面向有功潮流最优问题的配电网集群划分策略

新能源大规模馈入配电网的背景下,集群划分是配电网实现海量数据分析和设备调控的重要手段,但当前集群划分研究存在划分结果不合理、划分算法准确度低的问题。针对上述问题,文中阐述了分布式电源高渗透的配电网集群划分时应考量的因素,设计了规模限制指标;对遗传算法迭代过程进行观察记录,分析遗传算法全局寻优能力受限的原因,并利用遗传过程中个体趋同的特征对算法进行机理改进。经过仿真实验验证,可知文中所提出的规模限制指标能够有效规避不合理分区,避免人为筛选结果的弊端;所提出的改进遗传算法较大程度地提高了计算的准确度,并降低了迭代次数。但由于遗传算法缺少收敛判据,降低迭代次数暂时不能减少单次实验耗时。综上,文中所提策略能有效提高配电网集群划分结果的准确度及配电网分区控制的效率。

Control Strategy for DC Soft Open Points in Large-scale Distribution Networks with Distributed Generators

Development of power electronic devices and their implementation in power distribution networks significantly improves not only the easier integration of distributed generation into distribution networks but also the further refinement of control algorithms specialized in the application of power management procedures in distribution systems.Implementation of DC Soft Open Points(DCSOP)for closing loops in distribution networks could serve as one of the most representative examples of the use of power electronic devices as management resources in modern distribution networks.The paper describes the possibilities of the application of DCSOP used for loops closure and power flow control in medium voltage distribution networks with integrated distributed generators.Considering all the benefits of loops closure and the controllability of the DCSOP,it is considered as a management resource capable of achieving the desired/optimal state in the distribution network.The management strategy proposed in this paper covers two cases:the first case is where an adequate communication infrastructure is available when all DCSOP operations are based on Optimal Power Flow(OPF)calculations,and the second case is when OPF results are unavailable for some reason(most often due to communication interruptions)and DCSOP operations are based on processing available data using a neural network-based algorithm.The proposed management strategy has been implemented and tested on an IEEE 33 distribution test network with integrated distributed generators.The simulation results,described in this paper,can serve not only as a basis for further scientific research but also as a basis for the practical implementation of real controllers based on the proposed algorithm and its application in practice,and in real distribution networks.

MATPOWER软件下单一分布式电源的选址定容

依托于模拟植物生长算法,以配网重构来更动配网开关的组合方式,用于确定其中可维系的分布式电源的地方和大小,采用基于MATLAB语言的MATPOWER潮流计算软件保证高的计算精度,算例验证了该模型能够在减少网络耗损的同时抬高网络电压水平.

基于改进层次-权法的含PVES配电网负荷转供优化模型研究

随着大量分布式光-储系统(photovoltaic and energy storage,PVES)并入配电网,加重了配电网运行的复杂程度。特别在电网故障恢复以及负荷转供过程中给电网安全、稳定运行带来不可预测的问题。提出一种基于改进层次-熵权法的含PVES配电网负荷转供优化模型,有利于提高电能质量和供电可靠性。文中提出利用可调节PVES对恢复供电过程中产生的潮流越限调控;对于超出调控范围的负荷,采用PVES调控为主、负荷削减为辅助措施的调控策略。提出一种基于模糊德尔菲层次分析法和改进的熵权法(fuzzy delphi analytic hierarchy process and improved entropy weight,FDAHP-IEW)判断负荷优属度方法,建立负荷削减优化模型,综合主客观均衡优势。提出一种基于配电网运行呈辐射状特性缩短遗传算法中染色体编码长度的方法,并通过使交叉率和变异率自适应,使算法快速产生可行解。算例仿真结果表明,提出方法和模型在计算效率和迭代次数上优于传统算法,且在PVES的利用率、系统可靠性以及网络损耗等方面性能显著提高。

