考虑最大供电能力的链式供电结构自愈系统设计

链式供电结构对故障位置定位的准确性有较大的影响,自愈时间较慢,尤其是面对特殊故障时,有很强的局限性。为了解决上述问题,文中在考虑最大供电能力的基础上,设计新的链式供电结构自愈系统。分别设计系统拓扑结构、层析结构和自愈结构。拓扑结构主要包括故障监测传感设备、供电断路器、故障保护设备;系统层次结构由信息检测层、故障保护层、自愈控制层组成;自愈结构由电路设备代理、电路母线代理、控制中心代理组成。设定信息采集程序和故障自愈恢复程序,建立自愈系统电路运行模型,通过约束条件分析最大供电能力,根据检验结果实现自愈。实验结果表明,设计的自愈系统故障位置定位的准确性高达99%,自愈时间低于0.5 s,为电网安全运行提供有效保障。

面向分布式新能源消纳的配电网最大供电能力调度方法

传统供电调度方法所需费用较高,导致配电网新能源消纳水平较差,现提出面向分布式新能源消纳的配电网最大供电能力调度方法。首先构建分布式发电的配电网供电能力调度模型,其次消纳配电网新能源负荷,最后优化配电网最大供电能力。实验结果证明了本方法的可行性。

以N-1满足率为约束的配电网最大供电能力评估

传统最大供电能力计算需要全网负荷通过N-1校验,对于广泛存在辐射状支路的配电网不完全适用。同时,其计算方法假设各节点负荷为连续变量而最大化全网总负荷,未考虑现状电网已有负荷情况及其自然增长规律,所求得的最大供电能力可能与实际情况脱节。为此,提出一种针对存量配电网的最大供电能力评估方法,将全网负荷100%满足N-1的硬约束松弛为N-1满足率约束,即在通过N-1校验负荷占总负荷的比例大于设定值的条件下求解配电网最大供电能力,同时考虑已有负荷及其增长。该模型最终建立为一混合整数线性规划模型,可被现有求解器有效求解。基于54节点系统的算例表明,所述方法可精确得到各N-1满足率要求下的配电网最大供电能力,并可给出各场景下的设备负载率以进行供电能力提升限制因素分析。

城市中压配电网最大供电能力评估方法

针对城市中压配电网存在的供电瓶颈问题,分析了城市中压配电网在不同接线方式下的站间负荷转移情况后提出了最大供电能力的评估方法。在线路满足N-1原则的前提下,着重考虑主变N-1原则下所能提供的最大负荷,给出了城市中压配电网最大供电能力的数学模型。该模型是以中压配电网所能提供的最大负荷为目标函数、以N-1原则为约束条件的混合整数规划问题,采用优化计算软件包LINGO求解。实际配电网络的算例验证了该方法在评估中压配电网最大供电能力方面的可行性与有效性,表明加强站间联络既能提高供电可靠性,又能有效挖掘配电网的供电潜力,可望用于优化电网运行,确定供电设备合理的负载水平,指导城市中压配电网的规划建设。

面向最大供电能力提升的配电网主动重构策略

基于主动配电网的发展潮流,提出一种面向最大供电能力提升的配电网主动重构策略及其预防控制系统。首先构建配电网最大供电能力评估指标,并通过变步长的重复潮流算法对配电网当前运行方式下的最大供电能力指标进行在线评估;随后,基于该指标提出配电网的主动重构策略及其预防控制系统,在最大供电能力指标低于安全警戒线时,以最大供电能力指标和最小开关操作次数为多目标对配电网进行主动优化重构,以保证配电网全天候的安全可靠运行;最后,以IEEE 33节点配电系统为例证明了本文所提面向最大供电能力提升的配电网主动重构策略及其预防控制系统的可行性和有效性。

基于最大供电能力的配电网规划理念与方法

为充分发挥配电网效率,提出基于最大供电能力(totalsupply capability,TSC)的配电网规划理念方法。首先,给出TSC规划流程:1)计算TSC和可扩展的最大供电能力;2)负荷与TSC匹配的总量校验与优化调整;3)负荷与TSC匹配的分布校验与优化调整;4)N1校验验证。其次,将常见的配电网建设改造手段按代价从低到高归纳为3大类10种规划措施,并给出这些措施在TSC规划流程中何时采用。其中,负荷分布调整是TSC规划的首选措施,能通过调整负荷在主变和馈线间的分配消纳新增负荷,为此提出一种负荷再分配的优化方法。最后,通过算例演示TSC规划的过程,并与传统规划对比。基于TSC的规划与传统规划先考虑变电容量匹配再进行网络规划的思路不同,其理念是优先通过优化配电网结构及运行方式提升TSC满足负荷,其次再考虑新增变电容量,从而达到充分利用已有网络销纳新增负荷目的,适合目前城市建成区复杂配电网络的规划。

