考虑变流器四象限运行的不平衡配电网DESS两阶段优化配置

分布式储能(distributed energy storage system, DESS)可通过功率四象限运行以高效服务于配电网电压管理。现有以改善电压质量为导向的DESS优化配置研究缺乏对储能功率四象限运行和配网三相不平衡状态的全面考虑。为此,提出一种适用于不平衡配电网的功率四象限DESS两阶段优化配置方法。在选址阶段,基于三相牛顿-拉夫逊潮流算法提出全维电压灵敏度分析方法,从提升系统电压质量的角度深入探究DESS的最优选址。在定容阶段,考虑系统运行经济效益,以年均投运成本最低和节点电压偏差最小为优化目标建立了DESS经济运行模型,通过粒子群-灰狼优化算法进行求解。以改进IEEE33节点三相配电网为例开展算例分析,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于半正定规划的低压不对称配电网储能优化方法

高渗透率分布式电源的不对称接入加剧了有源配电网的电压波动,使得有源配电网的三相不平衡问题更加突出,导致配电网中设备的损耗增加并处于不正常运行状态,给系统的安全运行带来风险。为此,提出了一种基于储能系统的有源配电网不对称运行优化方法,通过调节储能系统的运行策略,提高系统运行的经济性,并改善有源配电网运行中的三相不平衡程度。通过引入线性化和凸松弛技术,将原本非凸非线性的优化模型变为半正定模型,降低了优化问题的求解难度,提高了求解效率;最后,基于改进的IEEE 123节点系统验证了所提方法的正确性和有效性,通过调节储能的运行策略,减小了三相配电系统不对称运行损耗和电压波动。     

基于三相不平衡的分布式光伏接入配电网的优化配置研究

为了准确分析分布式光伏接入导致的配电网不平衡,针对配电网三相不平衡,给出了一种基于分布式光伏接入配电网的优化配置。选择三个目标函数(光伏容量比、系统网络损耗、电压稳定裕度),并且建立考虑三相不平衡的分布式光伏多目标优化配置模型。为了解决粒子之间互不占优的问题,使用最小角度的多目标粒子群算法求解,通过算例验证模型和方法的有效性。结果表明,配电系统三相不平衡得到了有效改善。所做研究工作为我国分布式电源接入配电网的发展提供了参考和借鉴。     

基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置与容量优化配置方法

针对典型日负荷曲线,提出基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置和容量优化配置方法。该方法考虑了分布式储能的充放电运行状态,基于网损灵敏度方差确定配电网中各节点接入分布式储能的优先顺序。以配电网网损和节点电压波动为目标函数,运用改进的粒子群算法对分布式储能的充放电功率进行优化,并确定分布式储能的最优配置容量。仿真结果表明,采用该方法确定分布式储能在配电网中的位置和容量可最大化实现功率就地平衡、降低配电网网损和降低配电网节点电压波动,实现分布式储能在配电网中的优化配置。     

计及源荷不确定影响的不平衡配电网两阶段优化

在“碳达峰、碳中和”国家战略背景下,分布式电源(distributed generators, DG)的大量接入虽然带来显著的社会和环境效益,但其高间歇性与不确定性也导致峰谷差拉大、电压频繁越限,危害配网安全稳定运行。作为缓解上述问题的有效手段,储能与DG的协调控制近年来得到广泛关注。但现有研究普遍基于三相平衡网络模型假设,且受储能自身特性限制对DG不确定性影响考虑不足。为此,提出一种基于储能和DG协同控制的不平衡配电网两阶段优化策略。其中,第I阶段基于三相配网模型和源荷功率预测,对储能开展长时尺度(24 h)优化调度,以提升运行经济性。针对第I阶段存在的电压越限风险,第II阶段基于源荷不确定性建模和DG逆变器无功能力,在短时间尺度(15 min)开展不平衡配网电压分布式鲁棒优化,以提升运行安全性。对上述两阶段优化问题采用凸化和对偶重构手段进行求解,并基于真实配电网案例进行仿真验证。结果表明：所提两阶段优化策略能有效计及三相不平衡和源荷不确定影响,并提升配电网运行的经济性与安全性。     

