考虑多场景下自动化设备故障的主动配电网可靠性评估

针对“双碳”目标将推动电力系统清洁能源接入与智能化配电网设备发展的情况,提出在多场景下考虑配电网自动化设备故障的主动配电网可靠性评估方法。首先,采用拉丁超立方抽样法与时间序列分割聚类算法生成场景。再基于设备健康指数理论建立多场景下的自动化设备故障模型,以及综合考虑多场景下的源-荷模型,计算孤岛的实时形成概率与该时段下自动化设备运行情况,进而对配电网可靠性进行评估,计算系统可靠性指标。最后,通过IEEE-RBTS BUS6 F4算例证明该方法与模型的有效性。

功率因角预测下特高压接入后电网可靠性提升方法设计

特高压接入电网后,受到线路可靠性波动影响,会出现潮流过载导致电压波动越限问题。电网系统容易出现故障或导致供电中断,严重影响电网可靠性。提出功率因角预测下特高压接入后电网过载电压波动控制方法,进而提高电网可靠性。对电网功率因角特性展开分析,根据功率因角特性分析结果,预测特高压接入后电网电压轨迹的变化;结合轨迹变化约束,设计有功潮流控制器来处理线路过载问题;根据线路过载情况的不同,设计串、并联换流器完成电压协调控制,补充潮流控制器的不足,提高电网可靠性。实验结果表明:所提方法下电网的失负荷概率在0.5以下,可靠性优化控制时间在(28.6~40.4)s。表明所提方法的特高压接入下的电网网架结构可靠性较高、实际应用效果较佳。

含风光接入的微电网可靠性影响分析

提高风光接入率有利于“碳达峰”“碳中和”目标的实现,但风电、光电的随机性会影响微电网可靠运行。通过可靠性分析环节可为风光友好接入微电网提供评估依据。建立了含随机性的风光输出功率模型,引入概率、频率及持续时间等指标分析了微电网的可靠性,研究了光伏模型中光伏输出功率的Beta分布参数(α和β)、风速和风光渗透率对系统可靠性的影响。结果表明,α和β可以影响光伏输出功率,进而影响系统可靠性水平;风速也是影响可靠性的因素之一,在避免因风速过大损坏风电机组的前提下,选择风力资源丰富区域开展风电接入有利于系统可靠性;当α=2.00,β=0.80时,在一定风光渗透率下,提高光伏发电所占比例可改善概率性指标和用户平均停电持续时间指标,但系统平均停电频率会持续增加。

基于优化模型的有源配电网可靠性评估方法

现有的有源配电网可靠性评估方法中,模拟法难以得到确切的指标计算结果,解析法难以处理动态孤岛最优切负荷问题。该文提出一种基于优化模型的有源配电网可靠性评估方法。该方法考虑分布式电源随机性、故障转供以及潮流倒送限制等因素,首先建立分布式电源的多状态模型,并基于后向场景缩减算法对分布式电源出力的随机场景进行状态缩减。针对缩减的特定场景,提出面向可靠性指标评估的混合整数线性规划模型,通过求解该模型,利用寻优的机制得到系统的各类可靠性指标。该方法的主要优点在于便于考虑配电网可靠性与网络规划优化问题的相结合。通过算例分析了该方法的准确性,并通过有源配电网自动、手动开关配置优化问题说明所提方法的延伸应用价值。

基于灰色关联分析与ISSA-LSSVM的配电网可靠性预测

为了准确高效地进行配电网可靠性预测,提出一种基于灰色关联分析与改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)的配电网可靠性预测模型(ISSA-LSSVM)。首先,运用灰色关联分析法筛选出影响配电网可靠性的强相关影响因素;接着,引入自适应t分布策略和动态自适应权重对麻雀搜索算法进行创新性改进;然后,针对LSSVM模型中的参数选择盲目性的问题,采用改进后的麻雀搜索算法优化LSSVM的模型参数C和σ^(2)并得到最佳模型;最后,将ISSA-LSSVM模型应用于实际电网中,并与传统的LSSVM模型、PSOLSSVM模型、GA-LSSVM模型以及未改进的SSA-LSSVM模型的预测结果及误差进行对比。结果表明,所提模型的预测精度更高、稳定性更强。

综合提升配电网可靠性和韧性的技术措施

在国家日益关注安全可靠供电的背景下,提升供电可靠性的同时需要综合考虑韧性的提升。“十三五”期间,我国的供电可靠性有了较大的进步,预安排停电的占比逐年降低,2021年故障停电成为影响供电可靠性的主要矛盾。基于故障停电和预安排停电的数据,分析了综合提升供电可靠性和韧性的技术路径,以及各种技术对可靠性和韧性的提升效果。

