Optimal Resources Dispatching Technology of Distribution Network Rush-Repairing

Confronted with the requirement of higher efficiency and higher quality of distribution network fault rush-repair, the subject addressed in this paper is the optimal resource dispatching issue of the distribution network rush-repair when single resource center cannot meet the emergent resource demands. A multi-resource and multi-center dispatching model is established with the objective of “the shortest repair start-time” and “the least number of the repair centers”. The optimal and worst solutions of each objective are both obtained, and a “proximity degree method” is used to calculate the optimal resource dispatching plan. The feasibility of the proposed algorithm is illustrated by an example of a distribution network fault. The proposed method provides a practical technique for efficiency improvement of fault rush-repair work of distribution network, and thus mostly abbreviates power recovery time and improves the management level of the distribution network.

Optimal Coordination of Transportable Power Sources and Repair Crews for Service Restoration of Distribution Networks Considering Uncertainty of Traffic Congestion

This paper proposes a new method for service restoration of distribution network with the support of transportable power sources(TPSs)and repair crews(RCs).Firstly,a coupling model of distribution networks and vehicle routing of TPSs and RCs is proposed,where the TPSs serve as emergency power supply sources,and the RCs are used to repair the faulted lines.Considering the uncertainty of traffic congestion,the probability distribution of the travel time spent on each road is derived based on the Nesterov user equilibrium model,and a two-stage stochastic program is formulated to determine the optimal routings of TPSs and RCs.To efficiently solve the proposed stochastic mixed-integer linear program(MILP),a two-phase scenario reduction method is then developed to scale down the problem size,and an adaptive progressive hedging algorithm is used for an efficient solution.The effectiveness of the proposed methods and algorithms has been illustrated in a modified IEEE 33-bus system.

Quick Hosting Capacity Evaluation Based on Distributed Dispatching for Smart Distribution Network Planning with Distributed Generation

The smart distribution network(SDN)is integrat ing increasing distributed generation(DG)and energy storage(ES).Hosting capacity evaluation is important for SDN plan ning with DG.DG and ES are usually invested by users or a third party,and they may form friendly microgrids(MGs)and operate independently.Traditional centralized dispatching meth od no longer suits for hosting capacity evaluation of SDN.A quick hosting capacity evaluation method based on distributed optimal dispatching is proposed.Firstly,a multi-objective DG hosting capacity evaluation model is established,and the host ing capacity for DG is determined by the optimal DG planning schemes.The steady-state security region method is applied to speed up the solving process of the DG hosting capacity evalua tion model.Then,the optimal dispatching models are estab lished for MG and SDN respectively to realize the operating simulation.Under the distributed dispatching strategy,the dual-side optimal operation of SDN-MGs can be realized by several iterations of power exchange requirement.Finally,an SDN with four MGs is conducted considering multiple flexible resources.It shows that the DG hosting capacity of SDN oversteps the sum of the maximum active power demand and the rated branch capacity.Besides,the annual DG electricity oversteps the maximum active power demand value.

Two-stage Optimal Dispatching of AC/DC Hybrid Active Distribution Systems Considering Network Flexibility

The increasing flexibility of active distribution systems(ADSs)coupled with the high penetration of renewable distributed generators(RDGs)leads to the increase of the complexity.It is of practical significance to achieve the largest amount of RDG penetration in ADSs and maintain the optimal operation.This study establishes an alternating current(AC)/direct current(DC)hybrid ADS model that considers the dynamic thermal rating,soft open point,and distribution network reconfiguration(DNR).Moreover,it transforms the optimal dispatching into a second-order cone programming problem.Considering the different control time scales of dispatchable resources,the following two-stage dispatching framework is proposed.d dispatch uses hourly input data with the goal(1)The day-ahea of minimizing the grid loss and RDG dropout.It obtains the optimal 24-hour schedule to determine the dispatching plans for DNR and the energy storage system.(2)The intraday dispatch uses 15-min input data for 1-hour rolling-plan dispatch but only executes the first 15 min of dispatching.To eliminate error between the actual operation and dispatching plan,the first 15 min is divided into three 5-min step-by-step executions.The goal of each step is to trace the tie-line power of the intraday rolling-plan dispatch to the greatest extent at the minimum cost.The measured data are used as feedback input for the rolling-plan dispatch after each step is executed.A case study shows that the comprehensive cooperative ADS model can release the line capacity,reduce losses,and improve the penetration rate of RDGs.Further,the two-stage dispatching framework can handle source-load fluctuations and enhance system stability.

