基于最优经济运行区域的主动配电网日前日内协同调度方法

传统的日前-日内协同调度通常以与日前时序计划曲线偏差最小作为日内目标函数,当日内新能源出力预测值与日前相差较大时,储能装置(energy storage systems,ESS)等由于其时间耦合约束日内调整范围有限,导致经济性和灵活性较差。对此,提出了基于最优经济运行区域(optimal economic operation region,OEOR)的主动配电网(active distribution networks,ADN)日前-日内协同调度方法。在日前阶段,构建线性化ADN调度模型,基于拉丁超立方采样法生成的大量随机场景下调控设备优化曲线,以全时间段内设备出力上下界内所包含的随机场景优化结果数量最大为目标,考虑储能装置荷电状态的相邻时段约束和微型燃气轮机的爬/滑坡率,构建OEOR生成模型。最后,在日内阶段,调控设备在OEOR内滚动优化调整,当该时段优化值贴近OEOR边界时,考虑相邻时段出力约束,将OEOR扩展为最优经济极限运行区域(E-OEOR)。算例结果表明,所提方法相比于传统方法能够更有效地提升配电网经济性。

计及新型限流与断路器协同作用的直流配网故障隔离策略研究

针对直流配电网故障电流上升速度快、峰值高以及无法保证非故障区域供电可靠性的问题,该文提出一种应用于直流配电网的新型故障限流器,并对抑制故障电流峰值的桥式电路、加速故障转移速度的耦合电抗器以及通过斩波抑制故障电流的主限流支路进行理论推导和参数分析。基于电压微分判据和方向性过流保护原理,提出新型限流器与直流断路器的协同作用策略。在仿真系统中验证所提方案的正确性和有效性,并进行限流器的初步实验验证。结果表明,所提限流器能够有效限制故障电流,与已有故障隔离方案相比,采用协同作用策略降低了直流断路器至少90%的分断电流,成功避免了换流站闭锁,确保了系统的供电可靠性。

计及5G基站运行协同的分布式储能优化配置方法

通信基站普遍配有备电储能,且其大多数时间处于闲置状态。随着5G基站的加速建设,与之而来的大量备电储能对配电网来说将是十分可观的灵活性资源。为实现资源的充分利用,探究5G基站储能参与配电网灵活调控的潜力具有重要意义。在此背景下,该文提出一种计及5G基站储能协同的分布式储能(DES)优化配置方法:首先,通过对5G基站的负荷特性及灵活储能容量进行分析,提出含5G基站储能的配电网“规划-运行”双层优化模型,其中,规划层以网络年综合成本最小为目标,对DES进行选址定容,运行层以电压综合水平最优为目标,对DES与基站储能的调度策略进行寻优;然后,为高效求解该模型,提出了一种适用于大量异质变量的多目标动态评价优化算法,该算法通过对变量分组并在求解过程中自适应调整目标函数的选取,以加快求解速度、提高搜索精度;最后,仿真结果证明了所提出的DES协同优化配置方法在降低成本和促进新能源消纳方面的有效性,以及所提出优化算法在兼顾多目标与快速求解方面的优越性。

计及分布式光伏和储能主动支撑的配电网日前日内协调优化运行策略

为充分挖掘分布式光伏与储能对配电网的主动支撑能力,提高配电网运行效益与供电质量,提出计及分布式光伏和储能主动支撑的配电网日前日内协调优化运行策略。考虑到光伏和负荷预测误差所带来的调度成本风险,采用条件风险价值的方法对其进行量化。日前优化模型以配电网运行成本与成本风险最小为优化目标,制定日前优化方案,为日内优化提供参考;日内优化模型对分布式光伏与储能的有功无功功率进行调度,以加权电压偏差、线路损耗、储能有功功率偏差最小为优化目标,在提升配电网供电质量的同时保证日内运行的经济性。将所提出的模型转化成便于求解的二阶锥规划模型,采用IEEE 33节点算例对所提出的策略进行验证。算例结果表明,所提出的日前日内协调优化策略充分挖掘了分布式光伏与储能的主动支撑能力,有效降低了配电网的运行成本,并对电压越限问题有明显的缓解作用。

配电网储能设备运行策略与容量的协调优化

随着风电、光伏发电等新能源大规模并网,配电网对电能质量和电压稳定的要求越来越高。然而,分布式电源及储能设备接入电网后将对配电网造成一定的影响,合理利用储能设备是提升配电网供电质量和降低电能损耗的有效手段。为了提高储能设备的运行效率和可靠性,基于电池管理系统、能量管理系统、最大功率点追踪、预测模型和能量回收等控制策略显得尤为重要。这些策略能够确保储能设备的正常运行、实时监测、调整充放电状态、优化能源利用、提高转化效率以及实现能源的可靠供应。由于配电网储能设备的正常运行与储能容量有着直接关系,开展配电网储能设备运行策略与容量的协调优化对于推动储能科学的发展具有重要意义。

