含多微网系统的主动配电网分层能量优化管理

为实现含多微网系统的主动配电网的经济效益最优,通过引入自适应权重系数来进行动态优化。构建一种主动配电网层以发电机组运行成本最低,多微网系统层以经济成本和环境成本最低的分层能量优化管理模型。采用变异、杂交和竞争策略以及Lévy飞行策略改善麻雀搜索算法,提高算法的种群多样性和收敛精度。基于所设计的多微网系统混合配置运行策略,采用改进麻雀搜索算法进行模型求解。选取某地区两种典型日进行算例分析。结果表明：本文提出的优化模型、运行策略和改进算法可以有效降低主动配电网和多微网系统的经济效益,同时改进算法能够在全局寻优能力方面具有一定的优势。     

考虑风电不确定性的主动配电网阻塞管理策略

随着需求侧灵活性资源和风电等分布式资源的快速发展,灵活性资源用电行为的随机性以及风电出力预测的误差,使配网系统潮流发生改变,增加配电网潮流阻塞风险。为了解决风电不确定性造成的配网阻塞问题,研究考虑风电不确定性的主动配电网阻塞管理策略。首先基于Copula函数抽样生成表征风电不确定性的典型出力场景,将不确定变量转化为确定性场景进行优化计算,进而考虑主动配电网元件的运行特性,建立主动配电网双层阻塞管理优化模型。上层模型中,负荷聚合商预测日前电价,基于收集的风电、微型燃气轮机出力信息以用户用电成本最低为目标制定用电需求计划,并上报至配电网系统运营商;下层模型中,配电网系统运营商以总社会利益最大为目标对日前电价进行迭代,以线路功率和节点电压安全为前提求解最优潮流,得到节点边际电价并发布至负荷聚合商,指导其调整日前用电计划;通过上下双层的迭代交互,实现阻塞管理和社会利益最优。最后,通过IEEE 33节点算例进行仿真验证。结果表明：所提阻塞管理策略能保证线路功率和节点电压满足安全约束,有效解决主动配电网的阻塞问题。     

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。     

考虑供需互动的含分布式电源配电网网架规划

通过分析供应侧电源出力特性和需求侧负荷响应特性,搭建了考虑DG主动管理和需求侧管理的配电网网架双层规划模型。上层以年初始投资成本最小化为目标函数,考虑了网络辐射状连通性约束;下层以综合运行成本最小化为目标函数,考虑了网络潮流、安全运行等约束。上下层模型分别采用Prim最小生成树算法及二阶锥规划法进行求解。最后结合某地区29节点配电网进行仿真验证,结果表明,该模型能有效促进DG消纳,提升含DG配电网规划的经济性。     

暂态稳定约束下的负荷经济分配

针对电力系统中存在的暂态稳定问题,提出了一种不受系统模型限制的电力系统动态安全调度的算法.该算法基于关键线路有功潮流对其临界切除时间的线性和二次函数拟合,把临界切除时间表示的暂态稳定性约束转化为关键线路有功潮流表示的暂态稳定性约束,并把此约束作为增广约束加入到传统的最优潮流模型中,采用传统求解方法直接进行求解.该方法能够同时处理多个故障,避免了在解除某些故障情况下的稳定裕度约束之后,又会出现其他故障情况下稳定裕度不足甚至失去稳定的循环调整情况,并满足一定的经济性.新英格兰测试系统的分析结果表明,在系统总发电成本增加最小的情况下,系统的稳定程度已提高到设定的目标,证明了该算法的有效性.     

微网热电储能容量配置优化

可再生能源发电和负荷具有随机性,因而储能装置是保证微网安全稳定的重要组成部分.针对某热电联供微网,提出了类比蓄电池的蓄热罐出力建模方法,在此基础上建立了基于经济调度热电储能优化配置模型.采用多场景方法考虑微网中的随机因素,运用人工蜂群算法优化不同容量下微网运行方式,比较不同储能容量下微网的综合成本,从而确定最优储能方案.通过算例验证了所提方法、模型能有效降低微网的综合成本.     

