基于负荷损失解析建模的城市电网移动式电源集群灾前布局

台风、暴雨等极端天气易造成城市电网大规模停电。为实现重要负荷的灾中保供,针对台风灾害场景的不确定性构建了城市电网失负荷分布的概率模型,提出了移动式电源集群的灾前最优布局策略。考虑到城市电网的高维度特征,将城市电网分为中压配电网和高压配电网分别进行建模:在中压配电网层面,根据电网拓扑结构与线路故障概率的空间分布,提出了变电站级的失负荷期望值解析模型;在高压配电网层面,建立了移动式电源集群灾前两阶段随机规划模型,以不确定极端场景下总运行成本最小为目标函数布置移动式电源集群。基于某地区实际电网验证所提出的失负荷期望解析模型与电源布局方法,算例结果表明,所提模型和方法能够快速计算失负荷值,在对计算时间严格约束的场景下给出移动式电源集群的最优配置方案,实现城市电网极限生存能力的提升。

考虑削峰填谷的分布式电源集群协同控制方法

针对大规模分布式光伏并网导致的主网调峰压力以及通信难度增大的问题,提出一种考虑削峰填谷的分布式电源集群协同控制方法。首先,以系统运行成本和净负荷方差最小为目标,联合分布式光伏和储能设备等配网侧可调资源,构建分布式电源削峰填谷模型;然后,基于集群的边界耦合关系,提出集群分区解耦机制;最后,采用一致性交替方向乘子法(ADMM)对各集群优化模型进行并行求解。仿真结果表明,所提方法在保证配电网运行经济性的同时,能有效平抑净负荷峰谷差,缓解主网调峰压力。

考虑分布式电源集群无功调节能力的配电网无功优化

近年来,光伏、风电等分布式电源大规模集群并网,增加了无功优化的难度。而现有研究并未考虑分布式电源集群(distributed generation cluster,DGC)并网后出现较大无功缺额时的电压越限问题。因此,研究了DGC容量特性曲线,当系统出现无功不足时,通过减载集群有功出力,提高集群无功出力范围,以满足系统无功需求。建立了含DGC的配电网无功优化模型,从配电网安全运行方面考虑,将电压偏差、网络损耗以及购电费用作为优化目标,通过ε约束法刻画多目标问题,并调用算法包进行求解。最后在IEEE33节点算例上验证了模型的有效性。

分布式电源集群控制与电力信息实时仿真研究

随着智能电网的发展,大量高渗透率的分布式电源以集群形式接入电网,通信网络与电力网络耦合不断加深,电力信息物理系统(Cyber-physical system, CPS)的架构不断完善。针对高比例分布式电源集群区域电网,提出了基于多代理一致性的群内自治和群间协调结合的分层协同控制方案。为了全面考虑通信系统对集群控制的影响,搭建了基于RT-LAB和OPNET的电力信息实时仿真平台,准确反映通信网络性能以及精确模拟策略的发出、通信、延时及响应全过程。另外,实现了控制器硬件在环,针对所提集群控制策略开发了集群控制器硬件。在CPS架构下通过不同通信场景下集群算例的仿真,验证了集群控制策略的有效性和本仿真平台的可行性和准确性。

分布式电源集群并网调控:体系架构与关键技术

以光伏、风电为代表的大规模分布式电源并网对电网的安全可靠运行带来了挑战,基于物联网分层协同的设计构想成为大规模分布式电源集群并网调控技术发展的新方向。基于“云、管、边、端”的物联网设计理念,探讨了其应用于分布式电源集群调控中的体系架构和关键技术。首先对云管边端物联网设计理念下分布式电源集群调控的体系架构进行了阐述,分析了架构各层级之间的关联关系,同时对云管边端各环节的具体功能结构进行了重点梳理和探讨。进而,按照该架构层级对集群动态划分技术、集群协调优化技术、多源数据融合与处理技术、集群等值建模方法,以及集群内部的自治运行等关键技术进行了综述,并对需要深层次开展研究的技术方向进行了展望,以期实现规模化分布式电源的高效消纳并提高其参与电网调控运行的互动能力。