城市电网输配全局最大供电能力分析

城市电网是包含输电网和高压配电网的全局电力系统。传统电网供电能力分析中,往往分别对输电网和配电网单独求解,割裂了输配电网之间的统一协调关系。针对这一问题,提出了城市电网全局最大供电能力分析模型。首先,针对输电网结构特点,结合改进的潮流计算模型,采用线性规划法求解输电网满足N-1约束的安全供电能力;其次,针对高压配电网的结构和负荷特性,建立基于需求侧分析的高压配电网最大供电能力分析模型;最后,进行电能阻塞分析,求取城市电网全局最大供电能力。通过算例证实了该分析体系能有效计算城市电网的全局最大供电能力,定位电网整体供电能力的薄弱环节,为电网规划提供参考数据。

基于最大供电能力的智能配电网规划与运行新思路

探讨了智能电网背景下的配电网建设规划和运行新模式,提出了配电系统高效规划建设与运行的理念。首先,指出快速网络转供能力是未来智能配电网一个新的边界条件,并介绍了计及该边界条件的供电能力理论。然后,在此基础上对目前中国配电网发展面临的问题进行了探讨:大量建设改造后的配电网具备很大的供电能力挖掘空间,通过网架优化能达到降低容载比和大量节约电网投资的效果;配电自动化等二次系统投资的主要效益在于提高一次系统的利用率;复杂的联络配电网络存在简化的必要性和可行性;网架结构和导线型号在标准化的同时也应具有个性化特点;智能配电网调度运行的发展方向是建立基于安全监视、报警、控制及优化安全框架的高效运行体系。最后,提出了适用于成熟配电网的基于供电能力优化的新规划思路,并给出示例。其特点是优先利用已有网络消纳新增负荷,其次再考虑新增变电容量。

分区柔性互联城市电网的最大供电能力分析

对比现有电网分区运行模式与新型柔性互联运行模式,并阐述柔性直流分区互联装置的基本工作模式;介绍分区互联装置的基本结构,并研究装置在分区间有功支援与动态无功支撑过程中的工作原理;考虑电网N-1静态安全性与暂态电压稳定性,提出分区柔性互联城市电网最大供电能力的定义与模型,并给出一种简化的逼近求解算法。某电网示范工程实际算例验证了所提方法的正确性;与传统分区运行相比,柔性互联后最大供电能力得到提升。

馈线联络对配电网最大供电能力的作用机理

最大供电能力(TSC)是衡量配电网建设水平的新指标,而馈线联络是影响TSC的关键因素,文中研究了馈线联络对TSC的影响。首先,定义了加权联络均衡度、联络效率等量化描述联络位置和联络效率的指标。其次,针对联络位置对TSC的影响,给出同等联络规模下TSC与加权联络均衡度的关系。再次,针对联络规模对TSC的影响,给出TSC、联络效率与联络规模的关系。最后,分析了不同联络建设次序下的TSC变化规律和特点。研究初步揭示了馈线联络对配电网TSC的作用机理,为优化配电网提供了新的依据。

基于潮流计算的配电网最大供电能力模型

现有文献计算配电网最大供电能力(total supply capability,TSC)的方法均未计及线路潮流引起的电压降落和网络损耗,其结果准确性应用于实际运行还存在一定难度。为解决这一基础性问题,首先提出基于潮流计算的TSC模型,精确计及了电压降落和网络损耗。该模型基于馈线间互联关系建立,其计算结果能精确到馈线负荷,同时考虑了主变N-1故障和馈线N-1故障。其次,针对该含有迭代的非线性规划模型,提出一种基于前推回推的迭代和广义梯度法的求解方法。最后,通过算例对比所提方法与现有文献方法,并利用N-1安全校验仿真来验证。结果表明,所得TSC结果更为准确,为TSC理论的应用从规划向运行提供了参考。

基于馈线互联关系的配电网最大供电能力模型

对配电网最大供电能力(TSC)计算准确性这一基础性问题进行了研究。现有文献的模型法和解析法均基于主变压器互联关系,经N-1安全校验仿真验证发现这些方法均存在一定的误差。为解决这一问题,文中提出了基于馈线互联的TSC模型及其计算方法。该模型能精确描述馈线间的手拉手和多分段多联络的互联方式,完整反映网架信息;计算结果能精确到TSC在馈线上的负荷分布,并在主变压器N-1故障基础上同时计及了馈线N-1故障。通过算例对比了文中方法与现有两种主要方法的结果。N-1安全校验仿真验证表明,文中所得TSC结果是N-1安全边界的临界点,结果准确。

配电网最大供电能力模型解的性质

从数学角度对配电网最大供电能力(TSC)模型解的性质进行了研究。首先,将TSC模型推导为线性规划模型的一般形式,阐述其数学含义与物理意义。其次,分别给出TSC模型无解与唯一解时参数条件的数学表达式,得到实际配电网的TSC模型总是存在无穷多解的结论。为进一步找出众多解中易于在实际配电网中实现的解,针对TSC解的主变压器负载率均衡度进行分析,总结归纳出达到负载较均衡时的配电网联络与主变压器容量的匹配条件。最后,通过算例验证了结论的有效性。

