考虑价格需求响应的主动配电网动态经济调度

随着分布式发电的渗透率提高,配电网会出现馈线过载、电压越限等问题,从而限制了分布式电源的接入。需求响应利用负荷侧可调控资源参与主动配电网调度可以促进大规模分布式电源消纳。本文将价格型需求响应引入现有主动配电网的多时段优化运行调度模型,构建了三相主动配电网有功-无功协调动态经济调度模型,并提出了基于混合整数二阶锥规划的模型求解方法。该模型可通过需求响应负荷调节,并协调与分布式电源、储能装置、无功补偿装置的动态优化运行,达到节能降损、保证馈线负载、电压不越限的目的,实现主动配电网全局能量管理优化。对扩展的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,验证了所提出模型及算法的有效性和优越性。     

基于主从博弈的含电动汽车虚拟电厂协调调度

电动汽车作为配电网中最为重要的主动负荷,其充电优化管理成为目前售电侧开放下的重点研究领域之一。而虚拟电厂作为电网分布式能源管理的重要解决方案,其传统定义侧重于在发电侧聚合小容量分布式能源以提高可再生能源在电网中的消纳程度。结合售电侧开放下的电力市场改革需求,文中提出以虚拟电厂作为售电实体参与电动汽车充电管理的协调调度优化模型。在能量市场交易模型中,虚拟电厂作为分布式能源与电动汽车的聚合代理商参与电力市场电能申报与交易;在主从博弈模型中,虚拟电厂通过主从博弈制定合理的售电价格引导电动汽车的有序充电入网,并通过协调调度集中整合优化分布式能源。算例分析表明,通过虚拟电厂的集中优化管理可以有效实现分布式能源与电动汽车的能源互补并提升整体运行经济性。     

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。     

主动配电网最优潮流研究及其应用实例

最优潮流研究在配电网规划运行中不可或缺,且在大量分布式能源接入的主动配电网环境下尤为重要。传统的启发式算法在全局最优解和求解速度上均无法满足主动配电网运行要求,而基于线性化的最优潮流方法在高阻抗的配电网中适用性也较弱。基于此,文章建立了基于二阶锥规划(second order cone programming,SOCP)的动态最优潮流模型框架,力图将原非线性规划模型松弛转化为SOCP进行快速求解。首先,给出了基于二阶锥松弛的配电网动态最优潮流基本模型;然后,对主动配电网中各重要参与元素进行相应的线性化建模处理以便高效求解,如主动管理设备、配电网重构、需求响应及综合负荷等;同时,分析了松弛模型和近似等效的准确性。最后,通过3个应用实例验证了该最优潮流模型的松弛准确性和有效性。     

主动配电网规划中的负荷预测与发电预测

负荷预测和发电预测是配电网规划中的关键环节,是变电站、网架规划重要计算依据。考虑主动配电网下新型负荷和分布式电源接入等因素,提出适用于主动配电网的概率型负荷预测和发电预测方法。首先全面分析了主动配电网的负荷分类,提出含友好负荷的整体负荷预测方法;其次构建主动配电网分布式电源装机容量及分布预测模型,考虑分布式电源出力的概率特性,进而提出分布式电源可信出力预测方法;最后以负荷预测和发电预测结果为基础,分析了新型负荷和分布式电源对主动配电网规划的影响。     

基于人工蜂群算法的分布式电源规划

研究了在现有配电网中分布式电源的优化规划问题,为实现分布式电源投资商收益最大,建立了以分布式电源售电费用与运行维护费用之差最大为目标的规划模型,考虑分布式电源接入后对配电网的影响,将节点电压与线路潮流加入到约束条件中。针对分布式电源规划模型离散、非线性的特点,采用人工蜂群算法进行模型求解,最后得到了最优的分布式电源接入方案。实际算例验证了所建立模型的有效性以及所采用算法的良好的收敛性。     

基于改进交叉熵算法的概率最优潮流计算

分布式发电并网所表现出的随机性使传统的优化运行无法做出准确计算,因此概率潮流理论成为了含分布式发电系统分析运算的基础。针对分布式发电随机性以及概率潮流概率化运行特点,在运用概率潮流应对分布式发电随机性的基础上提出了基于改进交叉熵算法的概率最优潮流运算方法。通过建立计及分布式发电的总发电成本和系统的稳定性双目标优化模型,完成含分布式发电的配网侧整体优化运算。最后与传统的遗传算法在相关算例上完成仿真对比运算,证明所提方法的高效性与精确性。     

