引入需求侧响应费用和电网运行的可靠性约束,构建面向用户差异化需求的智能配电网综合资源规划模型。使用演化算法对模型进行求解以得到计及电网运行可靠性和需求响应的有源配电网规划方案。基于IEEE33节点的算例分析结果表明,所提出的规划方案能够有效降低规划期的总成本,为有源配电网规划提供一定的决策依据和方法参考。