基于多重灵敏度的有源配电网有功无功联合优化方法

针对分布式电源接入后配电网实时优化维度高、复杂性增强以及部分量测缺失导致传统潮流计算无法进行等问题,提出一种基于多重灵敏度的主动配电网有功无功联合优化方法。针对配电网实时优化模型复杂度高的问题,推导一种多重灵敏度系数矩阵,简化传统潮流模型;针对因配电网部分量测缺失而导致多重灵敏度难以通过潮流物理模型实时获取的问题,建立基于社交网络搜索算法与径向基神经网络的多重灵敏度实时感知模型;结合模型预测控制理论,设计以可实时量测线路线损最小以及可调节设备调节成本最低为目标的配电网实时有功无功联合优化调控策略,并基于多重灵敏度感知模型实现灵敏度实时校正,提高配电网控制精度。通过IEEE 33节点系统验证了所提方法的有效性。

基于半正定规划的交直流主动配电网三相有功无功联合优化

交直流主动配电网作为未来配电网的主要发展形态,实现其有功无功资源的协同优化控制具有重要的研究意义。然而配电网负荷单相接入和分布式发电三相功率不一致,将导致配电网三相不平衡现象越发严重。为了应对交直流主动配电网的三相不平衡问题,提出考虑相间耦合与三相不平衡度限制的三相有功无功联合优化方法。首先,建立考虑相间耦合的原始三相潮流模型并对其进行升维映射;其次,采用半正定松弛方法,推导了交直流主动配电网各子系统的完整三相潮流模型以及序分量形式下的三相电压不平衡度约束;再次,提出以总运行成本最小化为目标函数的交直流主动配电网三相有功无功联合优化模型;最后,采用改进IEEE 33节点、69节点、141节点和1056节点交直流配电网算例分析,验证了该文所提方法的有效性。

采用模型预测控制的微电网有功无功联合实时调度方法

微电网中电源距离负荷较近,线路阻抗比一般较大,使得节点电压水平不但受无功功率的影响,也与各电源的有功功率密切相关,并且各电源的无功上限也受到有功大小的限制。为此,该文提出了一种考虑电压约束的微电网有功无功联合优化调度方法,以达到微电网经济运行与电压控制的目的。对风电、光伏电源功率采用了多场景建模方法。采用模型预测控制技术的建模方法,完成了微电网的滚动实时优化调度与电压控制。算例分析表明,所提出的有功无功联合调度方法可以有效地将微电网节点电压控制在允许范围内,与有功无功独立调度方法相比,所提方法降低了微电网中的节点电压偏差,也更有利于实现微电网经济运行。

考虑风电不确定性和有功无功联合调整的两阶段优化调度

基于风电不确定性以及网络中潮流的合理分布对机组出力均有影响的调度问题,文中建立含风电的两阶段优化调度模型。针对风电预测精度日内-实时逐步提高的特点,日内滚动阶段根据时间序列法预测风电出力数据,构造优化发电成本的初调度,确定机组基础出力;实时阶段为了进一步减小误差,通过蒙特卡洛场景生成和后向削减预测风电出力,考虑风电的不确定性;通过有功和无功功率联合调整的动态潮流,使各机组根据频率特性系数按比例分担有功功率不平衡量,根据节点区域控制策略调整无功功率不平衡量,修正机组基础出力,实现潮流的合理分布,建立优化网损和电压水平的调度模型,并通过粒子群算法对模型求解,最后以改进IEEE14节点为例,进行仿真验证。

独立交流微电网有功无功联合优化调度

微电网中的线路阻抗呈阻感性,线路的有功功率和无功功率存在较强的耦合关系并产生相互影响,在容量高、规模较大的微网系统中,若有功优化调度时不考虑潮流因素会造成远端节点电压、频率偏移的现象。为了提高电能质量,文中在微网经济调度中考虑潮流约束以实现有功无功的联合优化。以系统综合运行成本和环境成本最小为目标,以潮流平衡为约束条件,建立了考虑系统网损和弃风弃光约束惩罚的微电网优化调度模型;将牛顿拉夫逊法和遗传算法相结合对算例进行求解。仿真表明,考虑潮流约束的有功无功联合优化调度不仅可以降低系统的经济成本和环境成本,而且可以降低系统网损和抑制远端节点电压偏移。

电力市场环境下含“源–网–荷–储”互动的主动配电网有功/无功联合优化

横向打破风、光、储等'源端'相对独立、各自为政壁垒,实现多能互补,纵深层面进行'源-网-荷-储'多环节、多维度有功/无功联合调控,成为提高可再生能源消纳,保障配电网安全经济运行的有效手段。建立了电力市场环境下含'源-网-荷-储'互动的主动配电网多时间尺度有功/无功联合优化模型,采用随机模型预测控制实现逐层递进调控。日前优化调度基于日前市场电价和可再生分布式电源出力预测,安排有功/无功可控源和联络开关运行状态,在保障可靠性基础上,实现收益最大化;日内滚动优化根据短期预测信息,进一步挖掘收益空间,并消除电压越限;实时反馈校正侧重于运行安全性,基于超短期预测信息进行更精细化调控,抑制电压波动。最后,通过算例分析表明,所提模型和方法提高配电网运行经济性和可靠性效益显著。