A Method for Distributed Generator Dispatch Strategy in Distribution Network

Since a load of power system changes continuously,the generation also adjusted for supply-demand balance purpose.If there exist more distributed generators in the distribution network,the dispatch strategy becomes more crucial.The possibility of having numerous controllable microgrids,diesel generator(DG)units and loads for microgrids(MGs)system requires an efficient dispatch strategy in order to balance supply demand for reducing the total cost of the integrated system.In this paper,a method for the dispatch of the distributed generator in distributed power systems has been proposed.The dispatch strategy is such that it keeps a flat voltage profile,reduces the network losses,increases the maximum loading and voltage security margin of the system.The procedure is based on the analysis of continuous power flow.The method is executed on a 34-bus test system.The MATLAB based PSAT packages are used for simulation purpose.

计及工况预测误差的主动配电网日前无功优化调度策略

为解决工况预测误差较大时,日前无功优化调度方案优化效果不佳的问题,提出了计及工况预测误差的主动配电网日前无功优化调度策略。首先,使用轻量级梯度提升机算法建立日前工况功率预测模型;其次,考虑大规模高比例分布式电源接入主动配电网,以调度时段内所有时间断面的多目标加权累加和为目标函数建立日前无功优化调度模型;最后,设计了一种变寻优粒子空间的改进引力搜索算法对日前无功优化调度模型进行求解,该算法根据历史工况预测误差评价指标调整寻优粒子空间各维度的上下限矩阵,从而抑制了当无功区域内工况预测误差较大时可控设备调度异常的缺陷。最后采用拓展的IEEE 33节点系统算例进行有效性验证。

面向主动配电网实时优化调度的图强化学习方法

主动配电网的新能源、储能等能源形式可以有效提高运行的灵活性和可靠性,同时新能源和负荷也给配电网带来了双重不确定性,致使主动配电网的实时优化调度决策维度大、建模精度差.针对这一问题,本文提出结合图神经网络和强化学习的图强化学习方法,避免对复杂系统的精准建模.首先,将实时优化调度问题表述为马尔可夫决策过程,并将其表述为动态序贯决策问题.其次,提出了基于物理连接关系的图表示方法,用以表达状态量的隐含相关性.随后,提出图强化学习来学习将系统状态图映射到决策输出的最优策略.最后,将图强化学习推广到分布式图强化学习.算例结果表明,图强化学习在最优性和效率方面都取得了更好的效果.

考虑电化学模型的配电网侧光储系统分布式优化调度

配电网侧广泛接入的光储系统具备成为电网调度中灵活性资源的潜力。为了提高光储系统调控的精细程度,分析建模了光储系统运行的动态特性,构建了考虑电化学模型的光储调度模型。针对保护节点用户隐私和调用分布式计算资源的需求,根据该光储调度模型给出了适用于计算的矩阵化形式,并构建了各节点处含光储系统的配电网调度优化的分布式子问题,实现了该调度优化问题的分布式求解。基于IEEE 33节点系统算例验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法给出的调度方案在可行性、储能运行高效性和老化衰退抑制能力等方面具有优势。

计及故障维修与网络重构的灾后配电网综合调度策略

当前,灾后配电网负荷恢复与故障维修多是独立考虑,缺乏有效联动,且没有合理计及包含故障维修时间及新能源出力的不确定性在内的双重因素影响。为此,提出一种灾后配电网维修恢复联合调度策略。首先,提出灾后配电网两阶段求解框架,第一阶段求解故障维修计划及网络重构问题,第二阶段解决移动式储能系统参与下的灾后配电网源荷协同调度问题。其次,构建移动式储能系统与维修人员的调度模型,量化分析移动式储能系统时空转移模型及能量模型,同时基于维修人员的时空转移特性,建立故障维修及网络重构模型。在此基础上,以恢复运行成本最小化为目标,分别采用离散鲁棒与连续鲁棒处理故障维修时间与新能源出力的不确定性,构建灾后配电网综合调度模型。最后,采用改进IEEE 33节点配电网进行仿真测试。结果表明,所提调度策略能够显著降低负荷失电率,减少停电损失。此外,两阶段算法在显著提升求解速度的同时能够保证求解精度,具有可行性和合理性。

