采用下垂控制并网的光伏微电网优化潮流分析

为了控制当前的环境污染问题并解决能源短缺问题,微电网作为新型电力网络逐渐进入人们的视野,为我国能源问题带来了新机遇。相比于传统电网,微电网中存在大量采用下垂控制的电压型电源,其无法等值成传统潮流计算中的节点类型,因此传统电网的潮流计算方法已经不再适用于微电网。从微电网的整体控制策略入手,考虑了孤岛微电网实际存在的不同分布式电源的控制方式。建立了微电网中分布式电源模型与负荷模型。对传统电网潮流计算中应用的牛顿-拉夫逊法进行改进,得到适用于孤岛微电网的潮流计算方法。所提方法的特点是采用全节点雅可比矩阵,所有节点都参与系统的状态变化的修正,不再设置平衡节点,同时将系统频率也纳入了状态变量中。最后对改进的潮流算法进行了验证。

基于遗传算法的分布式光伏配网储能优化配置研究

为了改善配网电能质量、实现配网负荷水平的调节,提出基于遗传算法的分布式光伏配网储能优化配置方法。在分析复合储能工作原理与蓄电池储能调峰优化的前提下,构建两阶段储能优化配置模型。第一阶段优化配置模型中,以最小电压波动、网损为目标函数,从而确定蓄电池储能的最佳接入位置。第二阶段优化配置模型中,将配网接入的最低储能设备总容量作为目标函数,从而实现储能设备容量的优化配置。通过最佳保留策略、交叉、变异率的自适应变化,对遗传过程进行优化。采用改进的遗传算法对两阶段储能优化配置模型进行求解,以此确定储能的最佳配置方案及运行优化策略。试验结果表明:该方法对配网储能进行优化配置后,配网电压波动指标明显下降至1.95%,并且网损值、电压波动指标大幅降低。该方法能够实现各类负荷的调峰,具有削峰填谷效应。

基于加权潮流熵的配电网脆弱线路辨识方法

通过评估电网脆弱线路来寻找薄弱环节,能够很好地防止事故发生。针对目前配电网脆弱线路辨识方法辨识能力差,难以精准确定全部脆弱线路的问题,利用加权潮流熵提出了一种辨识方法。利用加权潮流熵对转移增量进行计算,根据计算结果得到脆弱性评估指标,分析不同指标的权重,通过得到的脆弱性评估指标进行电网线路辨识分析,判断是否为脆弱线路。实验结果表明,基于加权潮流熵的配电网脆弱线路辨识方法能够很好地检测出脆弱线路的电流波动振幅,通过得到电流加权潮流熵分析电流波形是否为正弦波,确定脆弱线路,在10次测试中,检测成功率为100%,具有极高的实际应用价值。

含能量路由器的交直流混合配电网潮流计算

能量路由器(energy router,ER)作为新兴电力电子设备,可以实现电能在电力系统中的灵活分配。分析ER对系统的影响,研究以ER为配电枢纽的交直流混合配电网潮流计算方法,对实现配电网的优化运行具有重要意义。文中首先基于改进交替迭代法建立ER的稳态潮流模型,并对ER直流端口采用下垂控制策略,结合传统解耦法,提出一种适用于含ER的配电网交直流解耦迭代潮流计算方法。以含有多个ER的IEEE 14节点和IEEE 69节点配电系统为算例进行仿真计算,验证所提方法的正确性与收敛性。为分析ER对系统运行的影响,对不同场景下IEEE 69节点测试系统进行仿真计算,证明ER在系统中可以支撑节点电压,减小系统运行损耗。