考虑光伏发电和储能系统调压能力的配电网储能容量优化配置

接入中低压配电网的高渗透分布式光伏发电易引起双向潮流现象,而现有无功补偿技术无法解决由此引起的配电网电压大范围波动问题。为此考虑到分布式光伏发电和储能系统的无功调节能力,研究通过协调控制储能系统和光伏发电输出的无功功率或有功功率实现配电网电压越限调节的方法,提出一种以配电网电压越限调节为目标的二层储能系统优化配置模型。内层优化模型以协调分布式光伏发电和储能系统的输出功率为前提,旨在消除电压越限;外层优化模型以全年电压越限分布最优为前提,旨在实现储能容量的最小化配置。利用差分进化算法对二层优化模型进行求解,并以IEEE33节点配电网为算例进行仿真。仿真结果验证了所提优化配置方法在改善配电网电压分布状况方面的效果。     

考虑需求响应和电动汽车参与的主动配电网经济调度

传统配电网主动管理设备容量有限,需充分挖掘用户侧调节作用,需求响应和电动汽车有序充电作为用户侧重要可调度资源,是主动配电网经济调度切实可行的调节手段。与此同时,风光出力的不确定性给主动配电网调度带来的风险不容忽视。基于此,考虑需求响应及电动汽车有序充电,提出基于信息间隙决策理论的主动配电网经济调度模型。该模型综合考虑网损、分布式发电弃电惩罚、上级电网购电和负荷峰谷差惩罚的调度成本,构建基于价格弹性系数矩阵的实时电价需求响应模型,利用蒙特卡洛模拟分析了电动汽车在有序充电和无序充电时的负荷需求,并考虑主动配电网的多种管理手段,针对不同风险偏好的决策者,制定机会模型与鲁棒模型,为主动配电网经济调度提供决策基础。最后通过改进的IEEE 33节点系统验证了所提经济调度模型的有效性。     

基于配电网格的配电网调度交易机构模型

随着分布式发电、储能和需求响应技术的快速发展,电力市场交易环境更加复杂多变。为了保障售电市场的供需平衡和配电网的可靠性运行,提出了一个基于配电网格的配电网调度交易机构模型。该模型中各个配电网调度交易机构利用配电网格内的分布式电源、需求响应和储能来调度网格内负荷供应,并通过迭代方法计算配电节点边际电价。对某八节点网络的算例进行分析,将配电网格中的调度优化问题建模为混合整数线性规划,并利用CPLEX求解器求解。结果表明,所提模型可使电力系统中的所有能源都能够竞标并从电力市场中收益,从而有效降低系统供应成本。     

基于概率潮流的主动配电网储能配置与控制设计

分布式电源的高间歇性使电网承受较大的功率波动,而结合储能技术的主动配电网能充分发挥分布式电源与主动负荷间协调效益,对分布式电源的稳定运行起到重要作用。本文基于Monte Carlo概率理论研究分布式电源接入后的概率潮流,通过概率统计方法来处理系统随机运行状态,并据此对储能系统进行最优容量配置。以电池储能系统为例,根据其出力特征与约束条件,设计一套含多种状态模式的控制策略。在DIg SILENT Power Factory中验证该配置与控制方案能有效抑制逆向潮流、提高电压质量和降低网损,并实现削峰填谷。     

考虑需求响应用户参与度的主动配电网优化调度

随着主动配电网中分布式能源的大量接入,需求响应这一灵活可调度资源的价值越来越受到重视。基于价格型和激励型需求响应的响应特性,考虑需求响应的用户参与度,计及购电成本、网损成本、发电成本、储能成本以及需求响应成本,建立了以配电网日运行成本最小为目标函数的主动配电网调度模型。通过改进的粒子群算法对模型求解。修改后的IEEE33节点配电系统算例验证了所提模型的有效性,证明了提高需求响应用户参与度在改善系统运行特性上的有利作用。     

信息物理融合的主动配电网动态潮流研究

主动配电网的运行因分布式电源的接入一直存在不确定性增强、运行场景多变的问题。为更为准确深刻地揭示主动配电网的内在特性,提出信息物理融合环境下的主动配电网动态潮流计算实现机理;考虑风电与储能的接入后的运行场景持续变化,以寻求分布式电源有效出力的可信容量为目的,提出一种以连续分配不平衡功率由储能分担为核心的配电网动态潮流计算方法。算例结果表明:提出的基于信息物理融合的动态潮流方法相较概率潮流等方法能够更好地揭示配电网在强不确定性及扰动频繁条件下的运行特征。     

协调储能与柔性负荷的主动配电网多目标优化调度

为了更多的消纳可再生分布式能源,在主动配电网的优化调度中,考虑储能和柔性负荷的时空联系与网络潮流的影响,构建了以可再生能源利用率最大、网络损耗最小和用户满意度最高为目标的主动配电网优化调度模型。然后提出AHP?熵权法计算各子目标权重系数,并采用含非线性递减惯性权重的粒子群算法求解所建模型。同时通过设定可控分布式发电单元、储能系统及柔性负荷的调度优先级量化主动配电网各单元间的协调作用。最后进行了算例分析,仿真结果表明储能和柔性负荷的协调优化会增加可再生分布式发电的利用率,所提的调度优先级有效减小了网络有功损耗,提高了用户满意度,从而验证了这种优化方案的合理性。     

