基于自适应学习率卷积神经网络的新型配电网源网荷储无功协调优化技术

随着“双碳”目标的推进,分布式新能源接入电网的容量大幅度提升,配电网源网荷储协调优化策略是实现分布式新能源消纳的重要方法,其中无功优化能够保证电网安全稳定运行。文章提出了一种基于自适应学习率卷积神经网络的配电网源网荷储无功协调优化技术。首先以最小网络损耗和最低电压偏移为目标,构建无功优化模型;其次利用卷积神经网络强大的非线性拟合能力,挖掘出电网运行场景和无功调压设备、储能充放电策略之间的映射关系,引入自适应学习率的方式更新网络参数,提高了网络训练效率;再次通过控制无功调压设备和储能装置充放电情况协调分布式电源出力,实现电力系统无功电压主动优化控制;最后通过IEEE33节点电网模型进行了仿真验证。结果表明,文章所提的配电网源网荷储无功协调优化方法提高了电力系统电压调节能力,为配电网安全可靠运行奠定了良好基础。

“碳中和”目标下的源网荷储协调调度优化模型构建

本文针对“碳中和”目标下的电力系统中源、网、荷的协调调度优化问题,提出了一个基于优化调度模型的解决方案。通过构建电力系统调度框架,确定了源、网、荷的协同优化目标。在考虑各种约束条件的基础上建立了优化调度模型,并引入了松弛变量来消除约束条件。构建初始基础解进行迭代优化,最终得到近似最优解。在算例分析中,使用实际数据进行验证,并对结果进行了评估和讨论。研究表明,在“碳中和”目标下,该优化调度模型能够有效提高电力系统的能源利用效率,并提供合理的资源分配方案。

基于电力能源路由器的源网荷储协调应用研究

随着智能电网的发展和能源转型的加速,能源路由器作为一种高效管理电网能源流动的关键技术,引起了广泛关注。本文针对能源路由器在源网荷储协调中的应用进行深入研究,旨在探索其在电力系统中的作用和影响,并提出新的协调机制。文章首先细致地介绍了能源路由器的技术原理及其在电力系统中的多重作用,强调了其在优化能源分配、提高能源利用效率及支持可持续发展方面的重要性。其次,本文详述了源网荷储协调机制的设计思路与实现方式,突出了其在不同应用场景下的显著效益。通过实际案例研究,本文验证了能源路由器在提高电网效率和可靠性方面的巨大潜力,并对未来类似系统的设计和优化提供了实践经验。最后,文章总结了研究成果,指出了存在的局限性,并对能源路由器在未来源网荷储协调领域的应用前景进行了展望。

考虑源-网-荷-储协调的主动配电网差异化需求自适应响应方法

针对用电负荷高峰时刻波动较大、节点功率因数较低、难以协调差异化需求的问题,研究考虑源-网-荷-储协调的主动配电网差异化需求自适应响应方法。以充分满足主动配电网终端用户电量型电压稳定标准、频率型供电率标准、时间型电压偏差标准的差异化需求为目标函数,结合约束条件,构建主动配电网源-网-荷-储协调优化模型。在满足约束条件基础上,选取自适应烟花算法,求解优化模型的目标函数,得到源-网-荷-储协调优化结果。实验结果表明,该方法可以快速实现主动配电网源-网-荷-储的良好协调,协调后主动配电网各负荷节点功率因数均为0.90,且网络输出电压标幺值高于0.95 pu,可保障配电网供电质量。

新型电力系统“源-网-荷-储”多元灵活性提升方法与路径

以高比例新能源为主体的新型电力系统在局部时段灵活性严重不足,需要挖掘各类资源的灵活性以提高电力系统多时间尺度可调节能力。探讨了不同时间尺度的灵活性供需平衡特性;总结了面向新型电力系统“源-网-荷-储”各环节的灵活性提升方法,突出各类资源的灵活性互补效果;分析了不同类型电力市场的交易机制相互配合衔接对提高电力系统多时间尺度灵活性的作用,可以联合提高灵活性资源的跨时空配置效率,有效释放电力系统多时间尺度灵活性。

