智能配电系统的发展现状与展望

随着分布式发电、电动汽车、智能电表和新一代无线通信等的发展,以及通过电价机制实现需求侧管理,配电系统的状况逐步发生变化,智能配电系统应运而生。作为未来智能电网的重要组成部分,智能配电系统可以充分利用自身的灵活性对资源进行优化配置,也有能力参与上层输电系统的优化调度或市场化运行。在过去的10多年间,国内外不少学者对未来配电系统的组成、体系架构、规划方法、运行策略等进行了比较广泛的研究,逐步建立了智能配电系统的概念。在此背景下,对含电动汽车的智能配电系统的研究现状做了评述并对将来的发展进行了展望。首先分析了智能配电系统的体系构成,并给出了一种系统架构;之后对智能配电系统的组成部分和核心技术进行了分析,并指出了有待研究或进一步研究的问题。最后,就智能配电系统的规划、设计、运行与控制等方面所面临的挑战做了探讨。     

电力系统故障诊断的时序模糊逻辑推理方法

电力系统故障诊断中主要存在两类不确定性因素,即保护和断路器动作的可靠性、调度中心接收到的警报信号的正确性和完整性。如何适当描述和处理这些不确定性因素是电力系统故障诊断领域尚未很好解决的重要问题,在一定程度上影响故障诊断结果的准确性。在此背景下,提出了一种将时序推理和模糊推理相结合的电力系统故障诊断方法。首先,分析了时序推理与模糊推理应用于电力系统故障诊断的可行性。之后发展了一种警报数据预处理方法,并构建了一种时序模糊逻辑推理模型。所发展的方法能够较为全面地处理故障诊断过程中的两类不确定性因素,并能解释整个故障演变过程。最后,用算例说明了所提方法的可行性与有效性。     

计及配电公司特许经营权的产消者点对点交易模型

在针对配电系统层面设计点对点电力交易机制时,需要考虑配电公司所拥有的特许经营权,通过设计适当的网络收费模式有效补偿配电系统基础设施所有者的投资和运行成本。提出一种计及配电公司特许经营权的产消者点对点交易模型。基于配电公司和产消者之间的主从互动关系,建立基于电气距离的过网费定价双层博弈模型,上层为以配电公司收益最大为目标的过网费价格决策模型,下层为考虑过网费的产消者最优调度模型;基于卡罗需-库恩-塔克(KKT)条件将双层博弈模型转化为单层混合整数规划问题,进而得到过网费价格;利用交替方向乘子法分布式求解产消者点对点实时交易电量和交易电价。IEEE 33节点配电系统的仿真结果验证了所提模型能在保证配电系统安全运行的基础上保障所有产消者利益,且能合理补偿配电公司因放弃部分特许经营权而产生的收益损失。     

确定电力系统运行综合效益关键指标集的Vague集方法

现有电力系统指标体系方面的研究主要侧重于对安全性与可靠性的评价,对系统运行综合效益评价方面的研究则较少。在此背景下,首先对发展电力系统运行综合效益评价指标体系这一重要问题做了系统的论述。之后,针对电力系统运行综合效益指标种类繁多的特点,首次提出了基于Vague集理论确定综合效益关键指标集的系统方法,并给出了具体的计算流程。基于Vague集理论的指标筛选方法可以同时考虑评价专家支持、反对和弃权三种意见对指标选取的影响,使得评价结果更为全面,并可降低评价专家的难度。这种方法也能应用于其它指标体系的建立和指标筛选问题。最后,采用算例对所提出的方法做了说明。     

基于负荷分解的短期负荷预测传递函数模型

短期负荷预测主要用于预测未来几小时、1天甚至几天的负荷,对电力系统运行的安全性和经济性具有重要意义。时间序列模型在电力系统短期负荷预测中得到了广泛应用。然而,这种方法的一个主要缺点是无法将影响负荷预测的主要因素之一即气象因素考虑进去。在此背景下,首先基于历史负荷数据,采用传统的分解方法提取出负荷中的周期分量,得到剔除周期分量后的非周期分量。在此基础上,首先采用逐步回归法筛选出影响负荷非周期分量的主要因素,之后发展了预测负荷非周期分量的传递函数模型。最后,用广东电力系统实际负荷数据对所发展的短期负荷预测模型的准确性进行了验证。     