基于智能软开关优化配置的配电网柔性互联策略

针对优化互联配电网综合运行成本以及智能软开关(soft open point,SOP)配置问题,提出一种基于改进鲸鱼优化智能算法和二阶锥规划的混合算法。在分析SOP运行模型的基础上,利用蒙特卡洛法模拟风电与光伏功率分布特性,建立了一种考虑配电网购电成本、网络损耗、SOP损耗以及储能充放电成本的SOP优化配置模型;设计了一种基于改进鲸鱼优化算法和二阶锥规划结合的混合优化算法,实现不同配电网间SOP柔性互联选址与系统运行成本优化。基于IEEE33节点与IEEE69节点互联系统进行分析验证,并对比既有柔性配电网互联策略,结果表明,所提策略能够实现配电网间设备协调互补,有效降低系统综合成本,提高有源配电网运行的经济水平。

多源配电网主动孤岛恢复策略与动态组网潮流分析方法

多源配电网主动孤岛运行是极端条件下大范围电网故障时保障关键负荷供电、提升配电系统安全和可靠性的重要措施。为此,根据不同类型分布式电源及重要负荷的分布,以最小路径权值和最大重要负荷恢复量为目标,建立大停电初期的配电网孤岛黑启动方案的最优化模型,以保证关键负荷在尽可能短的时间内恢复。充分发挥BFGS信赖域算法收敛速度快、计算精度高的优点,提出多源配网主动孤岛黑启动组网过程动态潮流分析方法,利用动态潮流的频率与节点电压结果判断黑启动方案的可行性,实现多源配电网黑启动序列的有效性评估及方案优化。以改进的IEEE 33节点配电系统作为仿真算例,结果可以验证所提方法的有效性和创新性。

新型配电网SOP定容选址及优化调控策略

高比例新能源并网使配电网涌现出潮流复杂、轻重载等问题。智能软开关(Soft open point,SOP)的出现逐渐改变了传统配电网的规划布局。新型配电网出现的SOP选址定容问题和配电网最优潮流问题亟需解决。提出了新型配电网的SOP定容选址方法和柔性互联配电网优化调控策略。首先分析了SOP接入后配电网运行特性,对基于损耗灵敏度的SOP选址方法进行了改进;然后使用粒子群算法确定SOP最佳容量配置,并以全天运行损耗成本最低为目标,通过MATLAB的GUROBI求解器得出各分布式电源和SOP的出力大小,实现最优潮流;最后以IEEE 33节点算例对所提方法进行仿真验证。结果表明,所提的配电网调控策略比传统方法更具有优势,可大幅度降低配电网网损,提高配电网新能源消纳。

分布光伏并网在配网继电保护中的影响作用分析

电能质量、网损以及供电等指标影响配网继电保护效果,现有分析方法数据追踪能力不佳,为解决上述问题,提出分布光伏并网在配网继电保护中的影响作用分析。选择电能质量、网损、供电可靠性以及安全性参数,设置分布光伏并网的影响作用评估指标;采用分布光伏并网等效算法,跟踪继电保护过程中的最大功率;基于前推回代构建影响作用分析模型,实现对影响作用的跟踪分析。实验结果表明方法面对25%、50%、75%以及100%的电压和逆变电流,能够准确追踪到正确的波形,而现有分析方法只能追踪到正确的电压波形,研究方法得到的影响作用分析结果与实际数据更接近。

考虑不确定性风险及结构脆弱性的配电网网架规划

高比例分布式新能源不确定性特征增加系统运行风险,易引发电压与支路功率越限问题,增大系统网架结构脆弱性。因此提出双层多目标配电网网架规划模型,以满足多元用户对供电可靠性及电能质量要求。首先,建立源荷概率模型,并基于概率潮流量化计算配电网节点线路越限风险;其次,基于复杂网络理论,对配电网结构进行脆弱性评估;然后,提出综合考虑不确定性风险与脆弱性影响的配电网网架结构双层多目标规划模型,上层优化网络拓扑,下层规划光伏容量,采用非支配排序遗传算法与改进粒子群算法分别对上、下层模型进行优化求解;最后,采用IEEE14节点系统对方法进行验证。结果表明,该方法可以得到满足不同光伏渗透率接入要求的经济稳定的网络结构。