考虑耐受渗透比的低压配电网储能优化配置

分布式电源出力具有随机性、波动性的特点。高渗透率DG接入低压配电网可能存在功率倒送和电压越限的问题。通过在DG侧配置储能装置,可以改善DG出力特性,提高低压配电网对DG的消纳能力。文章首先提出了DG接入低压配电网耐受渗透比的概念。为平抑DG出力波动幅度,提出了基于DG出力峰值削减的储能充放电控制策略。随后,分析了储能配置比与耐受渗透比提高幅度之间的灵敏度关系,进而提出了考虑耐受渗透比的分布式储能优化配置方法。通过仿真分析,证明了通过合理配置储能容量可以有效提高低压配电网对DG的消纳水平。     

带蓄电池储能系统的DSTATCOM有功无功联合优化控制

蓄电池储能系统接入配电网静止同步补偿器(B-DSTATCOM)进行有功无功联合控制可有效缓解高波动性分布式电源大量接入配电网导致的电压越限、网损加重、三相不平衡度增加等系列问题。对此,文中提出一种计及光伏发电的不平衡主动配电网B-DSTATCOM实时有功无功联合优化控制策略。首先,对B-DSTATCOM四象限运行原理进行研究,在此基础上以电压偏移、网损、电压不平衡度及运行成本为子目标函数建立B-DSTATCOM实时有功无功联合多目标优化控制模型,并采用加权求和法、改进粒子群优化及直接潮流法求得最优控制方案。最后,基于澳大利亚某实际含光伏低压不平衡配电网进行MATLAB仿真,验证所提方法及模型的有效性、实用性和鲁棒性。     

基于时序电压灵敏度的有源配电网储能优化配置

分布式电源大量并入配电网所带来的电压问题日益显著,储能系统拥有灵活的功率调节能力,使其成为管理配电网电压的有效手段。针对有源配电网储能选址问题,该文提出时序灵敏度计算方法,从改善电压的角度深入研究储能系统最佳选址及配置。该方法首先以节点电压偏移量作为权重因子,对传统单一时间断面下的两节点间灵敏度指标做出改进;其次,区分了有源配电网电压偏移节点相反的调压需求;第三,考虑不同时段在灵敏度计算中的不同重要性,基于时序模型提出了节点的时序灵敏度指标;第四,计及了不同运行方式对灵敏度计算的影响,提高了储能配置方案在配网不同运行方式下的适应性;最后,采用遗传算法求解了时序综合灵敏度计算下的储能优化配置容量。文中以改进的IEEE33节点系统及实际配电系统为算例进行了仿真研究,仿真结果表明:所提方法充分考虑了有源配电网的多种特点,有效提高了储能对有源配电网电压的支撑水平,提高了其电压调节的针对性,并兼顾了不同节点的调压需求;且储能配置方案适应性强,满足了配电网多种运行方式下的电压控制需求。     

含用户侧分布式储能的配电网降损分析

用户侧分布式储能接入将对配电网网络损耗产生重要影响。首先从理论上较全面推导分析用户侧分布式储能接入对配电网网络损耗的影响,建立用户侧分布式储能接入配电网后的网络损耗模型,综合考虑了用户侧分布式储能发出的有功功率和无功功率。在此基础上,提出一种用户侧分布式储能的充放电优化运行方法,以削峰填谷和降损为优化目标,基于改进的粒子群优化算法进行求解,对用户侧分布式储能发出的有功功率和无功功率同时进行优化。仿真结果表明,所提方法可有效降低配电网网损,平抑负荷变化和改善配电网电压水平。     

基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制

大规模户用光伏不平衡接入低压配电网会造成严重的电压越限、网损和三相不平衡。针对当前户用光伏消纳控制技术对三相四线制低压配电网不适用的问题,提出了一种基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制方法。考虑电压、电流的幅值和相角,采用三相四线制节点导纳矩阵建立了低压配电网的网络拓扑结构;综合考虑网损和三相不平衡度最小,建立了储能元件有功功率和光伏逆变器无功功率的三相四线制线路多时段协同控制模型;通过复数变量拆分和模型凸化以降低三相四线制模型的求解难度,采用CPLEX算法包求出模型全局最优解。仿真结果表明,所提出的基于最优潮流的控制方法在大规模光伏和负荷不对称接入条件下能够有效抑制电压越限,同时达到降低网损、改善电网三相不平衡的目的。     