基于改进遗传算法的主动配电网优化定价策略研究

由于传统的主动配电网优化定价策略没有设置等式和不等式约束条件,使电力定价超过设定的最高限值,降低了定价效率,基于此,研究了一种基于改进遗传算法的主动配电网优化定价策略。首先将最优的机组有功费用和无功费用作为目标建立目标函数,即定价优化策略模型,然后设置其等式约束条件和不等式约束条件,使电力定价不超过设定的最高限值,最后在约束条件下利用改进后的遗传算法对最优定价策略模型进行求解,获取最优定价。实验结果表明,所研究方法在大于设定的价格下限0.5元/(kW·h)的基础上,定价更高一点,基于电力企业角度,说明所研究方法优化后的主动配电网定价更为合理,并且定价效率较高。

基于用电大数据处理的配网供电可靠性分析方法研究

针对现有大多数方法难以准确分析配网可靠性影响因素的问题,文中开展了一种基于用电大数据处理的配网供电可靠性分析方法研究。该研究以大数据平台为基础设计了用电数据处理模型,并通过插值法来完成数据预处理。同时利用熵权法来优化灰色关联分析法,以全面考虑数据的潜在特征。通过将改进灰色关联分析法用于分析供电可靠性指标与各影响因素的关联程度,从而为配网改造优化提供指导意见。基于某供电公司的用电大数据对所提方法进行实验测试,其分析准确率最高且最稳定,均超过了90%。而环网率的关联系数也达到了0.852,影响最大。

基于前推回代法的含DG配电网无功优化

针对分布式电源接入配电网导致的潮流变化,电压稳定性降低等问题,提出了基于前推回代法的含分布式电源配电网无功优化的改进算法。以网损、电压波动和储能系统的总容量最小为目标函数建立无功优化模型,采用前推回代法结合改进的多目标粒子群算法进行潮流计算,通过自适应调整惯性权重和适应度函数,显著提升了该算法的收敛速度。用IE333节点系统进行仿真分析,实验结果表明,该算法在求解含分布式电源的配电网无功优化表现出色,不仅有效降低网络损耗,提升电压的稳定性,还验证了分布式光伏电源的接入对系统电压具有支撑和调节作用。

电气化公路交直流混合供电系统最优潮流分析

针对传统粒子群算法在求解电气化公路供电系统最优潮流问题时易陷入局部最优解等问题,为提高算法的全局搜索能力,采用牛顿拉夫逊法对交直流混合潮流交替迭代求解,得出供电系统潮流分布,提出以最小系统损耗为目标的交直流混合最优潮流模型,设计了一种改进的线性递减惯性权重自适应学习因子粒子群算法(改进LDW-PSO算法).仿真结果显示,与传统粒子群算法和线性递减权重算法相比,改进算法收敛速度更快,计算精度更高,为电气化公路供电系统的最优潮流计算提供了理论支撑和技术参考.

基于改进三点估计的概率谐波潮流计算

由于风力机组和光伏电池等分布式电源具有间歇性和不确定性等特点,提出一种改进三点估计结合最大熵理论(ITPEM&ME)的方法,用于计算配电网中的概率谐波潮流。首先,根据输入变量的不确定性构造改进三点估计的概率模型。其次,结合最大熵理论对其统计特征进行重构,得到配电网的谐波分布情况。最后,在IEEE 33节点系统上进行仿真验证,结果表明改进后三点估计法的误差低于传统的点估计法和蒙特卡洛法,且概率密度函数的拟合效果更接近工程实际,验证了所提方法在处理概率谐波潮流问题时的可行性和精确性。

基于改进层次-权法的含PVES配电网负荷转供优化模型研究

随着大量分布式光-储系统(photovoltaic and energy storage,PVES)并入配电网,加重了配电网运行的复杂程度。特别在电网故障恢复以及负荷转供过程中给电网安全、稳定运行带来不可预测的问题。提出一种基于改进层次-熵权法的含PVES配电网负荷转供优化模型,有利于提高电能质量和供电可靠性。文中提出利用可调节PVES对恢复供电过程中产生的潮流越限调控;对于超出调控范围的负荷,采用PVES调控为主、负荷削减为辅助措施的调控策略。提出一种基于模糊德尔菲层次分析法和改进的熵权法(fuzzy delphi analytic hierarchy process and improved entropy weight,FDAHP-IEW)判断负荷优属度方法,建立负荷削减优化模型,综合主客观均衡优势。提出一种基于配电网运行呈辐射状特性缩短遗传算法中染色体编码长度的方法,并通过使交叉率和变异率自适应,使算法快速产生可行解。算例仿真结果表明,提出方法和模型在计算效率和迭代次数上优于传统算法,且在PVES的利用率、系统可靠性以及网络损耗等方面性能显著提高。

