基于电气距离分区的配电网动态无功优化

为解决含分布式电源的配电网动态无功优化问题,考虑不同时刻日负荷以及分布式光伏、风电的出力水平不断变化,以节点电压是否越限为判断依据设计了2种优化方案。在多目标无功优化模型的基础上,若节点电压越限,通过节点之间的电气距离、联通情况以及区域直径对配电网进行快速分区处理,根据分区结果,调节电压越限区域内分布式电源的无功出力,利用改进差分进化算法进行局部无功优化,输出Pareto最优解;若节点电压不越限,对配电网整体进行无功优化求解,调节分布式电源的无功出力,获得Pareto最优解。通过算例分析验证了本文所提算法和优化方案的可行性。

配电网中基于网络分区的高比例分布式光伏集群电压控制

随着高比例分布式光伏的接入,配电网的过电压问题愈发严重,传统对所有光伏进行集中式电压控制的方法变得过于复杂,难以满足控制时间尺度的要求。文中提出了一种改进的模块度函数分区算法,结合无功/有功平衡度指标与区内节点耦合度指标,自动形成最佳分区,对含高比例分布式光伏的配电网进行无功与有功两个层面的光伏集群控制。在分区基础上,针对光伏逆变器有功与无功的控制能力,采用先无功后有功的电压控制策略,在子分区内部通过对关键光伏节点的控制来调节关键负荷节点的电压,有效地缩小对可控光伏的搜索范围,减少控制节点数目,加快控制响应时间,适合未来高比例分布式光伏接入配电网的电压控制。最后,以某一10kV实际馈线系统为例,验证所提方法的有效性。

基于改进K-means聚类算法和最小生成树融合模型的配电网规划研究

本文针对配电网在规划分区时各分区用户负荷差值较大而造成可靠性不足和经济损失等问题,分别提出了一种基于负荷因子的平衡负荷初步分区方法和基于欧式距离权重的改进K-means聚类算法,并将其应用于配电网规划研究。以我国某城市街道为例,试验结果表明改进的K-means聚类在负荷分区的均匀分布上优于传统的K-means聚类方法,改进的K-means聚类负荷差值的平均值由0.364MW下降到0.1675 MW。输出聚类结果后的最短路径以实现配电网规划线路图。

智能电网建设中配电网的发展与改进

当前我国电力系统中配电网智能化发展迅速,而现有配电网的发展改进步伐却相对缓慢。通过分析提出了配电网智能化应首先解决简化配电网网架结构的问题,具体分析了其中减少降压层次,小型化高压变电站的研发,城市配电网分区配电网运行方式,配电网中分布式电源的接入等问题。

基于图论的含DG的配电网保护分区新方法

首先基于区域保护概念提出配电网保护的分区原则,包括信息域半径选择、中心节点选取、交互区的处理和边界处理等。进一步在分区实现过程中以保护设备总投资为目标函数,以后备保护范围、DG供电范围、通信带宽与延时和区域均衡性等要求为约束条件,选择最优区域半径;利用邻接矩阵和m级可达矩阵的加权顶点度之和选择多个候选中心节点,然后基于候选中心节点的权重分配最终确立中心节点。基于邻接矩阵和m级可达矩阵,提出矩阵快速搜索方法,完成区域的初始划分、交互区的处理及边界点的确定。最后以某市10 kV配电网为实例,验证了分区原则和实现方法的合理性。

含分布式电源的配电网动态无功优化调度方法

提出一种含分布式电源(DG)的配电网动态无功优化调度方法,以解决其中的时空耦合性问题。该方法首先对电网进行静态优化计算,根据电容器投切容量增量大小制订预动作时刻表;然后对电网进行动态分区,根据分区结果以及预动作时刻表,对负荷数据进行相应处理;以系统能量损耗最小为目标,并以投入的电容器补偿量为控制变量进行动态无功优化计算,得到电容器调度方案;最后,对电网中DG的无功出力进行优化,得到含DG的配电网无功调度方案。利用IEEE 33节点系统进行仿真,并与现有方法进行对比,验证了所述方法的合理性和有效性,且降损效果比现有方法更优。

基于图论及联系数的复杂配电网可靠性评估

为考虑可靠性参数的不确定性对可靠性评估结果的影响,先将可靠性参数通过区间估计表示成联系数形式。提出了一种新的实现配电网分区的方法,此法在对原始网络节点进行一定方式处理后,通过矩阵分析及运算便能获得分区后区域节点的可靠性参数及其邻接矩阵。采用可达性分析法判断配电网故障后果类型,用warshall算法来求取可达性矩阵,并分析了馈线容量约束对故障后负荷区域节点转供的影响,再结合联系数的运算法则对配电网进行可靠性评估,从而获得联系数形式的可靠性指标。算例结果验证了该方法的正确性和有效性。

