配电网弹性内涵分析与研究展望

构建能有效抵御复杂环境下各类型扰动的配电网,对实现安全可靠供电、保障社会经济发展具有重要意义.为此,对配电网面临的扰动类型、配电网弹性的基本内涵以及配电网弹性提升关键技术进行了分析和探讨.首先,探讨了配电网弹性的概念内涵,对配电网须应对的扰动类型进行了分类划分,提出了扰动作用下配电网的运行状态分类及实现状态间转移的弹性控制手段;其次,提出了感知力、适应力、抵抗力、恢复力等4个配电网弹性核心特征;然后,提出了配电网弹性提升的关键技术,包括实现扰动预判分析的态势感知技术、实现运行状态校正的灵活适应技术、实现设备及系统安全的抵抗力提升技术,以及实现灾变应对的恢复控制技术;最后,对配电网弹性提升的研究方向进行了展望.     

基于FPGA实时仿真的光储独立直流微电网协调控制策略

现场可编程门阵列(field-programmable gate array, FPGA)具有数据并行度高、运行频率高等优点,可以满足电力系统微秒级步长的精细化仿真需求,在微电网实时仿真中展现出巨大潜力。为了深入研究光储微网中光伏和储能系统的动态特性,基于FPGA设计了光储独立低压直流微电网实时仿真系统。首先搭建了低压直流微电网实时仿真框架,设计了一系列电气系统典型模块。其次考虑到实时仿真的不同动态需求,搭建了涵盖多种控制策略的光储控制系统模型。然后在此基础上提出了基于直流母线信号(DC bus signaling, DBS)的分层协调控制策略,通过协调光储变换器的控制策略平衡系统能量流动。最后将FPGA实时仿真结果和Simulink软件作对比,一方面验证了FPGA实时仿真器的精确性和可靠性,另一方面也验证了分层协调控制策略可平滑切换工作层区,自主平衡系统功率流动,有效维持直流母线电压稳定。     

考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化

强波动性分布式电源的大量接入给配电系统可靠安全运行带来了挑战。为此,提出了一种考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化调度方法。首先,建立了综合考虑柔性配电开关、储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化数学模型,其中第一阶段考虑日前分布式电源出力预测的不确定性以及网络拓扑和储能的时序相关性进行全局优化,第二阶段基于第一阶段的决策方案和准确的超短期预测信息,在各时段对柔性配电开关进行实时调度;其次,采用改进的列与约束生成算法对模型进行求解,通过辅助变量和对偶变量交替迭代,显著提高子问题的求解效率;最后,通过33和69节点系统进行测试,验证了所提调度模型和求解算法的有效性。     

兼顾供电可靠性和经济性的多目标网络重构

提出了基于隐含并行寻优思想的兼顾供电可靠性提高和网损降低的配电系统多目标网络重构算法。该算法采用了大规模配电系统三相潮流计算和可靠性评估方法,实现了配电系统可靠性与经济性水平的综合最优化。该算法具有不依赖于网络开关的初始状态,也不受初始联络开关的操作次序的影响,可以高效地求解系统的有效解,实现多目标综合优化的特点。算例结果表明,该算法是灵活和高效的。     

配电系统节点优化编号方案比较

系统地分析和比较了现有的各种配电系统节点编号方案，建立了统一的分类标准，并对一些满足特定要求的编号方案进行了更具一般性的概括和描述，体现了节点编号方案的多样性和统一性。指出配电网辐射型结构的特点，使得节点编号方案在配电系统分析中具有重要意义，好的编号方案可以起到简化系统潮流方程和提高计算速度的作用。并指明了不同的潮流分析方法所适宜采用的节点编号方案。     

计及分时电价的5G基站光储系统容量优化配置方法

随着第5代移动通信技术(5G通信)的迅速发展,5G基站数量不断增加,5G通信耗电量大、用电成本高的问题日益突出。为此,提出了考虑光伏和储能接入的5G基站光储系统优化配置方法,以提高5G基站运行的经济性。首先,考虑5G基站负荷情况和配电网分时电价,建立了5G基站光储系统的经济调度模型;然后,通过量子粒子群优化算法计算典型日内5G基站光储系统的最小综合成本,以此确定光伏和储能的最优接入容量;最后,通过算例证明合理配置光伏和储能容量可以提高5G基站系统的经济性。光伏和储能容量的配置受储能成本和峰谷电价差的影响较大,且光储系统所能带来的经济效益随峰谷电价差的增大和储能成本的降低而增大。     

分布式发电系统的不平衡三相潮流计算

传统的配电网潮流算法已不能满足未来分布式发电系统的需求。对常见的各种分布式电源的节点类型进行了划分,归结为P恒定、U恒定的PV节点;P恒定、电流幅值I恒定的PI节点;P恒定,U不定,Q受P、U限定的P-Q(V)节点。分别针对这些节点类型的各自特点,提出了在潮流计算中的处理方法,其本质是在各迭代步将各类节点转换成为传统方法能够处理的PQ节点或PV节点。在此基础上,提出了基于牛顿法的能够处理各种分布式电源的配电网三相潮流计算方法。采用6母线系统和292母线系统2个算例系统进行了测试,并详细给出了6母线系统的计算结果。算例结果证明所提算法具有良好的收敛性能,潮流计算时间和迭代次数相对于不含分布式电源的系统没有明显增大。     

基于模糊区间算法的配电网潮流计算

考虑配电系统运行中的不确定性因素，建立了负荷、并联电容器组和调相机的模糊区间模型。结合配电网络的特点以及模糊潮流和区间潮流各自的优点，提出了一 种基于模糊区间计算的前推回推配电网潮流算法。一般测试系统和阜新市10 kV实际配电系 统的计算结果验证了该算法快捷、有效。     

一流城市配电网的灵活适应性评价指标及计算方法

一流城市配电网的建设是国家、城市、电网的共同战略需求,但多元分布式电源和新兴负荷的增多,增加了配电网运行的不确定性,再加上可能存在的各种扰动或故障,对一流城市配电网的灵活适应性提出了更高的要求。立足配电网发展现状,进行一流城市配电网的内涵分析;对一流配电网灵活适应性进行特性分析,从配网侧、负荷侧和电源侧阐述各类灵活性资源;面向配网侧、负荷侧和新能源发电,提出一流城市配电网的灵活适应性评价指标体系及计算方法;最后针对修正的IEEE 33节点算例系统,计算不同场景设定下的部分指标值,定量评估不同场景下配电网的灵活适应性。所提一流城市配电网的灵活适应性评价指标及计算方法,对当前一流城市配电网的推广建设具有重要的指导作用。     

复区间潮流保守性问题的解决方案

区间运算的保守性问题是困扰区间潮流的主要问题之一。文中将复平面上区间数的3种不同表达方式，即方形域表达、圆盘域表达和扇形域表达引入区间潮流，来研究它们对区间潮流结果保守性的影响。复区间潮流采用的基本算法是配电网前推回推复区间潮流算法。采用33母线系统为算例，对潮流结果的保守性进行了研究，得出结论认为，根据电力系统中负荷的不同基本组成，来选择适当的复区间表示方式，可以降低区间潮流计算结果的保守性。