考虑实际负荷增长模式下的配电网供电能力评估方法

网络结构、负荷分布及其增长方式是影响配电网供电能力的主要因素。传统评估方法多从规划角度展开,存在负荷增长方式与实际不符、忽略网架动态调整等缺点,从实际负荷变化的角度出发,提出了一种考虑实际负荷变化增长的供电能力评估方法。首先,采用存量点负荷增长和大用户报装的方式进行负荷预测,结合序列运算理论确定反映实际负荷变化的增长模式。其次,提出计及网络重构和大用户接入的供电潜力优化模型,预防负荷增长过程中供电瓶颈过早出现,最后用改进重复潮流法得到配电网供电能力。用PG&E 69节点配电系统进行算例分析,分别考虑负荷自然增长和自然增长同时存在大用户报装的两种场景,证明了评估方法的有效性和实用性。

基于半不变量随机潮流计算的分布式光伏优化配置研究

针对新能源大规模并网引发电压质量下降及网络损耗增加等问题,提出了一种基于半不变量随机潮流计算的分布式光伏选址定容的新方法。首先,将接入IEEE33节点配电网的光伏出力及配电网自身的负荷进行随机性建模,以此模拟真实情况下的配电网光伏出力与负荷变化。其次,以运行成本和网损为目标函数建立选址定容优化模型,采用半不变量潮流计算得到各个节点电压和各支路功率的半不变量,利用改进粒子群算法寻优得出分布式光伏的最优接入节点及对应容量。最后,通过IEEE33节点配电网仿真分析,验证了所提方法有效性。

基于改进动态时间规整算法的终端波形比对方法

为深入挖掘配电终端录波性能分析,提出了一种用于一二次深度融合设备检测终端录波平台的改进型动态时间规整算法。通过分帧及加窗完成对波形的预处理,计算源信号波形与受噪声干扰的终端录波波形的短时能熵比;将两组波形的短时能熵比序列作为输入测试向量,利用DTW对两个波形的能熵比序列进行路径规划并求解相似度;计算两组短时能熵比序列的公共子串长度定义优化匹配系数,修正波形相似度。实验仿真和实测数据分析结果表明,结合能熵比与公共子串的DTW算法提升了算法的计算效率和准确率。实验证明该方法能为配电终端的录波性能评估提供数据支撑。

基于潮流熵的电网连锁故障传播元件的脆弱性评估

为研究电网连锁故障机理,同时判别出连锁故障传播过程中的关键脆弱元件,从熵的基本原理出发,结合过负荷与断线扰动下潮流的分布特性,提出了基于潮流熵的脆弱元件评估模型。通过对新英格兰10机39节点系统的模拟计算,节点单位过负荷扰动下,节点的潮流分布熵越小,越容易导致系统支路越限,节点越脆弱;支路受"发电机—负荷"节点对的潮流冲击越大、支路潮流转移熵越小,支路越脆弱,在连锁故障中起到关键传播作用;与基于介数、风险等方法的脆弱元件判别结果相比,基于潮流熵的脆弱元件评估模型物理意义明确,计算速度快,脆弱元件集符合实际情况。