计及故障信息和需求不确定的应急物资灾前预布局与灾后调度

为提高灾前、灾后电力抢修物资与抢修人员调度的协调性和鲁棒性,提出一种计及故障信息和物资需求双重不确定的灾前电力抢修物资预布局与灾后协同调度策略。首先,灾前针对灾情预测信息和电力抢修物资的双重不确定性,考虑决策者对风险的偏好程度,建立基于均值-条件风险价值(CVaR)的双层物资调配分布鲁棒优化(DRO)模型,上层以电力抢修物资配置成本最小为目标对物资中转点的选择及预置电力抢修物资的数量进行优化,下层基于均值-CVaR工具搜索最恶劣故障场景分布,并鲁棒优化(RO)故障场景下中转点到故障点的电力抢修物资分配策略,以求得故障损失成本;其次,灾后考虑物资和抢修人员调度的时序耦合约束,建立以停电损失最小为目标,中转点分配至各故障点物资的种类及数量和抢修人员的调度计划为决策变量的混合整数线性规划模型;最后,通过118节点实际配电网系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。

基于P-Box和CVaR并考虑灵活性的配电网区间优化方法

为实现高比例可再生能源配电系统的安全经济调度,提出了一种计及风电、光伏出力与负荷预测误差的不确定性和配电网灵活性调用能力的日前区间优化调度方法。为避免传统方法在描述不确定性时的信息丢失问题、传统区间方法的保守性以及区间截断方法的冒进性,该文基于概率盒理论与条件风险价值方法计算不确定性因素的区间边界。随后,基于灵活性资源的实时调整能力,建立调度计划的灵活性时段耦合约束,并建立线路传输灵活性越限约束,以提高所提方法在调度过程的适应性。以配电网综合运行成本最小为优化目标,采用遗传算法进行求解。最后,基于IEEE-33节点配电系统、某地区实际配电网以及美国PG&E 69节点的算例分析表明,所提出的区间提取方法及调度模型能在保证配电网满足传输容量约束的同时达到系统运行成本最优。

含储能接入的三相配电网分布式可再生能源可调度域建模与计算

分布式可再生能源(distributed renewable energy,DRE)发电可调度域用于定量描述电力系统适应DRE发电不确定性的能力。目前可调度域的相关研究聚焦于采用单相模型描述输电系统,鲜有讨论具有高阻抗比与三相不平衡特性的配电网,亦未计及储能系统广泛接入所带来的影响,因此难以准确地应用于新型配电网分析。针对上述问题,该文建立了含储能接入的配电系统可调度域数学模型,充分考虑了配电网相间耦合与三相不平衡特点以及储能系统的充放互补特性;采用凸包松弛和多面体外近似重构配电网交流潮流模型,并通过凸包络近似替代处理储能的互补松弛约束,得到配电网可调度域的多面体外近似模型,从而由自适应约束生成算法构建其线性边界。算例仿真结果表明所提出模型能较好地适应含储能接入的三相配电网可调度域分析,并验证了所提出方法的结果准确性与计算效率。

电网智能调度技术支持平台中的主配网协同研究

在当前电网负荷过大、区域电网数量增多的背景下,为了广泛并且有效地改善电能质量,为电力公司以及企业的供电提供一定的可靠度,首先对当前电网智能调度技术支持平台的现实需要与指标规范等进行了关注,然后以主配网协同为核心,针对智能调度技术平台进行研究设计,并对其性能进行测试。结果显示,研究设计的电网智能调度技术支持平台各项性能指标良好,可以进行实际应用。该系统平台的应用将会提高配电质量和效率,使得主配网能够很好地相互协调。基于主配网协同研究设计的电网智能调度系统平台有比较好的实际应用效果,可以为今后的电网技术改进以及智能电网系统平台设计提供一定的参考。

新型配电系统形态演化与安全高效运行方法综述

配电网是实现能源转型的重要支撑点,“双碳”目标驱动的配电网将发生重大变革,已快速从被动配送网络向主动平衡区域电力供需、支撑能源综合利用的资源配置平台转变,呈现更强的“系统化”特征,即从配电网向配电系统转变。在此背景下,该文首先从形态演化路径、多维度耦合关系以及核心研究手段3个维度梳理总结相关研究,并初步提出新型配电系统未来演化规律与演进方向构想。然后,对新型配电系统演进过程中涉及到的关键技术,即故障保护与自愈技术、振荡分析与抑制技术、系统稳定控制技术与协同调度技术进行了总结与讨论,并进一步通过分析关键技术在典型案例中的应用明确了现阶段技术现状与未来需求的差距。最后,对新型配电系统相关技术未来发展方向提出了展望。