基于模糊C均值聚类的分布式电源集群并网逆变器输出功率置信区间估计方法

为了提高多分布式电源仿真建模的精度,降低仿真模型与物理设备的运行误差,提出基于模糊C均值聚类的分布式电源并网逆变器输出功率置信区间估计方法。首先,根据DG的电压电流输入输出关系建立同类型DG的统一模型,采用粒子群算法进行参数辨识,得到DG输出功率偏差与物理系统同型设备运行参数的关系特性;其次,采用模糊C均值聚类方法,对DG集群进行分类,并将输出功率偏差划分成若干个子集;最后,采用概率分析方法得到输出功率偏差对应各子集的概率密度函数,并对偏差进行概率置信区间预测,根据预测结果通过物理系统同型设备输出特征修正仿真模型运行行为。采用实际运行算例验证,结果表明该方法快速准确修正了仿真模型与物理模型的运行误差。

基于自动发电响应的分布式电源集群能量优化管理系统

在分布式电源快速推广和电力市场改革的背景下,考虑将分布式电源资源纳入到电力市场竞争中,为电网提供更加高效、灵活的电力供应的同时,保障整个供电系统的安全稳定运行和经济调度。本文在充分分析分布式电源的发展历程和现实时代背景的基础上,借鉴电力需求侧自动需求响应的概念,提出了基于分布式电源的自动发电响应,并相应地给出了可执行的分布式电源自动发电响应策略,本文还进一步创新地设计了实现分布式电源集群能量优化管理系统的系统网络架构。本文对于分布式电源自动发电响应的积极探索,能够使分布式电源在电力市场改革的新时代背景下充分发挥其清洁、灵活的优势,能够为分布式电源与电网的协调发展提供可行的方向。

移动检修电源状态监测及其集群管理的研究

为了研究移动检修电源的状态监测及其集群管理,针对传统蓄电池SOC检测的不足,提出基于PSO算法的SVM蓄电池SOC检测方法,并介绍了检修电源的集群管理系统。首先介绍蓄电池的状态参数SOC、SOH的定义及其传统的检测方法,提出基于PSO算法的SVM蓄电池SOC检测方法,仿真验证其误差较小,最后针对检修电源管理问题分析其集群管理系统。

分布式粒子探测器集群高压电源系统设计

设计了一种分布式粒子探测器集群高压电源系统,阐述了系统总体构架,重点介绍高压电源控制柜的设计方案。分析了多个模块设计的关键技术环节。该系统基于Nios II和ARM双核控制,设计了AC/DC变换器、高压电源阵列、CAN路由器、触摸屏及集群电源主控制器等模块,实验结果表明,本系统具有功率因数高、精度高、纹波小、实时性好、设备的兼容性和抗干扰能力强等优点。

基于集群划分的网-源-储多目标两步规划

针对高渗透率分布式电源(DG)集群接入配电网下的网-源-储规划问题,提高系统供电可靠性指标,将网-源-储规划问题分解成2个步骤进行。第1步考虑集群孤岛运行概率的DG集群网-源协同多目标规划;基于第1步规划得到的集群孤岛运行概率,进行第2步储能规划来保证各集群内接入的DG能够满足集群的孤岛运行。由于需要考虑集群孤岛运行以及网络连接不确定因素,对网-源协同规划模型中的可靠性指标的逆流计算与顺流计算方法进行改进;并针对网源协同规划模型的多目标问题,引入增广ε-约束法对多目标规划模型进行求解,该方法能给决策者提供更为全面的解集。以中国某地实际高渗透率DG配电网络为例,验证所提出的基于集群划分的网-源-储规划方法能够提高系统供电可靠性,并有降低网损和电压波动等作用。

面向恢复决策的新型电力系统恢复目标重要度统一评估

在大停电发生后,如何在恢复过程中充分利用有限的可用容量快速恢复更有价值的恢复目标是电力系统快速恢复供电、减少停电损失的关键问题。充分利用新型电力系统中高占比新能源电源的恢复容量,提出了一种基于新型电力系统恢复目标重要度统一评估的恢复决策方法。首先,面向待恢复新能源电源的重要度评估,建立了考虑时空相关性的新能源电源多时步期望序列场景生成方法。其次,考虑储能和柔性负荷的主动协同能力,基于恢复净收益对待恢复独立电源、电源集群和变电站母线等恢复目标建立了重要度统一评估方法,揭示了恢复阶段本质为源网荷协同恢复次序优化结果的特例。然后,以电网恢复方案的期望净收益最大化为目标,建立了面向新型电力系统的源网荷统一协调恢复控制优化模型。最后,基于IEEE 118节点算例系统验证了所提方法可以在恢复过程中进行恢复目标重要度的动态评估,从而有效引导恢复容量的高效分配,最大化恢复收益。