基于潮流熵测度的连锁故障脆弱线路评估及其在四川主干电网中的应用

运用熵的基本原理,结合电网扰动下线路潮流转移和分布特性,提出线路潮流转移熵和线路潮流分布熵的概念。针对不同运行状态下电网脆弱环节的转移特点和过负荷与故障断线扰动下线路潮流熵的变化特点,考虑电网实时运行风险,提出基于潮流熵的脆弱评估模型。IEEE 30节点系统仿真结果验证了所提方法的可靠性和全面性。丰大和枯大方式下四川主干网应用表明,潮流分布熵越大、潮流转移熵越小的线路过负荷冲击脆弱度越大;潮流负载较重、运行故障率高、潮流转移熵较小的线路故障断线风险脆弱度高;丰大、枯大期电网的脆弱环节发生转移;基于潮流熵的电网综合脆弱线路与电网实际薄弱环节相吻合。

基于奇异值熵和潮流分布熵的电网关键节点辨识

从熵理论角度出发,综合考虑奇异值熵和潮流分布熵,提出关键节点综合评估指标。奇异值熵表征节点负荷变化对系统中节点电压幅值的影响,潮流分布熵体现节点负荷变化对系统中线路潮流分布的影响。关键节点综合评估指标从电气学的角度解释节点负荷变化对系统带来的威胁。基于系统平均负载率和能量熵定义系统安全指标,通过对节点的连续攻击分析评估模型的有效性和正确性。仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于自组织临界理论的电网脆弱线路辨识

为了辨识引发电力系统连锁故障的脆弱线路,从事故发展的角度出发,基于自组织临界理论的幂律特性构建了电网脆弱线路辨识模型。线路因保护的隐藏故障或过载而退出运行后,利用孤岛搜索辨识引发系统解列的关键线路,并对其处理以便重新潮流计算。综合改进的潮流分布熵、灵敏度分析理论及OPF模型对负荷水平和发电机出力进行调整,构成电网停电模拟模型。通过大量的仿真与统计,利用系统负荷损失量的幂律或幂律尾特性判断系统是否达到临界状态,同时,系统负荷损失量的数学期望越高,该自组织临界状态越危险,致使连锁故障的风险越高。以IEEE 39节点系统为仿真算例,验证了方法的正确性和有效性。

计及拓扑结构和运行状态的支路重要度评估方法

准确快速地识别出关键支路,对于提高电网运行的稳定性及防止大停电事故的发生具有重要意义。文中将复杂网络理论和熵理论有机结合,从结构和状态两个角度对支路重要性进行综合评估。首先,提出计及传输裕度率的有功输电介数指标,以衡量支路的传输能力及其在电网拓扑结构中的重要度;然后,提出基于改进潮流转移熵的冲击性指标,以量化支路开断对系统造成的潮流冲击;最后,建立了包括有功输电介数和冲击性指标的支路综合重要度评估指标,以充分衡量支路在电网中的重要性。利用IEEE 39节点系统进行仿真,其仿真结果证明了该方法有效且合理。

分布式电源在配电网中的优化配置

根据配电网节点边际容量成本和节点电压分布特性,提出了分布式电源(DG)安装位置的优选原则。针对不同类型的DG,分析了其输出功率的特点,建立了DG在配电网中优化配置的数学模型,以配电系统有功网损最小为目标函数,在此基础上形成了合适的随机潮流算法,判断配置方案是否违反约束,并采用改进遗传算法对所建模型进行了求解。以18节点的配电系统为算例,计算了DG的最优安装位置和接入容量,验证了模型及算法的有效性和实用性。

考虑改进潮流转移熵的电力系统融冰预防控制

从熵理论角度出发,对现有的潮流转移熵模型进行改进,综合考虑转移潮流的分布均衡性及各线路的负载率,提出了一种考虑改进潮流转移熵的电力系统融冰预防控制方法。该方法将改进的潮流转移熵作为约束条件引入到控制模型中,将发电机出力再调整作为重点控制措施,得到融冰预防控制模型。通过对IEEE-30系统进行仿真,结果证明该方法提出的控制策略能够有效减小因融冰断线对系统造成的冲击,降低了系统断线后的状态综合严重度,有效提高电力系统在冰灾情况下的安全水平。