基于改进混沌算法的多端柔性直流配网可控技术优化

一旦电力电子设备发生故障或者运行状态不稳定,会直接影响多端柔性直流配电网的稳定性,可以用潮流调度方式维护配电网的稳定性。但多端柔性直流配电网潮流调度需要同时考虑多个条件,具有调度优化难度大的问题,为此,应用基于改进混沌算法的多端柔性直流配电网潮流调度优化方法,以多端柔性直流配电网运行特性,确定配电网潮流可控调节变量;选择大容量电压源型换流器作为调节设备,扩展配电网潮流调节范围;通过粒子群算法改进混沌算法,将可控变量表示为混沌粒子实现潮流调度优化。实验结果表明,在全天范围对多端柔性直流配电网系统进行潮流调度,能够保证配电网功率保持在理想潮流状态,具有应用价值。

分布式发电系统的不平衡三相潮流计算

传统的配电网潮流算法已不能满足未来分布式发电系统的需求。对常见的各种分布式电源的节点类型进行了划分,归结为P恒定、U恒定的PV节点;P恒定、电流幅值I恒定的PI节点;P恒定,U不定,Q受P、U限定的P-Q(V)节点。分别针对这些节点类型的各自特点,提出了在潮流计算中的处理方法,其本质是在各迭代步将各类节点转换成为传统方法能够处理的PQ节点或PV节点。在此基础上,提出了基于牛顿法的能够处理各种分布式电源的配电网三相潮流计算方法。采用6母线系统和292母线系统2个算例系统进行了测试,并详细给出了6母线系统的计算结果。算例结果证明所提算法具有良好的收敛性能,潮流计算时间和迭代次数相对于不含分布式电源的系统没有明显增大。

含分布式电源的三相不平衡配电网连续潮流计算

连续潮流是电力系统电压稳定分析的重要工具。针对含不同类型分布式电源的配电网及其三相线路参数和负荷不平衡的情况,提出了一种三相配电网连续潮流方法,由切线预测环节和牛顿法校正环节组成,并采用局部几何参数化策略处理三相不平衡系统PV曲线的斜锐角现象。考虑了PV和PQ节点类型分布式电源的限值约束,给出了新的节点类型双向转换逻辑和分岔点类型识别方法。通过对IEEE 33节点配电系统进行算例仿真,表明所述算法可以有效追踪三相配电系统的PV曲线,准确计算电压稳定临界点并识别分岔点类型。

基于随机潮流的含电动汽车配电网内分布式电源规划

随着分布式电源(DG)和电动汽车的大量发展,对接入配电网的电动汽车与DG进行协同研究具有重要意义。文中以协调配电公司、DG投资商和公共社会三者之间利益为出发点,综合考虑了配电公司的运行费用、DG投资商的投资费用,以及DG的环境效益和电动汽车入网(V2G)所节省的电网投资等社会效益,建立了基于机会约束规划的含V2G配电网中DG优化规划的数学模型,采用基于混合编码的改进自适应遗传算法对该模型进行了求解。在优化计算过程中充分考虑了负荷预测值的不确定性、风电源的输出功率的随机性以及电动汽车充放电功率的不确定性,提出了电动汽车充放电对系统最大功率影响的数学模型,并采用基于半不变量法的随机潮流算法对规划模型中的约束条件进行了检验。最后,以某实际配电网系统为仿真算例,在不同置信水平约束下对该系统内DG分别进行了优化规划,验证了文中所建数学模型及相应求解算法的有效性。