供电指挥中心在维护电网可靠性方面的关键作用

文章探讨了电网可靠性与供电指挥中心之间的密切关联,并通过实际案例分析强调了供电指挥中心在维护电力系统可靠性方面的关键作用。电网可靠性是确保电力供应连续稳定的关键因素,而供电指挥中心作为电力系统的监控、调度和应急响应中枢,在实现电网可靠性方面发挥着至关重要的作用。具体而言,供电指挥中心通过实时监控、故障诊断、负荷管理和决策支持等功能,可以有效应对极端天气事件等挑战,从而保障电力供应的可靠性和连续性。

基于网络化简的计及开关故障配电网可靠性评估

提出一种基于区域网络(区域元件)的等效网络,并将其用于配电系统可靠性评估。该方法以各类开关为边界,根据区域边界开关手动或自动性质的不同,定义了2种区域元件,并组成相应的用于系统可靠性指标评估的2类等效网络;提出了对等效网络进行化简的有效命题;通过将开关故障的影响计入区域元件中,避免对开关故障单独考虑,在以区域负荷为评估对象以及区域元件为分析单元的基础上,对等效网络采用分级评估的策略,从而减少了遍历及分析单元的数目,也避免了同类负荷点的重复遍历。算例表明,与现有方法相比,文中算法具有更高的计算效率。

考虑复杂转供和预安排停电的配电网可靠性评估

为减少计算量,提出了配电网网络简化及节点分类方法。在考虑容量约束的情况下,分析了故障后判断负荷能否通过联络线实现转供的方法,提出了基于转供判断的配电网可靠性指标计算方法。分析了预安排停电对配电网可靠性的影响,提出了预安排停电情况下的配电网可靠性指标计算方法。将以上2部分可靠性指标相加可得配电网总的可靠性指标。算例结果验证了该方法的可行性。

基于仿射最小路法的含分布式电源配电网可靠性分析

大规模风电和光伏发电以分布式电源形式接入电力系统,提高了配电网可靠性评估的复杂度。针对分布式电源输出功率的随机性问题,建立了基于马尔可夫过程的发电机多容量状态模型以模拟出力波动。在此基础上,为克服区间最小路法过于保守的不足,提出了可以有效缩减区间范围的仿射最小路法,该算法既考虑了配电网元件及负荷的原始参数不确定性,也计及了不确定变量之间的相关性。以IEEE-RBTS母线6配电系统为例,分析瞬时故障对配电网可靠性的影响,并对所提出的模型和算法的合理性进行验证。结果表明,仿射最小路法相比于区间最小路法,在可靠性指标计算方面具有更高的精准度,并且在系统不确定性越大时区间缩减效果越明显,为实际工程中的可靠性评估及系统规划设计提供了有力依据。

大规模配电网可靠性指标的近似估测算法

运用传统的解析法对大规模配电系统进行可靠性评估需要大量繁琐的数据录入工作和相当长的计算时间。借鉴广泛应用于日本配电系统的以“裕度”概念为基础的配电系统可靠度预测算法,针对国内实际配电网的结构特征引入必要的假设和近似,推导出一套适合于评估大规模配电网可靠性的显式算法公式。应用文中算法,需要的数据录入和维护工作量小,计算速度快,计算精度优于以“裕度”概念为基础的配电系统可靠度预测方法。所提算法考虑了中压配电网联络和转供以及转供容量约束的影响,能适应架空网和电缆网两类不同的网架结构,得出的可靠性评估指标能较好满足工程精度要求。论文详细介绍了算法原理和关键公式的推导, 并通过对比测试和在深圳配电网的实际应用验证了算法的有效性。

基于地理信息系统的大规模配电网可靠性评估方法

提出了基于地理信息系统(geographic information system,GIS)的大规模配电网可靠性评估方法。为简化数据存储方式及提高搜索速度,提出了配电网设备分类方法及树形编码方式,利用GIS中设备的电房属性实现配电网拓扑结构搜索,利用设备的树形编码判断设备的上下游关系,并据此提出了转供判断方法,最后在可靠性计算中还考虑了预安排停电的影响。算例结果验证了该方法的有效性。

含光储微网的配电网可靠性影响研究

文章针对光储微网接入配电网系统可靠性问题进行研究,从光储微网的特点入手,分析光储微网接入位置和运行方式对配电网的影响,并建立基于最小回路法的含光储微网的配电网可靠性评估模型,在典型网架结构基础上进行验证。研究表明,光储微网在理论分析上可提升线路节点电压,降低网损,并在一定条件下提升系统的可靠性,该评估模型能够对实际光储微网接入的配电网进行可靠性评估,为光储微网的大量接入和可靠性提升提供指导。

配电网可靠性概率分布的解析模型和非参数估计

为了揭示配电网可靠性的概率分布特征和内在随机变化规律,提出了配电网可靠性概率分布的解析计算模型和非参数核密度估计算法。考虑元件工作和修复时间为指数及非指数分布,分别从系统级和节点层对配电网可靠性指标采用随机函数进行解析表征,再进一步结合非参数核密度估计技术,实现了可靠性指标随机函数表达式的概率分布计算。其中,计及元件工作和修复时间为非指数分布可使评估结果更接近工程实际。通过对RBTS-BUS6测试系统的算例分析,验证了所述方法的有效性。

