面向韧性提升的交直流混合配电网协同恢复方法

交直流混合配电网是未来配电网的重要形态。近年来愈发频繁的极端灾害对交直流混合配电网的安全可靠供电提出了严峻挑战,如何提升交直流混合配电网的韧性水平亟待解决。考虑极端灾害造成的时序故障及其修复过程,提出面向韧性提升的交直流混合配电网协同故障恢复方法,充分协同利用分布式电源、移动式应急电源（mobile emergency generators,MEG）和交直流配电网络动态重构,实现极端灾害下关键负荷的快速恢复。在故障时序发生和修复的过程中,通过远程可控制开关（remote-controlled switch,RCS）实现交直流混合配电网交流部分和直流部分的协同动态重构,从而隔离故障并恢复负荷,同时配合分布式电源、MEG的动态调度形成恢复性孤岛,从而保证关键负荷的快速恢复,提升系统韧性水平。采用二阶锥松弛技术将潮流方程进行凸化松弛,使得优化问题转化为可有效求解的混合整数二阶锥规划模型。采用改进的IEEE 33节点交直流混合配电系统验证了所提方法的有效性,以及考虑MEG实时调度、RCS动态重构和配电网交直流部分协同对于配电网韧性提升的重要性。     

多源协同的智能配电网故障恢复次序优化决策方法

当因极端事件导致电力系统发生大规模停电时,可以协同配电网中的分布式电源、储能系统等本地资源恢复网内重要负荷,以提升配电网韧性。为了快速平稳地使系统从停电后状态过渡至恢复状态,需要优化开关投切次序。文章提出了多源协同的智能配电网故障恢复操作次序优化决策方法,将问题建模为混合整数线性规划模型,并利用成熟的商业优化求解器快速求解,确定最优的开关投切操作次序以及每次恢复操作后的系统运行状态。优化模型计及负荷重要度权重,以快速恢复重要负荷为目标,考虑了三相不对称潮流约束、系统运行约束以及恢复过程中的恢复操作约束等。通过改进的IEEE 13节点系统和IEEE 123节点系统验证了所提出的配电网故障恢复次序优化决策方法的有效性。     

配电网故障恢复综述

快速的配电网故障恢复是提高供电质量十分重要。从目标函数、约束条件、理论研究各个方面对配电网故障恢复进行了总结归纳,并分析了电力市场对配电网故障恢复带来的影响,指出越来越复杂化的电网结构以及日趋广泛的经济调度成为影响故障恢复过程的重要因素。     

计及关键负荷功能恢复需求的韧性城市配电网恢复方法

大停电后,利用城市配电网本地分布式电源快速恢复重要负荷,是减小停电损失、提升电网韧性的有效方法。城市中既存在需要电、水、气等各类资源共同支撑才可实现正常运转的终端用户负荷,也有如交通灯、水泵等关键基础设施负荷,且电网、用户负荷、关键基础设施负荷之间存在密切的耦合关系,需要在恢复决策时予以考虑。提出了一种计及关键负荷功能恢复需求的多时段配电网故障恢复方法。在荷侧,考虑了用户负荷功能对于电、水、气资源的需求及交通负荷用电需求;在网侧,考虑了电网、水网、气网的运行约束;在源侧,考虑了可移动发电资源接入灵活和本地发电资源能量有限的特点。算例测试结果表明,所提方法可最大化恢复多类型负荷的社会功能,实现有限发电资源的最优分配。     

计及关键负荷功能恢复需求的韧性城市配电网恢复方法

大停电后,利用城市配电网本地分布式电源快速恢复重要负荷,是减小停电损失、提升电网韧性的有效方法。城市中既存在需要电、水、气等各类资源共同支撑才可实现正常运转的终端用户负荷,也有如交通灯、水泵等关键基础设施负荷,且电网、用户负荷、关键基础设施负荷之间存在密切的耦合关系,需要在恢复决策时予以考虑。提出了一种计及关键负荷功能恢复需求的多时段配电网故障恢复方法。在荷侧,考虑了用户负荷功能对于电、水、气资源的需求及交通负荷用电需求;在网侧,考虑了电网、水网、气网的运行约束;在源侧,考虑了可移动发电资源接入灵活和本地发电资源能量有限的特点。算例测试结果表明,所提方法可最大化恢复多类型负荷的社会功能,实现有限发电资源的最优分配。     