基于FDADMM算法的多元融合高弹性有源配电网灵活互动方法

针对现有交替方向乘子法(ADMM)无法实现完全分布式计算的难题,将对数障碍函数法和虚拟智能体与ADMM结合提出了1种改进的完全分布式交替方向乘子法(FDADMM),并且研究了其在考虑需求响应的有源配电网经济调度中的应用,提出了1种源-荷-储协同的有源配电网优化配置方案。最后采用某IEEE14节点的有源配电网系统进行仿真分析,仿真结果验证了所提算法相对于其他方法的的可行性和优越性,并在某57节点的有源配电网中验证了有源配电网优化配置方案的有效性。

基于蚁群算法的交通-配电网抢修恢复优化决策方法

极端事件导致大停电后,受损的交通道路会影响电网抢修车队前往故障线路区域的进度,从而延缓配电网恢复。为此,提出了一种结合损坏道路修复的配电网抢修恢复方法。首先,在分析不同受损道路对抢修车行驶影响的基础上,构建交通网抢修车约束。其次,考虑受损道路抢修对电网抢修的影响,以配电网失电量最小为目标,协调线路抢修和道路修复建立配电网抢修策略模型,并采用蚁群算法对所提模型进行求解。最后,以IEEE33节点配电网与一个12节点交通网相耦合的系统作为算例进行分析,仿真结果表明,所提方法切实有效提高了配电网抢修速度,减小了大停电后配电网负荷的失电量。所提方案更适用于灾害发生的实际情况,可为配电网灾后恢复提供参考。

考虑配网功率约束及可靠供暖的蓄热式电采暖系统优化调度方法

文中提出一种考虑配网功率约束及可靠供暖的蓄热式电采暖系统优化调度方法。基于系统内负荷热需求量构建热负荷预测模型,并对蓄热式电采暖设备与系统建模;建立负荷功率曲线模型;以配电网传输功率限制、可靠供暖为约束,构建一种考虑配网约束及可靠供暖的蓄热式电采暖系统优化调度方法。以系统日运行成本最低以及电采暖设备实际消耗功率与电网下发的负荷功率曲线的偏离程度最小为目标,确定电采暖系统的优化调度方案。算例结果表明,所提方法可在考虑配电网功率约束的前提下,能够充分利用蓄热式电采暖的蓄热量,可有效提升配电网运行安全性及用户供暖可靠性。

基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度方法

针对现有配电网鲁棒调度方法缺乏对不确定参数相关性问题的考虑,提出了一种基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度方法。首先,构建分布式光伏出力的传统多面体集合,利用历史数据驱动形成了相关性包络图,通过弯曲多面体集合边界,建立了相关性多面体集合模型。然后,在此基础上,针对相关性多面体集合存在鲁棒性差和保守性大的问题,建立了数据驱动的多面体集合模型。进一步,建立了基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度模型,并采用列与约束生成(column and constraint generation,CCG)算法对鲁棒调度模型进行求解。最后,改进的IEEE33节点系统仿真结果表明,基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度方法可以减少优化结果的保守性,提高其鲁棒性,证明了所提出方法的有效性。

含储能有源配网的经济调度与协同优化

为了提升电池储能系统的有源配网运行效益,提出面向电池储能有源配网,包含经济调度与协同优化方法的分层递阶系统架构。首先,概述模型中不同层级间的逻辑运算关系;其次,针对不同层的优化目标,建立含光-储-充有源配网的经济调度与优化的2阶段模型。第1阶段以系统成本最小化为优化目标,第2阶段以系统网损最小为目标进行建模与仿真。最后,基于不同运行场景下的仿真结果,分析光、储、充的变化规律,并给出储能系统在不同节点的优化配置方案。

基于分布式电源群调群控技术的配网调节控制方案设计

随着分布式电源的大规模接入,配网面临着潮流越限、有功调节等问题。文章提出一种基于分布式电源群调群控技术的调节控制策略,该策略通过主站端贯穿省、地、用的方式,利用分布式电源的可调控性优势,实现主站对接入分布式电源的全局控制与分布式能源的就地自治协同。通过分布式电源群调群控模块,结合分层分区优化方式,平抑潮流波动和过电压,以支撑大电网的安全稳定运行。