计及运行灵活性的中压配电系统源-网-储协同扩展规划

为适应新型配电系统中分布式电源(DG)与负荷的双重波动性,需要对源、网、储进行协同配置以满足系统运行灵活性需求。为表征配电系统运行灵活性水平,从灵活性供需平衡、净负荷曲线平滑度和线路传输均衡性3个方面提出了净负荷适应率指标、净负荷波动率指标和线路负载裕度均衡性指标,并建立了考虑这些指标的配电系统源-网-储3层扩展规划模型。其中,上层和中层以年综合成本最小为目标对配电线路、DG和储能进行优化规划;下层以运行灵活性水平最高为目标进行运行优化。采用复合聚类算法生成配电系统典型规划场景,并以改进后的粒子群算法和非支配遗传算法双层嵌套的形式求解3层扩展规划模型。最后,基于改进的IEEE 33节点系统验证了所提规划模型的有效性和优越性。

基于低压配电物联网的分布式光伏接入研究

针对低压电网存在自动化程度低、感知能力弱导致分布式光伏信息不能实时上传至配网运行系统的问题,通过分析分布式光伏接入导致电压抬升的原因,提出了构建低压配电物联网平台,建立了云-管-边-端的系统框架,实现了低压电网拓扑自动识别功能,建立了低压电网电压调节策略。基于低压配电物联网基础上建立台区源网荷储协调运行平台,有利于提升台区运行能力和对高弹性电网支撑能力。

分散式光伏与陆上风电协同运行在电力系统中的优化配置

随着可再生能源的广泛应用,分散式光伏和陆上风电作为重要的清洁能源形式在电力系统中扮演着日益重要的角色。通过深入研究光伏和风电的技术特性,分析它们在电力系统中的运行机制,探讨它们协同运行面临的技术挑战。在此基础上,提出电力系统中实现这2种能源协同运行的优化配置方案,并构建协同运行的模型。通过优化算法的应用,进一步分析电力系统的稳定性与可靠性,为实现分散式光伏与陆上风电的最优协同运行提供了技术支持。

跨域分布式防御作战及关键技术研究

随着信息化装备的高速发展,作战样式也在不断变化与进步,空地协同跨域分布式防御作战将成为必然。空中作战平台具有机动性能好、视野广阔、态势感知能力强等优势,而地面防御装备具有部署隐蔽、火力覆盖范围广、抗干扰能力强等优势。采用空中与地面分布式协同的方式,可充分发挥各自优势,提高各军兵种装备利用率,实现更大的作战效能。未来空地协同作战将呈现“立体统一、空地协同、一域多分”等特点,针对未来战场特点,提出了空地协同跨域分布式作战的必要性,给出了跨域分布式防御的特点,剖析了当前防御作战架构的不足,并对空地协同跨域分布式防御的具体措施进行了分析,总结归纳了跨域分布式防御的关键技术,最后给出了发展建议。

考虑多分布式水电协调运行策略的微电网重构方法

作为清洁可再生能源,水电具有显著环境效益。发展水电微电网,是实现“双碳”目标的重要路径之一。基于分布式水电出力特性提出多分布式水电协调运行策略以及基于此策略的微电网重构方法及模型。为避免寻优过程中产生大量不可行解,提出基于改进粒子群算法的微电网重构求解算法。选取IEEE 33节点系统进行算例仿真,验证了所提方法的合理性和有效性,能够有效提升微电网运行经济性。

含风电系统的有功和备用协调优化方法

针对风电的随机性、波动性分析应对风电功率预测误差和风电功率波动所需的备用容量,并根据风电功率预测误差概率分布和风电功率波动概率分布建立风电备用需求与风电出力之间的关系,提出了风电备用需求新模型。在此基础上,构建了含风电系统的有功和备用协调优化调度模型,将系统备用容量需求分解为快速备用和事故备用两部分,在得到机组最优出力计划的同时,实现2类备用容量在机组间的优化分配。通过对修订后的IEEE 6节点和IEEE 118节点系统进行仿真计算,验证了所提模型和方法的合理性和有效性。

输配电网高级应用协同运行关键技术分析

输配电网业务融合是地区电网调度运行发展的趋势。文中针对目前输配电网自动化系统独立建设的模式,分析了输配电网协同运行和分析计算的业务需求,提出了输配电网高级应用协同运行的整体架构,并在此基础上对输配电网统一建模、拓扑分析、潮流计算、风险评估以及故障处置等方面的关键技术进行了分析。

考虑储能调节的主动配电网有功—无功协调运行与电压控制

为解决高比例可再生能源接入后配电网的节点电压越限问题,提出了一种考虑储能调节效应的有功-无功协调优化方法。首先,从理论层面分析了配电网接入可再生能源发电后带来的电压偏差问题,论证可从无功功率与有功功率两个方面实现电压控制;其次,建立了以节点电压总偏差最小为目标函数的配电网有功-无功协调优化数学模型;再次,提出了基于分布熵的自适应粒子群算法来实现模型求解;最后,通过算例验证了所提方法的有效性和实用性。