计及售电公司参与电力现货交易的配电网供电能力优化方法

作为电力交易市场的重要组成部分，售电公司可通过从市场购买电力或将电力输送到市场和用户来改变配电网的潮流分布，并以此影响配电网的供电能力。以往的研究在分析配电网的供电能力时，鲜有考虑到电力市场交易的不确定性对配电网运行的影响。基于售电公司的双重角色，首先分析市场交易与配电网供电能力之间的交互作用；其次，计及配电网内部参与需求响应的可控分布式电源和可控负荷，建立考虑售电公司参与电力市场现货交易的配电网供电能力双层优化模型，并基于改进的重复潮流法和原-对偶内点法求解；最后，以改进的IEEE 33测试系统验证算法。结果表明，售电公司通过灵活调整购销策略参与电力交易，既可保证收益，又能提高配电网的供电能力，研究可以为优化电力市场配置与提高配电网供电能力提供一定的理论依据。     

基于电压灵敏度分析的分布式光伏在线调控策略

随着主动配电网中分布式光伏渗透率越来越高,传统配电网电压控制方法已不能达到最佳效果与最优效益。为满足主动配电网中分布式光伏在线调控的需求,本文提出了一种基于电压灵敏度分析的分布式光伏在线调控策略,同时可以实现配电网的电压调节。推导出配电网电压对节点注入功率的灵敏度矩阵,建立分布式光伏自动发电控制优化模型,并通过改进的免疫双态粒子群算法求解该模型,对配电网中光伏发电系统的有功无功输出进行在线优化控制。本文所提出的策略和算法应用于浙江嘉兴双河变昌东863馈线配电网中的分布式光伏,并在PSCAD/EMTDC与Matlab联合仿真平台中进行仿真验证,结果证明了所提出的方法的正确性与有效性。     

考虑可靠性与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估

针对传统供电能力评估中难以同时解决既避免单纯以负荷高峰时刻全网N-1准则为基础又细致计及分布式电源、储能和负荷需求响应影响等问题,提出了考虑可靠性柔性需求与故障后负荷响应的主动配电网供电能力评估方法。首先,结合出力不确定性与用户差异化的响应能力,对主动配电网中的分布式电源、储能与可响应负荷等基本元素进行建模;其次,构建了以最大供电能力为目标、以可靠性需求和故障后负荷响应经济性为主要约束的主动配电网供电能力评估模型;继而,发展了考虑分布式光伏、蓄电池以及需求响应的主动配电网可靠性评估准序贯蒙特卡洛模拟法,并提出了基于遗传算法的供电能力评估模型优化求解方法;最后,通过算例验证了所提方法可有效挖掘主动配电网供电能力,提升资产利用效率。     

基于概率潮流的主动配电网供需群体协同优化运行策略

为有效解决主动配电网(ADN)运行模式中供应侧和需求侧响应量的不确定性给电网安全带来的问题,在传统概率潮流模型基础上,将虚拟微网与ADN交换功率及需求侧响应的不确定性视为新的随机注入变量,搭建了供需群体互动的概率潮流模型。利用概率潮流的计算结果,使距期望值波动的3个标准差内的数值落在约束范围内,作为系统运行的不等式约束条件。在此基础上,以ADN运行成本最小为优化目标,制定基于概率潮流的ADN供需群体协同优化运行策略,确定了供需互动模式下各互动节点的响应量。该模型既避免了传统配电网运行模型中仅由上级主网承担系统不平衡功率的情况,又有效地提高了系统运行的安全性与经济性。最后,通过算例验证了该模型的有效性和实用性。     

考虑电源和负荷时序特性的主动配电网网源协调规划方法

提出了一种考虑电源和负荷时序特性的主动配电网网源协调双层规划模型。模型上层为规划层,以综合费用最小为目标,对线路的改造、分布式电源和补偿电容的选型、选址和定容进行决策。模型下层为运行层,以年运行费用、快速电压稳定性、用户用电习惯满意度等为目标。考虑分布式电源和负荷的波动性和不确定性,建立二者的时序模型。综合考虑分布式电源出力、需求响应和补偿电容投切,实现主动配电网的经济调度。采用改进的IEEE33节点配电系统对该方法进行仿真。仿真结果表明,所提出的网源协调规划方法能有效降低主动配电网的投资成本和运行成本,同时能有效提高电网运行效率和分布式电源渗透率。     

适应分布式电源的输配电网协调潮流算法

针对未来分布式电源逐渐增多的背景,输、配电网间潮流耦合关系将趋于复杂化,必须将输电网、配电网潮流统一进行分析。对此,建立了以输电网与配电网边界节点电压为协调变量的全局电网分解协调计算方法,其协调量来自电压无功灵敏度,分解协调的信息就地采集,易于实施。通过算例验证表明,该方法不但能适应当前电网潮流的统一计算,而且对于分布式发电占相当比例的未来电网同样具有很好的适应性。