基于模糊区间算法的配电网潮流计算

考虑配电系统运行中的不确定性因素 ,建立了负荷、并联电容器组和调相机的模糊区间模型。结合配电网络的特点以及模糊潮流和区间潮流各自的优点 ,提出了一种基于模糊区间计算的前推回推配电网潮流算法。一般测试系统和阜新市 1 0 k V实际配电系统的计算结果验证了该算法快捷、有效。

基于混合蛙跳算法的分布式风电源规划

对分布式风电源(DWG)出力的随机性和负荷的不确定性进行概率建模。在此基础上,以年综合费用最小为目标,利用机会约束规划方法建立了配电网DWG选址定容规划模型。采用基于拉丁超立方采样蒙特卡洛模拟(LHS-MCS)法的概率潮流判断规划方案是否满足节点电压机会约束和支路电流机会约束。设计了混合蛙跳算法(SFLA)求解DWG规划模型的具体实现方法。33节点配电网的DWG规划结果验证了模型的合理性、LHS-MCS检验机会约束条件的有效性以及SFLA的高效性。

基于前推回代的配电网潮流改进算法

提出了一种新的基于前推回代的配电网络潮流算法,该算法能较好地处理弱环网接线方式。考虑了两种不同类型的环网接线方式,并且易于多馈线网络。采用戴维南敏感阻抗矩阵分析法把环网处理和PU节点的处理统一起来,简化了分析过程,使得该算法的计算效率大大提高。理论分析和实例证明该算法快速有效,符合配电网络的分析实际需要。

基于区间算法和范例学习的配电网网架规划

考虑配电网网架规划中的不确定因素,建立了配电网网架区间规划模型。结合配电网辐射状运行的特点,提出了简单实用的配电网区间潮流计算的端点法。对基于Agent行为和范例学习的遗传算法中的“范例学习”部分进行了修改,使其适应于配电网网架区间规划模型的求解。算例结果表明,提出的算法可以得到鲁棒性强的规划方案。

考虑光伏并网的配电网潮流计算

基于天气预报系统的太阳辐射模型,利用气象部门获得的云层类型预报信息对光伏进行短期预测;并提出了适用于含光伏发电的弱环配电网的牛顿-拉夫逊法和前推回代法相结合的配电网潮流算法。该算法将弱环配电网等效为环网和辐射形网络两个部分,采用牛顿-拉夫逊法和前推回代法交替求解环网与辐射形网络,实现含有分布式光伏电源的配电网潮流计算。在新算法中采用变收敛精度进行计算,既保证最终的精确性又能提高计算速度。最后,采用28节点算例进行验证,表明了该方法的有效性。

含微网及电动汽车的主动配电网供电恢复策略

为充分发掘并利用紧急情况下微网及电动汽车对区域配电网的电能支撑作用,进而提高配电网故障后供电恢复的有效性、快速性、经济性和可靠性,文中提出一种含微网及电动汽车的多源主动配电网多级快速供电恢复策略,包含微网供电恢复、微网与电动汽车协同供电恢复,以及一级馈线供电恢复三级方案。随后,以供电恢复后配电网的网损最小为目标,构建各级供电方案的最优潮流模型,并利用遗传算法来获取配电网多级供电恢复的最优方案。最后,以IEEE典型三馈线配电测试系统为例验证了本文所提多级快速供电恢复策略的可行性和有效性。

基于区间算法的配电网三相潮流计算及算例分析

在负荷、并联电容器组和热电联产机组的三相区间模型以及线路和变压器的三相模型的基础上 ,提出了一种配电网三相潮流计算的区间算法。传统的点迭代法潮流求得的都是系统的瞬时状态 ,而区间算法提出了与传统的点迭代潮流算法完全不同的思想 ,它不但可以处理具有不确定性的点信息 ,而且可以方便地求解给定时间段上系统状态量的变化范围 ,从而能更全面真实地反映系统的状态。对 33母线和90母线三相平衡系统 ,2 92母线三相不平衡系统及阜新市实际 10kV配电系统 (2 72、5 2 4和 730母线 )的计算实例表明了算法的快捷性和有效性。