一种基于回路电流法的有源配电网潮流算法

提出一种基于回路电流法的主动配电网三相潮流算法,并提出风机等多种分布式电源在该算法中的计算模型。首先建立配电网络对应的图,然后将基本回路电流、变压器原边支路电压、非恒阻抗负荷支路电压、分布式电源支路电压、异步电机正序负序电压、转差率作为未知量,列写回路KVL方程、变压器原副边电流方程、负荷功率平衡方程以及分布式电源相关方程,推导Jacobian矩阵,并利用牛顿法求解方程。该方法不需要PV节点转化为PQ节点的过程,也不需要将环路解列及复杂的节点编号,没有对Jacobian矩阵进行简化和近似,具有二阶收敛性。算例表明,所提方法计算速度快,能够处理所有常见的分布式电源,具有较强环路处理能力,且比前推回推法有更好的收敛性。

考虑多能协同的工厂综合需求侧响应模型

在能源互联网背景下,分散化的能源市场和能源网络结构使得传统的电力需求侧响应(DR)将逐步向综合需求侧响应(IDR)的方向发展。IDR是能源互联网中实现用户深度参与系统调控、传递能源市场价格信号、参与能源市场的重要切入点,是电力DR理论在能源互联网中的扩展。针对工业园区提出了一种工厂IDR模型,同时将光伏、电储能、冰蓄冷和水蓄冷等分布式资源考虑在内。建立园区内能源系统IDR的物理和数学模型,并将其转换为混合整数线性规划用分支定界法进行求解。仿真结果表明,通过IDR模型的优化,多种能源协同互补,并引导用户制定合理的综合能源利用方案,提高了用户侧的用能效率,减少了用户的用能成本;所提模型在工厂的经济性、灵活性以及系统运行方面均带来了一定的效益。

基于异常点检测和改进K-means算法的台区用户相别辨识方法

解决配电台区用户线变不匹配问题是推进配电网智能化管理的关键一步。大数据技术的快速普及为实现低成本、高效率的台区用户相别辨识提供了可能。提出了基于异常点检测和改进K-means算法的台区用户相别辨识方法。首先通过局部因子算法对聚类分析数据进行预处理,剔除不属于待分析台区的用户数据。然后,根据实际应用场景特点对K-means算法进行改进,包括确定聚类个数、初始质心,并选用相关系数作为评估样本相似度的指标。最后利用改进的K-means算法对预处理后的数据进行聚类分析,实现低压台区用户相别的精准辨识。算例分析表明,所提方法能够有效提升用户辨识准确率,且在不同的数据环境中可保持较高的稳定性。

考虑能量梯级利用的工厂综合能源系统多能协同优化

工业园区是典型的复杂能源系统,通过利用多能源之间的耦合机制,实现多能互补,可显著提升其经济效益与能源利用率。为此,文中针对工业园区提出了一种考虑能量梯级利用的工厂综合能源系统多能协同优化模型。首先,介绍工厂综合能源系统架构,再对综合能源系统中的能量生产设备、能量转换设备以及能量存储设备进行独立建模。基于此,以日运行费用最低为优化目标,在冷热电功率平衡约束以及设备物理约束下,采用混合整数线性规划法对模型进行求解。所提模型遵循"品位对口,梯级利用"的科学用能思想,按热品位高低进行能量梯级利用,实现工业生产流程与设备运行参数的综合优化。算例分析表明,所提的优化调度策略更契合工程的实际需求,可降低工业用户的运行费用。

基于多能互补的电/热综合需求响应

工业园区中工业负荷稳定、自动化水平高,具有较大的需求响应潜力。工业用户对多能源存在需求差异,各个能源子系统存在耦合互补的关系。从工业用户角度出发,将用户对于冷、热、电多能流的需求纳入需求响应范围内,提出基于多能互补的电/热综合需求响应机制。以满足上级调峰需求为优化目标,在设备物理约束、能量平衡约束及新增需求响应约束下,采用混合整数线性规划法进行求解,最终得到电/热综合需求响应策略。算例分析表明,所提策略可进一步挖掘用户的响应潜力,并指导用户合理制定需求响应方案;相较传统需求响应策略,该策略用户侧损耗较小,响应程度更高,有利于实现电网公司与用户侧的共赢。

基于多维尺度分析和改进K-means的台户关系辨识方法

智能电网的快速发展对配电网侧的精细管理提出了更高的要求。然而,终端用户难以和台区管控的配电变压器准确配准,使得台区智能化管控的多个高级应用难以推进。配电网运行过程中的海量数据,尤其是电压数据的变化趋势能够反映配网的线变关系。为此,介绍了基于多维尺度分析(muti-dimensional scaling,MDS)和改进K-means的台户关系辨识方法。首先,通过MDS算法对台区变压器低压侧所采集到的电压数据进行降维处理,从而降低整体算法计算量,提高算法效率;并根据特定应用场景对K-means算法做了如下改进:包括以变压器总相数确定聚类个数、以变压器出口电压作为初始聚类中心,并用相关系数作为衡量相似度的标准,从而提升算法的整体准确性。算例分析结果表明:所提方法能够有效提升台区用户辨识的准确度,在低密度数据或问题复杂度增加的情况下依旧能够保持较高的识别精度,且效果稳定。