面向电网运营提升的新型配电网储能多目标配置方法研究

储能系统作为构建新型电力系统的重要组成部分,在提升电网设备利用率,降低电网线损, 促进清洁能源消纳等方面发挥着不可替代的作用。以新型配电网为研究对象,首先通过构建分布式储能总体优化配置框架,明确相关影响因素,构建考虑分布式储能建设成本的多目标优化模型,并基于潮流、线损、储能运行等约束条件,提出基于遗传算法的分布式储能最优接入点求解方法与流程;随后,以西北某县域配电网为例,验证了总体模型的优化成效。算例分析表明：结合配电网网架数据、发用电负荷特性、储能设施投资参数,优化配置分布式储能接入点与接入规模,可发挥分布式储能对新型配电网运行效益的提升水平,提升配电网资产整体利用率的同时,提高分布式电源消纳能力。     

考虑配电网消纳能力的分布式电源与储能优化配置

计及经济性及电网运行约束对配电网中分布式电源及储能进行合理规划,是提高新能源利用率及消纳能力的重要解决方案。提出一种配电网中分布式电源及储能的选址定容双层优化方法,内层考虑新能源及储能电池的时序特性,基于日内最优潮流与虚拟调度思想确定消纳运行方案;外层基于运行方案,综合考虑电压偏差、运行成本、弃风弃光惩罚,利用粒子群算法确定最优配置方案,提高配电网的消纳能力。采用IEEE 33节点配电网测试系统算例验证了所提方法的有效性。     

基于配电网分区的分布式混合储能优化方法

为了提高配电网对呈现不同出力特征的分布式电源的消纳能力,实现含多种分布式电源及大负荷并涉及不同出力特征的配电网优化运行,提出一种基于配电网分区的分布式混合储能优化方法。考虑多种分布式电源及大负荷的概率特征,通过K-means算法得到各分布式电源及大负荷的离散化模型,并计算离散化后配电网的电气距离矩阵,得到配电网分区的相似矩阵;采用吸引子传播(AP)聚类算法将配电网按照节点间的相似度大小分为多个分区,进而确定安装混合储能系统的聚类中心节点;考虑储能系统的充放电效率和荷电状态进行混合储能系统的容量配置,采用希尔伯特-黄变换将各分区的不平衡功率分解为高频分量和低频分量,分别作为功率型储能和能量型储能容量配置的参考功率,以确定最优配置方案。算例分析结果表明,所提优化方法可以有效提高储能的利用效率以及配置方案的经济性。     

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method, HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。     

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method, HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。     

计及多级配电网运行效率提升价值的电网侧储能优化配置

针对当前在园区配电网储能优化配置过程中难以合理度量本级线路运行效率提升带来的价值以及未能充分考虑对上级电网产生的效益问题,提出了一种计及多级配电网运行效率提升价值的电网侧储能优化配置方法。首先,基于储能对网供负荷削峰填谷作用,提出了对本级线路运行效率提升价值的合理度量方法,并结合上下级配电网可能存在的利益主体差异,提出了下级配电网储能配置对上级配电网容量替代作用的分析方法。其次,构建了储能系统配置与运行的双层交替优化框架并运用成熟的优化工具进行求解。最后,通过改进IEEE-33节点系统的算例分析,验证了本文所提方法的有效性和实用性。     

基于网损最小的智能配电网“源网荷”优化研究

智能配电网的典型特征是有大量分布式电源与多元负荷的接入。在新的电网发展形态下,明确了影响线损的主要因素,提出了基于"源网荷"协调优化的节能降损思路。"源网荷"优化的主要措施有:源源出力优化配置、储能设备最优接入容量与接入位置、网络重构、负荷优化。在分布式电源的最优装接容量和位置的研究成果基础上,研究了多个分布式电源接入情况下的有功出力协调优化;针对储能设备的运行特征,研究了储能设备接入电网的最优容量与位置。从网络重构角度出发,建立了网络重构的计算模型,研究了在分布式电源接入的条件下,进行网络重构的判定条件。从负荷避峰的角度,提出了计算用户可限负荷的方法和避峰的边界条件。     

考虑大规模光伏和风电接入的主动配电网无功电源综合规划

不断攀升的可再生能源渗透率造成配电网电压越限问题突出。提出了一种基于综合时序灵敏度法与无功补偿候选节点聚类分区相结合的无功电源接入选址及容量优化配置方法。首先,提出应用综合时序无功电压灵敏度法确定无功补偿接入候选节点;接着,对配网节点进行聚类分区,以确定无功补偿的选址;此外,为了实现多种无功补偿电源的主动控制,还制定了三级无功电压运行控制策略以确定各种措施的运用顺序;最后,对改进的IEEE 33节点算例进行仿真分析,结果表明规划结果能有效解决间歇性分布式电源大量融入后引起的电压越限问题,并有较好的经济性。