柔性配电网的最大供电能力模型

提出了柔性配电网(FDN)的最大供电能力(TSC)模型与计算方法。首先,提出了FDN的概念,FDN利用电力电子开关构成的柔性开闭站(FSS)将多回馈线联络组网,采用能灵活控制潮流的柔性闭环运行方式。其次,提出了FDN的TSC模型与求解方法,模型计及了FSS对负荷的柔性转带策略。最后,搭建典型组网形态下不同情况的FDN验证所述方法。与传统配电网TSC对比发现:FDN的TSC总量既有提升的情况也有不变的情况,文中分析了原因。从TSC角度看,FDN的优势在于:1TSC在FDN实际运行中更易实现,达到TSC时FDN允许馈线上负荷任意分布,而传统配电网只有在负荷满足特定分布时才能达到TSC;2达到同等TSC时,FDN的组网结构更简单。所述方法已应用于国内外首个多端柔性闭环中压配电网示范工程的方案论证。

计及用户分级与互动的配电网最大供电能力模型

用户对可靠性的不同需求以及用户参与互动是未来智能配电网必须考虑的重要因素,文中研究了用户分级与互动对最大供电能力(TSC)的影响,提出了计及用户分级与互动的TSC模型。首先,分别分析了不同用户级别和用户互动方式与TSC之间的关系;然后建立了用户响应模型,并基于现有馈线互联的TSC模型提出了计及用户分级与互动的TSC模型;最后对2个不同场景的算例进行了计算分析。分析结果表明,签订可中断负荷或紧急需求响应协议的三级用户,在N-1模式下参与互动并削减负荷会影响TSC的大小,且TSC将随用户削减负荷程度的增大而增大,直到达到电网总容量限值为止。所提方法能够计算在计及用户分级与互动条件下的TSC,为日后用户分级互动环境下配电网发挥最大供电能力奠定了基础。

基于多元非线性回归模型的环型中压配电网最大供电能力评估方法

基于潮流跟踪理论确定线路功率的主导开闭所负荷,并建立线路功率与主导开闭所负荷之间的功率分摊多元非线性回归模型。在此基础上,提出以变电站下网功率之和最大为目标函数,以电网N-1供电安全准则下的变电站主变容量限制、线路传输容量限制及开闭所容量限制为约束条件的环型配电网最大供电能力模型。利用序列二次规划方法求解该模型的全局最优解。8节点环网算例和凯里2015年规划双环配电网算例结果验证了所提方法的可行性。

配电网最大供电能力与N-1安全校验的对比验证

最大供电能力(TSC)是配电系统一个新的重要指标,但目前TSC计算结果是否准确、如何衡量TSC的准确性,这一基础性问题尚未解决。文中采用与传统的N-1安全校验对比来验证TSC准确性。首先,介绍了目前主要的TSC计算方法以及主变压器N-1安全校验方法;然后,设计了对比验证的指标与方案;为便于衡量误差,给出了一种N-1安全校验和TSC计算相结合的逼近法。大量算例对比验证发现,目前文献给出的供电能力计算方法均存在一定误差。通过分析误差规律发现,未将负荷细分到馈线且假设主变转带负荷连续可分是造成误差的主要原因。

考虑N-1安全约束的220kV片区电网最大供电能力计算

电网最大供电能力(TSC)的准确计算可有效引导电网的规划和运行。在考虑N-1静态安全约束的交流潮流非线性模型的基础上提出了一种完整电网模型与220kV片区电网模型交替迭代的方法来求解220kV片区电网的TSC,该方法在缩减计算规模、加快计算速度的同时,能有效地提高计算精度。实际电网中对负荷分配均衡性有一定的要求,因此,提出了考虑负荷均衡平衡的TSC计算模型。最后,以广州某220kV片区电网为算例分别对所提出的模型和不考虑负荷均衡平衡的模型进行了TSC计算,并对其结果进行了对比分析,验证了所述方法和模型的可行性与有效性。

配电网最大供电能力计算方法

利用改进的最大负荷倍数法提出一种求解配电网最大供电能力的计算模型,该模型根据负荷点各自的发展速度,以满足电网安全运行约束的负荷最大增长年限为优化目标,不仅改善了传统的最大负荷倍数法中将所有负荷按同一比例增长而造成较大误差的缺点,而且具有求解简单及计算速度快的优点。考虑到配电网的放射型结构以及可能存在弱环网的情况,在求解过程中采用改进的回路电流法计算配电网潮流,不仅考虑了线路对地支路的影响,提高了计算精度,而且解决了含有弱环网的配电网潮流计算问题。以IEEE-33节点配电网作为算例,验证所建立的模型及算法的有效性。

城市电网最大供电能力在线评估方法及其应用

对作为电网负荷中心的城市电网的供电能力进行在线评估具有非常重要的意义。文章借鉴国内外对城市电网进行在线评估的方法,详细定义了网络节点,提出了用邻接矩阵描述城市配电网络结构、以直流潮流模型为基础的线性规划方法,并编写了相应的程序计算城市电网最大供电能力。该程序以SCADA数据库为基础,实时读取数据库中相应节点和线路的相关数据,并可将计算信息发布于电网公司实时信息主页上。通过比较文中程序的计算结果与BPA的计算结果,验证了该方法的准确性和有效性。