基于多层次协同分析的高中压配电网可靠性评估

针对现有配电网可靠性评估方法主要对不同电压等级配电网进行独立评估的问题,基于配电网多层次间故障协同处理过程,提出一种高中压配电网可靠性协同评估方法。首先,通过分析高中压配电网的结构与特点,划分适用于可靠性协同评估的高中压配电网三层次结构;并根据层次间的协调配合关系,建立高中压配电网可靠性协同评估模型。然后,针对高压配电网的典型接线模式以及中压配电网多联络结构,提出高中压配电网故障影响协同分析方法,分别构建高压配电网递进式故障影响分析模型以及中压配电网多联络故障恢复模型。最后,结合可靠性评估解析法,提出基于多层次协同分析的高中压配电网可靠性评估方法。通过算例分析验证了该方法的有效性。

多重故障对配电网可靠性指标的影响度

在配电网可靠性评估中,由于配电网元件数量大,是否考虑多重故障将影响可靠性评估指标的可信度,但考虑多重故障又会显著增加评估工作量,因此需对其进行合理取舍。为此提出了多重故障对配电网可靠性指标影响度的分析方法,推导了多重故障发生概率与1重故障发生概率的比值表达式,指出系统元件数目越多、元件年停电时间越长,多重故障对系统可靠性指标影响越大,并且可将单个元件维修视为1重故障进行处理。在此基础上,可对多重故障进行合理取舍。

规模化电动汽车充电特性对小区级配电网可靠性的影响分析

电动汽车规模化接入配电网已经成为一种趋势,电动汽车的车载充电技术也获得广泛应用。本文分析了含车载充电的电动汽车在高渗透率接入条件下,对小区级配电网可靠性的影响。首先,根据电动汽车车载充电机主要技术参数和小区级配电网的构成,在PSCAD环境下构建车载充电机及小区级配电网的模型;其次,按照电动汽车的充电时间分布,分析电动汽车无序充电和有序充电2种充电模式下小区级配电网负荷的变化情况,得出有序充电能较好地达到小区配电网负荷削峰填谷的目的;最后,采用IEEE RBTS-BUS6测试系统分别对电动汽车负荷的接入点、充电模式、渗透率进行可靠性指标量化评估。结果表明,线路过载是电动汽车规模化接入系统的主要限制因素,增加接入点的容量和采用有序充电模式可有效提高小区级配电网的可靠性。

大电网可靠性评估最优负荷削减模型

研究电网可靠性评估中考虑最优负荷削减的问题。针对大电网系统,先在系统分析中将系统状态分为4种不同情形,对可能产生负荷削减的系统状态引入其最优负荷削减模型,在模型的目标函数中设置使负荷削减自动满足按临近原则和按负荷重要程度进行削减的加权因子,并在可靠性评估中的程序编制中予以实现。该最优模型与实际的负荷削减策略保持一致,能够得到反映电网真实可靠性水平的母线节点指标。文章给出了该最优负荷削减模型,以及相应算法,程序流程图。通过具体算例验证了该模型的有效性和实用性。

电网可靠性对可控串联补偿部件参数的灵敏度分解算法

可控串联补偿器(TCSC)是一种常见的柔性输电设备,多用于改善输电能力。现有TCSC对其电容器组、电抗器等部件的可靠性建模较为粗略,因此无法直接描述部件可靠性对电网可靠性的影响。考虑部件故障模式,提出TCSC可靠性分层等值算法,建立含TCSC线路可靠性状态空间模型。基于改进频率和持续时间(F&D)算法,求解串联补偿线路状态概率和转移率,及其对部件可靠性参数的灵敏度。联立电网可靠性对串联补偿线路可靠性、串联补偿线路可靠性对TCSC部件灵敏度,提出电网可靠性对TCSC部件参数的灵敏度分解算法。算例分析验证了算法的可行性和正确性,有助于从电网角度发现和改善柔性交流输电设备的薄弱环节。

电网可靠性评估的PSO-SVR评估模型

城市电网结构复杂,数据量大是电网可靠性评估的难点,导致了传统的电网可靠性评估方法难以有效评估。为提高评估的精度和效率,提出一种基于粒子群支持向量回归法的电网可靠性评估的新方法解决电网可靠性评估的问题,采用供电可靠率作为评估指标,粒子群支持向量回归法能克服传统的人工神经网络可靠性评估方法易陷入局部极值。采用电网可靠性评估特征参数与评估指标,确定评估模型结构,再用粒子群优化算法优化支持向量回归模型参数。仿真结果表明,粒子群支持向量回归法可靠性评估精度高于人工神经网络。证明粒子群支持向量回归的电网可靠性评估方法具有更好的应用价值。