提高配电网状态估计精度的智能配电单元优化布点方法

在主动配电网中,智能配电单元（intelligent distribution unit,IDU）的优化布点可有效提升状态估计精度,对掌握系统运行状况有重要意义。为减少状态估计误差,该文提出了一种在中高压配电网中的IDU优化布点方法。首先,基于PQ分解状态估计思想,实现雅各比矩阵的常数化。然后,在IDU配置个数有限的情况下,以最小化状态估计协方差矩阵对角元素之和为目标,利用离散粒子群算法（discrete particle swarm optimization,DPSO）对IDU进行优化布点。算例分析结果表明,IDU优化布点可有效减小混合量测系统的状态估计误差。

基于电流注入模型的最优潮流方法

提出了一种采用电流注入模型的最优潮流方法。电流注入模型考虑了电力网络线性、节点注入功率非线性的特点,用节点电压和节点注入电流作为待求解变量,将潮流约束分为线性耦合的网络方程约束、二次解耦的节点方程约束。跟传统方法相比,该模型下约束方程的Jacobian和拉格朗日函数的Hessian矩阵稀疏程度高、结构简单,程序实现方便,计算速度快。IEEE标准系统、Polish system和国内某实际电网数据的算例表明,该方法能够有效加快问题的求解速度。

考虑冰蓄冷空调多模式的工厂综合能源系统多能协同优化模型

综合能源系统(integrated energy system,IES)是实现多能耦合与能量梯度利用的关键技术。工厂是包含多种能源形式的复杂能源系统,存在较大的优化空间。文章针对工厂IES提出一种考虑冰蓄冷空调多种工作模式的多能协同优化模型。首先介绍工厂IES供能架构,并对IES中的各类设备进行建模。然后,以运行维护成本、购电成本、燃料成本和储能折旧成本构成的日运行费用最低为优化目标,在冷热电功率平衡约束以及设备物理约束下,采用混合整数线性规划法对模型进行求解。算例分析表明,多能协同优化策略能够有效减少工业用户的运行费用,设备的不同工作模式也将影响工厂的供能策略。优化模型可根据工厂设备工作模式不同,提供更加准确的优化策略,在工程实际中具有很好的参考价值。

考虑上级电网与工业园区互动的综合需求响应

目前综合需求响应(integrated demand response,IDR)缺少完善的互动机制,上级电网无法基于用户的实际响应潜力,对响应资源进行精准地调控和管理。为此,文章提出了一种考虑上级电网与工业园区互动的综合需求响应策略。首先,提出针对工业园区的综合需求响应互动机制,明确各个能源系统之间信息交互方式。其次,提出兼顾调峰需求、用能经济性和用户满意度的综合需求响应模型,采用分支定界法进行求解,得到用户可调控能力和对应的综合需求响应策略。同时,园区能量管理中心基于用户上报的响应方案,通过用户优选模型得到使整体补偿费用最低的用户响应组合方案。算例结果表明,所提IDR策略能够进一步挖掘用户的可调控潜力。另外,园区能量管理中心可根据各个用户的实际可调控能力合理选择参与需求响应的用户,在较低的需求响应成本下,获得相同的调峰潜力,有利于实现电网公司与工业用户的双赢。

基于物联网技术的能源互联网数据支撑平台

考虑到能源互联网的重要性以及传统电力通信技术的不足,基于物联网的最新相关技术,系统地提出了建设能源互联网数据支撑平台的方案。针对终端海量、分布式调度与大数据特性,讨论了实现能源物联网的关键技术及采用这些技术的必要性。在明确了建设目标和软硬件架构后,借助开源框架搭建能源互联网数据采集平台,分析了平台搭建的难点与解决方案。通过对原型系统进行测试,得出该平台具备良好性能的结论,并总结了该平台的特点。

考虑设备全生命周期成本的工厂多能微网经济调度策略

工厂是供能结构复杂的典型能源系统,生产过程中存在多能流耦合,优化空间大,是多能源系统的重点发展区域。同时,工厂中含大量的能源设备,各种能源设备的全生命周期成本会对工厂的用能策略产生较大影响。为此,文章针对同时考虑光伏、风机、储能、冰蓄冷空调、中央空调等多种能源设备的工厂多能微网模型,提出了一种考虑设备全生命周期成本的工厂多能微网经济调度策略。在考虑设备全生命周期成本的基础上,以工厂整体的运行费用最低为目标,建立工厂日前经济优化调度模型,并采用混合整数线性规划方法进行求解。算例结果表明,所提的优化策略使得多种能源进行协同互补,减小了能源转换和存储时的能量损耗,提升了能源利用效率。同时,在价格信号的激励下,充分发挥了需求侧设备的调节潜力,促进了可再生能源的消纳和电网的削峰填谷,并优化了能源消费结构。由于将设备的全生命周期成本考虑在内,在工程实际中具有更好的推广价值。

基于电热耦合潮流的综合能源系统风险评估方法

安全可靠是综合能源系统的基本要求,为保障综合能源系统的供能可靠性,开展其风险评估研究具有十分重要的意义。文章首先建立考虑蒸汽网络的电热耦合潮流计算算法,接着设计考虑运行侧与用户侧的综合能源系统风险评估指标体系,最后提出基于电热耦合潮流的综合能源系统风险评估流程。算例结果表明,文章所提出的风险评估指标及分析方法可以有效识别多能流系统的整体风险。