孤岛模式下多源直流微电网经济运行的协调优化控制策略

基于直流微电网的时变性与分布式发电单元的不确定性,本文提出了一种最小化运行成本的多源协调优化控制策略。首先,建立了优化调度模型,通过完全分布式的控制框架,设计了实时经济运行的优化方案,以实现直流微电网系统分布式发电的负载分配、电压恢复以及经济最优。此外,由于三个变量的动态变化值被引入到一致性算法中,功率分配优化过程是实时的。最后,用仿真算例来对上述优化策略进行验证。结果表明,提出的控制策略可有效地实现分布式发电的最优功率分配,达到最小化运行成本的目标。当直流微电网系统中单元的成本函数或功率限制发生变化时,能够实现在线优化。

分布式光伏/储能系统多运行模式协调控制策略

针对储能电站在现有配置下运行模式单一且不能充分发挥储能作用的问题,该文提出一种混合储能系统在平抑功率波动和峰谷电价套利2种模式下协调运行控制策略。平抑功率波动模式中,利用小波包分解对储能系统内部功率进行一次分配,并结合储能装置的荷电状态信息对一次功率进行修正,实现功率二次分配。峰谷电价套利模式中,依据分时电价和荷电状态信息确定储能系统充放电起止时刻,根据负荷实际大小确定其充放电功率实现用电负荷的经济运行。根据光伏实时波动情况,结合储能装置荷电状态信息,设计了2种运行模式的协调运行策略,实现源/网/荷/储能量的合理管理。在Matlab中搭建仿真模型验证了所提控制策略的准确性和实用性,并将控制策略应用到工程现场。

考虑越限风险的主动配电网中DG、SOP与ESS的两阶段协调规划

双碳和新型配电系统构建目标下优化多种灵活型资源位置与容量是实现该目标的重要技术路线。为此,兼顾规划运行的经济性和安全性,提出一种考虑越限风险的主动配电网中可再生分布式电源(distributed genevation,DG)、智能软开关(soft open point, SOP)、储能(energy storage, ESS)的两阶段协调规划方法。阶段1以综合成本与越限风险最小为目标优化DG、SOP与ESS的位置和容量。阶段2属于联合SOP、网络重构、有载调压变压器、电容器组、需求响应和储能多种调节手段的多目标运行优化。同时,以基于灰靶决策技术的LDBAS算法和二阶锥优化的混合方法为规划优化的求解工具。在IEEE 33节点配电系统上仿真,测试结果证明了所提两阶段协调规划模型能够有效地提高系统运行效率、增强灵活性、降低运行安全风险及经济成本。

PPP模式运营期内公私部门合作机制的演化分析

为研究PPP模式下项目运营期内的公私合作问题,以有限理性为前提基于演化视角建立双方的博弈模型,探讨演化稳定策略的影响因素。研究结果表明,政府部门应关注收益分配的平衡对于合作的影响,避免补贴机制失效;在一定情形下,私人部门成本的降低、超额收益的增加、政府监管成本的上升均可使双方走向合作,超额收益存在一个最优分配系数,可促成双方达成良好的协同关系;合理的惩罚机制的设置,也可以促进双方的合作。

配电网继电保护整定计算中的运行方式搜索

在配电网整定计算中,获得被整定线路所需运行方式对于整定工作有非常现实的意义。针对地区电网运行方式的特点,对电网模型进行了简化,并在此基础上提出电源级别的概念,有效解决了无效搜索的问题。利用改进深度搜索算法,得到搜索路径。

“双碳”目标下城市能源系统的形态结构和发展路径

随着“双碳”目标的提出,能源行业已经成为绿色低碳转型发展的中心环节和碳减排的核心。作为综合能源系统中承上启下的关键一环,城市能源系统(UES)的生产、传输和消费环节正在发生深刻的变化,分别体现为分布式能源大规模接入、电力电子设备广泛应用和可控负荷推广使用。从UES的形态结构出发,剖析了UES源荷界限模糊、网络潮流双向化的多能耦合的功能结构和层级分布的空间结构,阐明了UES开放互联互惠、能源交通一体化发展和信息物理高度融合的典型特征;进而详细讨论了UES协同规划和优化运行两个关键问题;最后,从一次能源供给、二次能源转换、终端能源消费和碳移除等4个环节对UES的发展路径进行了展望。

多微网配电系统协调优化调度和经济运行研究

多微网系统由多个子微网构成,其控制策略较单微网系统更为复杂,针对多微网系统,提出了一种基于预测控制的多微网协调控制策略,根据微网的动态出力范围,考虑网损和负荷波动方差构建多目标优化函数,通过预测控制求得多微网协调因子的最优值,基于此最优值协调各微网之间的功率分配,从而维持整个微网电压和频率的稳定,并运用基于随机模拟的粒子群算法求解上层优化问题。仿真结果显示:基于多微网与电网合理的调度,可充分发挥微网"荷-源"双重特性的灵活调度,平滑负荷曲线并降低系统网损并可减轻负荷波动对电网影响以及可再生能源出力的不确定性。