维持局部孤网稳定切换的网源荷分布式协调控制方法

由于土地、发电资源等条件的限制,现代大型城市主要由外部电网进行负荷供电,形成大型受端城市电网。大型受端城市电网与主系统解列后,功率不平衡会导致频率下降,甚至可能引发网络崩溃,维持其稳定切换以形成局部孤网供电具有重要的理论和现实意义。网源荷协调控制是维持局部孤网稳定切换的关键,然而,对于局部孤网,尤其是非计划形成的局部孤网,是较难实现集中式协调调控的。鉴于此,引入分布式多代理系统,提出一种无需集中控制器的网源荷分布式协调控制方法。有别于依赖集中控制器、且通信结构复杂的传统集中式控制方法,分布式协调控制在仅依靠相邻节点通信的状况下,通过改进的平均一致性算法获取电网运行全局参数,实现网源荷全局协调控制。该控制方法能够较好地适应网络结构变化,挖掘网源荷协调潜能。同时,提出的改进平均一致性算法具有更好的收敛性能,为局部孤网切换时的频率和电压控制提供快速全局数据支撑。基于PSCAD/EMTDC和Matlab仿真平台,在典型工况下对网源荷协调控制策略进行分析和验证,结果表明所提出的改进平均一致性算法和分布式网源荷协调控制方法能够维持局部孤网稳定切换。

基于弃风弃光同步消纳的荷网源协调思路与实时消纳电量评估方法研究

针对我国弃风弃光问题,提出了一种荷网源协调实时同步消纳的流程思路,以及弃风弃光电量实时消纳评估方法。文章从分析弃风弃光原因入手,在考虑国家及地区政策基础上,对荷网源协调实时匹配消纳弃风弃光模式进行研究,并设计了一套协调方法,通过对放弃电量、消纳电量等评价指标的取值与计算方法、物理意义及应用方法的研究,形成考虑电网消纳能力情况下的弃风弃光消纳增量评估方法,该评估方法可以面向计划类与直控类消纳类型,为弃风弃光协调消纳提供合约机制中消纳电量评估支撑,最终通过案例模拟展示评估方法的实际用法。

针对甘肃电网的高载能企业参与可再生能源消纳“荷-网-源”协调控制

随着中国可再生能源基地建设的快速推进,由于传输容量限制、调峰能力不足、备用不足等原因引起的弃风、弃光问题日益严峻。针对可再生能源的消纳问题,分析了负荷侧的高载能企业的调控特性,结合高载能企业的经营现状,分析得出高载能企业具备参与电网调节、增加可再生能源消纳的能力,提出了考虑高载能企业的"荷-网-源"协调控制的思路,建立了考虑高载能企业隐私的分布式调度的闭环协调求解模型,并通过算例初步展示了"荷-网-源"协调的效益。

荷网源协调消纳基准线制定方法研究

为解决荷-网-源协调消纳可再生能源模式下,多时间尺度不同协调消纳模式中,消纳增量计算基准线制定问题,在对需求响应基准线理论与应用情况深入分析的基础上,提出基准线与考核线并用的消纳增量计算描述方式,并进一步总结提出基准线与考核线制定方法类别。从电解铝、铁合金、蓄热电锅炉、分布式空调等四类典型负荷的历史与消纳联动试验数据出发,对不同基准线划定方法的准确度进行对比分析,得出不同情况下基准线及考核线制定选取方法,为可再生能源消纳过程中消纳增量计算提供参考。