基于自适应模拟退火遗传算法的多能源协同配电网故障恢复分区方法

在当前地区电网大规模接入新电源发电场站的背景下,提出一种基于自适应模拟退火遗传算法的传统发电机组和新能源发电场站协同的区域配电网故障恢复分区方法。该方法利用传统发电机组良好的调频和调压能力作为区域电网恢复中的主控制电源,为新能源发电提供参考电压和频率,保障了电网区域的稳定运行。在恢复方法中采用模拟退火遗传算法,并在传统的遗传算法中加入模拟退火机制和自适应机制,对遗传算法的选择、交叉和变异环节进行自适应调整,增强了传统遗传算法的搜索能力,提高了收敛性,实现了地区电网的快速恢复,提高了地区电网运行的可靠性。采用美国PG&E69节点配电网算例对该方法进行了验证,仿真计算结果证明了该方法的优越性。     

基于二进制粒子群算法的交直流混合配电网故障恢复方法

针对交直流混合配电网特殊的网架结构和电气特性,构建交直流混合配电网故障恢复模型。所提出的模型以故障恢复综合满意度指标为目标函数,并计及潮流约束、节点电压约束、支路传输约束和网络辐射状约束等约束。对所建立的模型设计两阶段优化求解流程,第一阶段采用二进制粒子群算法进行求解,第二阶段采用粒子群算法进行求解。最后通过一个算例表明,交直流混合配电网故障位置对故障恢复策略以及故障恢复综合满意度指标有着较大影响,同时所提出的模型适用于交直流混合配电网故障恢复问题。     

配电网故障恢复方法的研究

讨论了配电网故障恢复的原则和过程,分析提出了故障恢复的有关数学模型及其特点,最后举例分析了配电网自动化系统中实现自动恢复供电的流程和具体措施。     

基于多代理的智能配电网故障恢复

针对传统的配电网故障恢复方法其效率低下,对复杂智能配电网系统的适应能力差的问题,结合现有多代理技术的思想,提出了基于多代理技术并结合改进遗传算法的智能配电网故障恢复的新方案。以某地区实际配电网模型进行仿真,结果显示,将多代理技术运用到配电网故障恢复中能获得更好恢复效率,并能够尽量减少故障区域的重要负荷的失电,并对非故障区域的失电负荷进行供电,仿真实验证实了多代理技术在配电网故障恢复中的可行性和优越性。     

面向能源互联网的配电网韧性提升研究综述及展望

低概率–高风险极端自然灾害和人为攻击事件的频发对电力系统安全稳定运行造成了严重威胁。随着能源互联网技术的发展,配电网、天然气网、城市交通网络以及信息网络的深度融合为韧性配电网的发展开辟了新的途径。该文首先阐明了在能源互联网背景下发展韧性配电网的必要性,对不同维度主体耦合系统的韧性评估研究现状进行了介绍;然后详细论述了配电网在灾前、灾中、灾后各阶段以及全过程韧性提升策略的建模思路和求解方法;继而归纳了能源互联网背景下配电网与天然气网、交通网以及信息网络深度融合运行时韧性提升策略的研究现状;最后,结合现有工作的不足对未来韧性配电网的研究方向进行了展望。     

交直流混合配电网继电保护研究综述

直流配电网能友好兼容各类分布式电源和直流负载,与现有的交流配电网构成交直流混合配电网是应对能源危机、环境污染的有效手段,但缺少可靠、稳定的继电保护技术是制约交直流混合配电网发展的重要因素。概述了国内外交直流混合配电网继电保护的研究现状。总结了直流配电网的结构、故障特性、保护原理等方面的研究,进而对交直流混合配电网的故障特性以及交直流相互作用对保护配置的影响进行分析。同时总结国内外对交直流换流器继电保护的研究。最后对交直流混合配电网继电保护技术的研究方向进行展望。     