基于区间不确定性的微网有功—无功联合优化调度

针对微网优化调度问题,首先,考虑到可再生能源(如风电、光伏等)功率预测和负荷预测的不确定性,以及微网系统中有功潮流和无功潮流的强耦合性,提出利用区间描述不确定性,并建立微网系统的有功—无功联合优化调度模型。然后,采用区间序关系模型转换方法,将基于区间不确定性的联合优化模型转换成一般的确定性优化模型,以便于优化问题求解。最后,为验证所提出的微网系统优化调度方法,利用专业优化软件(GAMS)在典型的微网系统算例上进行数值仿真试验,并结合试验结果分析区间不确定水平对微网系统运行成本及各微电源出力的影响。

弱交流/多端柔性直流混联的群岛电网有功/无功联合优化

传统群岛交流电网通常较为薄弱,面临着海底电缆充电功率较大、系统状态接近稳定极限、设备投切频繁且使用寿命较短等多项挑战。多端柔性直流输电(VSC-MTDC)技术较适用于群岛供电场景,弱交流/多端柔性直流混联逐步成为群岛供电的新模式。在群岛弱交流电网中,有功和无功功率的传输特性相互关联,电压幅值差不只与无功传送有关,相角差也不仅与有功传送相关。提出一种有功/无功联合优化策略,借助电压源换流器(VSC)调节有功功率和无功功率输出的能力,实现VSC-MTDC的可控输出与并列运行交流电网中措施之间的优化协调,建立了考虑网络损耗、设备投切成本和系统稳定裕度等的多目标优化模型,并采用遗传算法进行求解。结合群岛电网的实际运行需求,依托浙江舟山±200kV五端柔性直流示范工程的仿真案例,验证所提优化策略的有效性,并通过经济和稳定指标的比较,证实了有功/无功联合优化优于单一的优化策略。

主动配电网日前有功-无功联合调度

随着主动配电网技术的不断发展,其可调设备种类和数量都迅速增加,包含有载调压变压器、并联电容器组、分布式发电以及储能等多种资源。以配电网运行经济性为目标,建立了配电网日前有功-无功联合调度模型,通过调用其大量有功-无功资源实现配电网的运行优化。结合优化理论最新进展,利用分段线性逼近方法对原始模型进行松弛,以提高求解效率。搭建改进的IEEE 33节点系统进行算例分析,验证了所提有功-无功联合调度模型以及求解算法的有效性。

含可再生分布式电源参与调控的配电网无功电压优化控制研究综述

高比例可再生分布式电源(RDG)分散接入配电网,其出力随机性叠加负荷波动性,对优化控制和运行态势预测分析带来极大困难,使得充分挖掘多类型无功设备调节潜力,从“源-网-荷-储”多维度拓宽无功优化控制“可行域”成为必要。结合风电、光伏发电等RDG参与配电网无功优化和电压调控研究现状,归纳整理了相关建模方法,主要包括:多时间尺度和分层分区优化控制、有功无功协调优化、网络重构与无功调控协调优化等;简要分析了配电网无功优化数学方法,包括随机变量处理方法和无功优化求解方法等。最后,结合未来“源-网-荷-储”结构变化、能源互联网发展趋势和电力市场化改革现状,对配电网无功优化调控研究方向给予展望,以期为相关研究工作提供帮助。

基于QCQP的含储能主动配电网联合优化方法

储能装置是提升风电、光伏等清洁能源消纳能力的重要措施。特别在主动配电网中,储能装置和分布式电源的协调优化不仅有助于解决清洁能源消纳问题,而且能够解决配电网普遍存在的电压控制问题。针对含储能主动配电网多时段有功-无功联合优化模型的求解问题,基于二次约束二次目标规划模型的特征分析,将原问题解耦成二次约束二次目标规划模型和系统潮流计算两个子问题,通过上述两个子问题的反复迭代,实现对原问题的求解。最后基于REDS-135节点系统构造算例验证了所提出方法的有效性。

含高渗透可再生能源的配电网灵活性供需协同规划

高渗透率可再生能源并网加剧了配电网运行的波动性和不确定性。为提高配电网灵活性和抗干扰能力,提出了含高渗透率可再生能源的配电网灵活性供需协同规划方法。根据系统运行灵活性供需关系,定义灵活性评价指标。进而提出配电网灵活性供需协同规划策略,建立考虑季节特性的配电网灵活性资源双层优化配置模型。上层以投资成本和灵活性不足率最小为目标,制定灵活性资源配置方案。下层考虑需求侧对季节性电价激励的响应程度进行有功-无功联合优化,实现对配电网日内多场景时序运行的最优调度。为求解该双层混合整数非线性规划模型,采用二阶锥松弛对潮流方程进行凸优化,进而利用KKT条件将双层模型转化为单层混合整数二阶锥规划模型进行求解。算例仿真结果表明,该方法有效提升了配电网运行灵活性和稳定性,为分布式可再生能源规模化并网等相关工程提供决策参考。

含不完全量测的分布式光伏发电集群电压协调控制

针对高渗透率分布式光伏接入引起的电压越限问题以及当前配电网量测不足的现状,该文提出一种基于不完全量测数据的集群电压协调控制策略。基于群内关键节点的量测数据和群间通信数据,各集群首先通过网络简化获得含完全量测信息的简化网络,然后通过集群电压协调控制实现群内网络损耗、光伏发电损失和下游集群电压越限量的加权最小目标。所提集群电压协调控制方法能够发挥上游集群对下游集群的无功调压能力,降低个别集群为解决群内过电压而造成的分布式光伏发电损失。该文采用安徽省金寨县的一条实际10kV线路和调整的IEEE123节点案例验证所提方法的有效性和可行性。