基于区域可达性分析的复杂配电网可靠性评估

随着配电网规模的扩大和用户对供电可靠性要求的提高,复杂配电网可靠性评估日益成为研究的热点。针对传统可靠性计算方法过程繁琐、描述复杂、存在冗余搜索的问题,本文引入图论中的可达性分析理论,提出了基于区域可达性分析的复杂配电网可靠性评估方法。该方法以矩阵分析与计算为基础,将可靠性评估转化为配电区域与电源点的连通性问题,通过可达性矩阵分析实现了配电网分区和故障后果模式判定。配电网分区和可达性分析的结合,有效地降低了配电网可靠性评估的复杂度。仿真结果表明了该方法的正确性和有效性。

含分布式发电的配电网故障恢复实用策略研究

随着分布式发电(DG)的不断渗入,传统的单电源辐射型网络变成双端甚至多端网络,从而使得配电网的继电保护变得复杂化。含DG的配电网故障恢复的新方案主要是根据发生故障后对配电网进行重新分区,以装于二级变电站的智能继电器为核心,判定故障类型和地点,然后给网络中相应的断路器发出指令,从而迅速隔离故障,保证非故障区和重要负荷的正常供电。通过对一典型的配电系统进行仿真试验证实,通过提出的方案,就有可能合理运用孤岛方式的DG为网络中重要负荷供电,极大地提高了系统的稳定性。

基于改进K-means聚类算法的海外欠发达城市配电网规划

针对传统K-means聚类算法难以适应海外欠发达城市配电网规划混乱和负荷点分布不均的问题,提出了一种基于改进K-means聚类算法的海外欠发达城市配电网分区规划技术。首先,考虑容量裕度对分区的影响,引入加权因子改进欧氏距离;其次,根据变电站的分布特点考虑供电单元的选择,并进行聚类中心点到变电站的距离计算;最终,构建出以站间供电单元最多,以及考虑电源分布的总欧式距离最小为目标函数的配电网分区规划模型。以孟加拉首都达卡的Dhanmondi地区配电网改造为实际工程应用算例,结果表明,采用改进K-means聚类算法获得的负荷分区平均差值与传统方法相比减少了34.35%。

新能源接入配电网的电压无功自律-协同控制

针对分布式电源和负荷的波动性给配电网带来的电压失稳、越限等电能质量问题,提出一种考虑分布式电源接入的配电网自律-协同控制方案。首先,建立配电网多目标动态无功优化模型,针对其中主、客观因素对优化结果的影响,设计基于熵权与多层次模糊综合评价理论的综合赋权法确定各子目标权重,并以优化结果指导区域内自律控制,实现“全局协同优化”。其次,基于凝聚型层次聚类和动态无功储备指标进行系统分区并自治,实现“分区自律调控”。通过该方案可合理调度分布式电源与传统补偿设备协调运行,实现区域内快速且平滑的自动电压控制,提升配电网电压质量。最后,利用IEEE 33节点系统进行仿真验证,仿真结果表明,所提方案的有效性和正确性。

基于社区挖掘的配电网分区重构及储能配置方法

目前电网分区多依靠行政规划和运维人员经验,为此,提出了一种基于局部模块度和差异哈希的社区挖掘算法,将配电网拓扑结构和节点负荷数据联合起来进行社区挖掘。首先将实际采集的配电网历史数据分配到IEEE 33节点系统中的各个节点,建立配电网研究模型。然后,将节点的负荷数据转换成图像,利用社区挖掘算法分析图像间的相似度,实现对配电网的分区,采用模块度对算法的效果进行评估,结果表明该算法效果良好,具有较高的可行性。最后利用社区挖掘的分区结果进行配电网重构,重构后的社区数量明显减少,同时分区间用电负荷的平衡性增强;另外,在社区挖掘后的分区中的关键节点处加入储能装置,发现负荷节点的单日压差减小。

考虑电动汽车时空分布的配电网消纳边界评估

为了提高配电网对分布式电源的消纳能力,考虑配电网不同节点之间存在差异性与耦合性,提出一种考虑电动汽车时空分布的配电网消纳边界评估。首先,除了传统电力系统分区的电气指标外,引入用户生产生活指标与电动汽车出行指标,对配电网进行合理的分区。其次,在考虑电动汽车时空分布对消纳边界的影响,构建考虑不同功能区的电价模型,并建立考虑电动汽车时空分布的配电网消纳边界评估模型。该方法以最大化消纳边界,最小化电动汽车花费和配电网经济损失为目标,通过优化配电网中电动汽车行为,来提高配电网的消纳边界。实验结果表明结果验证了所提方法能够更准确地得到配电网的消纳边界。

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method,HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。