基于Tabu搜索方法的输电系统最优规则

输电系统最优规划问题是一个复杂的非线性组合优化问题，至今未得到很好的解决。Ｔａｂｕ搜索（ＴＳ－Ｔａｂｕ Ｓｅａｒｃｈ）方法是近年来出现的用于求解组合优化问题的一种高效的启发式搜索技术。本文尝试了应用ＴＳ方法来解决输电系统最优规划问题，发展了相应的数学模型和算法。３个算例系统的计算结果证明了这种方法的可行性。     

考虑光热电站的电热氢综合能源系统协调优化策略

为促进清洁能源消纳及多能耦合系统灵活运行,降低源、荷不确定性对系统的影响,构建包含光热电站的风-光-电-热-氢综合能源系统(wind-photovoltaic-electric-heat-hydrogen integrated energy system, WPEHH-IES),提出一种鲁棒性可调的空间多面体不确定集两阶段鲁棒优化方法。基于列与约束生成(column-and-constraint generation, C&CG)算法将两阶段三层min-max-min鲁棒优化模型分解为一层min主问题与两层max-min子问题,通过强对偶原理将双层子问题结构简化处理;由子问题与主问题的交替求解,进而得到原问题的最优解。最后,通过算例分析验证所构建模型和求解算法的有效性及多能耦合系统出力的灵活性。     

计及风险约束的多阶段输电系统规划方法

多阶段输电系统规划问题是一个复杂的非线性组合优化问题。与传统的输电系统规划问题相比，电力市场环境下的输电系统规划更加复杂，需要处理的不确定性因素更多。在不确定性环境下所制定的输电系统规划决策不可避免地会带有一定的风险, 包括安全风险与经济风险。因此，在制定输电系统规划方案时需要适当考虑风险的影响，亦即需要进行风险管理。在此背景下，文中利用机会约束规划可以显式描述风险的特点，构造了计及风险约束的多阶段输电系统规划的模型框架，并给出了相应的求解算法，为解决这一重要而困难的问题做了一些新的尝试。最后通过一个算例系统说明了所提出的方法的可行性。     

电力市场环境下备用容量的集中和分散优化决策

针对电力市场环境下, 应该采用何种方式确定和获取所需要的备用容量这个有普遍争议的问题，提出了集中优化方法和应用保险理论的优化方法。集中优化方法是以从发电公司购买成本和用户停电损失之和最小化为目标，通过集中方式确定所需的总的运行备用容量及其价格并在相关的发电公司间分配这些容量的方法。应用保险理论的分散优化方法是用户通过购买保险，把停电可能引起的损失转移给独立调度机构（ISO）, 从而引导ISO对备用容量进行有效的管理；同时，当发电公司没有投入所成交的备用容量时，ISO会对其进行高昂的惩罚, 从而激励发电公司很好地履行合同职责。文中先导出了与备用容量相关的各个发电公司的成本函数和用户的效用函数，然后给出了相应的分散优化和集中优化的数学模型，以及求解算法，证明了在完全竞争的市场中分散优化方法可以得到和集中优化方法相同的最优解, 即最大化社会福利。最后以有14个发电公司参与的模拟电力市场为例进行了仿真计算，说明所提出方法的基本特征。     

电力市场环境下互联电网恢复控制的评述

阐述现代互联电网对恢复控制的要求;比较不同的恢复控制策略,包括自下至上(bottomup)、自上至下(top-down)及混合策略;讨论其优化与协调.根据各种恢复策略涉及的技术与经济因素,讨论决策支持系统应具备的功能.提出基于风险的自适应决策优化,分析市场环境对启动电源(包括黑启动)服务和恢复控制的影响,提出经济层面的优化及其与技术层面的协调.强调以量化指标反映启动电源服务的技术性能及停电风险,兼顾启动电源的经济性与可靠性.