基于多Agent演化算法的多目标配电网故障恢复

针对大规模配电系统,定义了配电网运行均衡度指标,在完成重要负荷的优先恢复基础上,尽可能多地恢复失电负荷,再综合考虑配电网运行均衡度与网损两方面,建立了配电网多目标故障恢复数学模型。提出一种基于多Agent演化思想的多目标配电网故障恢复算法,每个目标作为一个代理（AG）,代理（AG）拥有各自的演化群体,以各自的单个目标作为演化过程中的评价函数,在寻优过程中协调代理（CAG）将代理（AG）发送过来的最优解的概率分布进行合成,然后再发回给单个代理（AG）,作为产生下一代解的依据。算例表明,该方法在很少的演化代数内将解群体收敛到Pareto最优解集,证明了该方法的高效性和实用性。     

配电网非故障区恢复供电方法研究

讨论了配电网故障隔离后非故障区恢复供电的原则和过程;分析提出了恢复时配电网重构的有关数学模型及其特点;举例分析了配电网自动化系统中实现自动恢复供电的流程和具体措施。     

计及VSC运行方式与故障恢复优化的交直流混合配电网可靠性评估

交直流混合配电网在故障后可通过调整VSC控制方式、网络重构等多种方式进行恢复,但现有可靠性评估方法并未充分考虑这些恢复方式对可靠性的影响,进而导致评估结果不准确.针对这一问题,首先基于传统故障模式后果分析法建立故障模式后果分析(failure mode and effects analysis,FMEA)表,根据故障信...     

计及柔性直流装置的交直流配电网保护控制研究

交直流混合配电网可更好地接纳分布式电源和直流负荷,缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾,已成为现代城市配电网的一个重要发展趋势。接入柔性环网控制装置后,配网由单端电源供电网络变为多端电源供电网络,其可靠性面临新的挑战。通过对交直流混合配电系统的故障特点进行总结,分析接入柔性直流控制装置后柔直侧及系统侧的保护影响,提出基于时序配合的智能装置协同控制架构。利用柔性电力电子器件的快速响应特性,设计柔性直流控制装置与交流保护控制装置配合的保护控制策略。在GOOSE有向节点及快速通信机制的作用下,运用保护控制协同策略进行故障定位及隔离,有效地增强了含柔性互联装置的交直流混合配电网可靠性,具有工程实用价值。     

基于需求响应的配电网韧性提升技术研究

针对频发的极端灾害造成的大规模停电事故,提出了一种计及需求响应的配电网韧性提升技术.梳理配电网韧性基本概念并提出负荷恢复率、分布式能源(distributed generation,DG)利用率两种综合韧性指标,量化评估配电网韧性.建立激励型需求响应节点模型及配电网孤岛韧性模型,针对配电网中DG出力波动性大的特点,提出...     

电力系统韧性评估与提升研究综述

随着极端天气(如飓风、地震和洪水)和人为攻击(网络、物理攻击)发生频率的不断提高,对电力系统安全稳定运行造成了严重影响,长时间停电和基础电气设施损坏的概率显著增加。为减小停电事故所带来的经济损失与社会影响,构建具备抵御力、适应力、恢复力的高韧性电力系统,无疑有着重要的理论价值与现实意义。针对此,首先,概述了电力系统韧性的基本概念和主要特征,比较了其与可靠性、安全性、鲁棒性之间的差异。其次,建立了从灾害建模到系统响应的韧性评估框架,依据静态评估和动态评估将韧性指标进行了分类,并进一步梳理了电力系统韧性评估指标体系。另外,从故障预防、故障响应、故障恢复3个方面出发,探讨了提升电力系统韧性的关键技术。最后,对电力系统韧性研究领域的未来发展方向进行了展望。     

配电网故障后的供电恢复研究

提出一种基于网络拓扑分析,快速有效的启发式供电恢复新算法,并进行相应的软件开发作为配电管理系统（ＤＭＳ）中分析应用功能的重要组成部分。实际应用结果表明,提出的算法是有效可行的。     

含分布式电源的配电网故障恢复研究综述

随着分布式电源大量接入配电网中,传统的配电网故障恢复方法不能再应用于含分布式电源(DG)的配电网中。分析了DG的运行方式以及对故障恢复的积极作用,论述了含DG的配电网故障恢复的策略、数学模型与优化的研究现状,总结了不同策略应用于DG条件下配电网故障恢复的利弊,并指出了今后研究的问题和方向。