基于线路负载率特征的主网“源–网–荷”协调性评估

"源-网-荷"协调性评估有不同视角,从电网安全性角度,潮流分布是三者共同作用的结果,也是制约功率平衡能力的主要因素。前期研究表明,当有功路径的功角均衡时,主网静态安全性最好,但路径功角获取不易。实践经验表明,主网的线路有功负载率均衡性与路径功角均衡性一般正相关;当其较均衡时,主网静态安全性较高。故关键是针对时变潮流分布,如何评估可变时间窗内的线路负载率均衡性。研究发现,在构建主网线路的有功负载率时序矩阵并对其进行奇异值分解后,其主导阵蕴含了负载率总体动态均衡的关键信息,而次要阵则包含了不协调线路的负载率时序特征。故根据奇异值及左奇异向量,文章构建了有功负载率总体均衡性指标,并提出重载线路、不协调线路及时序特征差异的识别方法。针对IEEE39系统的3种运行方式,文章展示了分析过程,验证所提指标及方法的可行性,并与前期研究提出的主网安全性量化指标进行双向验证。该研究为基于大数据的"源-网-荷"协调性评估提供了实用方法,为大电网的运行与规划提供了关键信息。

考虑源网荷储协调优化的主动配电网网架规划

针对源网荷储的协调优化,以年综合费用最小为目标,建立了主动配电网网架三层规划模型。通过三层模型的相互传递与配合,对配电网中的分布式电源、可中断负荷、配电网架以及电池储能进行协调优化,采用基于树形结构编码的改进遗传算法与原对偶内点法相结合的混合求解算法对所提模型进行求解。29节点系统算例验证了本文所提方法的正确性和有效性,并表明在配电网架规划中考虑源网荷储的协调优化可有效降低网架规划成本、改善配电网负荷特性。

考虑水风光互补与机会约束的电力系统源网荷协调扩展规划研究

随着风光电站渗透率不断提高,其出力不确定性也给电力系统安全运行带来了一定挑战。利用梯级水电来弥补风光发电的间歇性,能有效平抑风光电站出力的波动性。为此,提出了基于机会约束的水风光互补电力系统源网荷协调扩展规划模型,来提高水风光等清洁能源的消纳能力。首先,对梯级水电站和直流外送以及需求响应进行了详细的建模;其次,利用需求响应资源来对电源侧风光电站出力间歇性进行缓解,提出了负荷侧需求响应服务规划模型,并建立了源网荷协调规划模型;最后,建立机会约束模型来保证系统运行安全性与风光出力的有效消纳,并利用样本平均近似法的强拓展公式,将机会约束模型转化为混合整数线性规划问题进行求解。仿真算例分析验证了所提模型的合理性,能有效保证系统运行安全性和风光消纳能力。

维持局部孤网稳定发展切换的网源荷分布式协调控制方法

网源荷分布式协调控制方法是先进的电力控制方法,能够提高局部孤网的稳定性,促进局部孤网的发展。本文指出了局部孤网发展的难点,分析了网源荷分布式协调控制的主要方法,以供参考。

基于深度学习和智能在线场景匹配的配电网源网荷储无功协调优化策略

配电网源网荷储协调优化是消纳可再生能源的重要手段,其中,无功优化可保障系统安全可靠和经济运行。该文提出了一种基于深度学习和智能在线场景匹配的配电网源网荷储无功协调优化方法,它充分考虑到运行场景的特性,直接利用配网运行大数据离线生成历史场景库并基于多目标粒子群优化算法离线构建历史策略库,再基于不同优化目标和K-means聚类算法对历史场景库和实时待优化场景进行两次分类,然后以历史场景库为训练集,以实时待优化场景为测试集,基于深度神经网络实现智能在线场景匹配,通过匹配效果评估匹配历史策略或在线优化分配无功优化方案。最后,在IEEE 30节点仿真模型接入分布式光伏、储能和电动汽车充电站等随机负荷进行算例验证。结果表明,方法可灵活、有效地对系统进行协调无功优化,不依赖于模型和参数,极大地提高了决策效率。

荷—网—源协调控制后电网降损能效评估指标体系

电网损耗的降低对于电力系统的经济运行具有重要的意义。分别从负荷侧、电网侧和电源侧3方面综合考虑电网降损的影响因子,建立了电网降损能效的评估指标体系,阐述了体系中各指标的意义,给出了各指标的量值计算方法。通过分析甘肃地区的电网降损潜力,采用层次分析法计算出评估指标体系中各指标的权重,为荷—网—源协调控制后电网降损能效的综合评估提供了解决方案。

电力系统源-网-荷-储协调水平综合评价方法研究

在源-网-荷-储协调优化成为电力系统发展趋势的背景下,对系统协调水平进行全面、合理的评估有利于把握影响系统协调能力的关键环节,指导规划方案的优化。首先,分析源-网-荷-储协调运行背景下,影响系统协调能力的不确定性因素,构建计及多主体交互的分层级评价指标体系;然后,建立各指标数学模型,提出基于AHP-Delphi赋权法的源-网-荷-储协调水平评价方法;最后,展开算例分析,对某省3地区实际规划方案的合理性进行综合评价,为规划方案的优化决策提供参考。

协调源荷不确定性的配电网扩展规划

随着可再生能源、储能在配电网中的应用越来越广泛,亟需开展计及源端、荷端不确定性的配电网扩展规划研究。在此背景下,提出包含三级层次的配电网扩展规划流程和配电网扩展规划随机期望值模型。首先建立以综合新建成本为优化目标,连通性、可靠性、潮流限制等为约束条件的网架扩展规划模型,确定规划新建站点的接入方案和储能配置容量;其次构建运行优化模型,计算正常运行方式下合理的开关组合;最后采取针对性的局部补强措施,结合实际算例系统验证模型的有效性。

考虑系统灵活性约束与需求响应的源网荷协调规划模型

近年来,"弃风""弃光"问题引起广泛关注,电力系统规划方法亟须做出改进。针对目前电力系统灵活性不能满足新能源消纳需求的情况,在规划模型中设计系统调峰能力约束与调节速率约束。挖掘需求响应对系统的多重影响,并探索将其纳入规划模型中进行统筹考虑。在此基础上,构建源网荷协调规划模型,从系统角度进行电源机组、电网线路与需求侧资源的统筹规划。算例分析验证了所提出模型的有效性。

基于趋势理论的源—网—荷协调性控制

针对电网不同运行方式下的源—网—荷协调性存在差异问题,提出基于趋势理论的源—网—荷协调性的辨识和控制方法。首先,利用方向导数证明电网的整体功角安全性指标与路径负载均衡度同趋;通过电网运行均衡度和路径负载均衡度之间的差异分析,引出电网可能存在源—网—荷不协调的观点;然后,基于电网的映射弹性网模型对局部电网进行物理分析,再通过数学工具对其进行奇异值分析,得出雅可比矩阵的最小奇异值和发电出力或负荷是同趋关系;最后,提出源—网—荷协调性的辨识和控制方法。采用IEEE 9节点系统验证整体功角安全性指标与路径负载均衡度同趋,而与电网运行均衡度无关;采用IEEE 39节点系统验证源—网—荷协调性控制方法的合理性。该研究通过跟踪大电网实时运行数据,提出在不同运行方式下的源—网—荷协调性的控制方法。

一流城市配电网“源网荷储充”协调优化控制策略

针对城市配电网中接入新能源技术带来的复杂多样性与随机不确定性问题,提出考虑多种运行场景的"源网荷储充"协调优化控制策略。首先,对一流城市配电网中"源网荷储充"各设备资源的协调运行特性及其运行场景进行分析;其次,为适应多运行场景构建协调控制架构,包括分布协同控制的储能及充电桩互动需求响应控制、无功补偿设备及RDG的V/Q控制,以及根据负载阻抗和等效阻抗对控制变量的敏感性进行集中优化控制。对IEEE33标准节点扩展系统进行算例分析,结果表明,所提控制策略可以有效改善配电网运行电压水平,具有较好的配电网控制综合效益。