电力现货市场下的输配协同缓解阻塞模型与求解

电力现货市场中需协调调度输电网中可控资源实现对传输阻塞的缓解。考虑配电网中含有大量分布式电源以及可响应负荷，提出了以配电网公司作为主体参与电力现货市场阻塞管理的双层优化调度模型。输电网层以阻塞调度成本最小为目标，对各配电网公司的可控负荷和常规机组协同调度。配电网层以配电网电压波动和用户响应满意度为目标，在满足配电网安全约束的前提下，对配电网中资源进行协同调度。采用ATC算法对上下层模型进行求解，获取最优调度策略。最后对IEEE9节点的输电网和改进的两个配电网组成的输配全局电网进行仿真，验证所提方法的有效性。     

基于最优化原理和分层模型的配电网负荷均衡

配电网负荷均衡是降低配电网线损、优化配电网运行的一个目标，随着配电网顶点数量的增加，可能的负荷组合数量急剧增加，基于传统电网模型的优化方法难以实现负荷最优组织，笔者分析了配电网负荷均衡的特点，并将该特点与最优化原理相结合，采用分层的拓扑模型为手段，提出了配电网各源点的负荷最优均衡的原理及原理的实现算法，从而将最优问题转为多阶段决策问题，并实现了配电网的负荷最优均衡。     

基于MST-改进PSO的电-气-热综合能源系统负荷恢复策略

以往故障恢复的研究大多集中在配电网方面且恢复目标仅为单一的负荷恢复量，未考虑资源成本以及能源消耗的 环境保护成本等。对此，本文提出了一种多侧协调优化的多目标负荷恢复策略，该方法不仅实现了网络的重构、较高等级负荷的优先恢复，还实现了系统运行成本最优。在系统发生故障后，分两阶段进行恢复：首先，使用最小生成树对系统结构进行改造，实现系统网络的重构，形成可恢复负荷的最终区域；然后，综合考虑源侧资源购买成本、用户侧切负荷补偿成本以及碳排放环保成本等，构建优化目标函数，使用改进粒子群算法对其进行求解，得到最终恢复方案。通过33节点配电网、14节点气网和6节点热网测试系统仿真，验证了该负荷恢复策略的有效性。     

计及配网有功无功协调运行优化的SST规划方法

固态变压器(solidstatetransformer,SST)作为一种利用电力电子器件实现能量管理和功率控制的新型变电装置,其应用将极大地提高配电系统的柔性调控能力,从而解决由于分布式电源接入给配网带来的诸多问题.针对SST在配网中的选址定容问题,考虑SST协调配电网有功无功资源的运行优化,提出了一种计及配电网提前运行优化结果的SST统筹规划方法.首先,基于SST的稳态数学模型,研究了SST在双交流/交直流系统连接下,计及负荷与分布式电源的参数时序控制方法.其次,建立了融合配电网有功无功时序运行优化的SST双层规划模型,上层考虑SST的投资成本、环境效益和配电网年运行成本,对SST的安装位置和容量进行了规划;下层以配电网日运行成本最低为目标,进行时序多场景下SST协调配网中有功无功资源的日运行优化,并提出改进的主从式差分入侵杂草混合算法进行双层规划模型迭代求解.最后,采用改进的33节点配电系统进行仿真验证,结果表明:相较于考虑SST协调配电网单方面有功/无功运行的规划方法,所提方法的配网年综合成本分别减少91.1 k$和21.8 k$;相较规划前和单层规划方法,所提方法的配网年运行成本分别降低10.6 k$和92.7 k$,电压偏差分别减少25%和18%.所以,计及配网有功无功运行优化的SST双层规划方法,可以充分考虑协调主动配电网有功无功资源运行对SST配置规划的影响,提高系统运行的经济性和规划方案的可行性.     

考虑概率潮流的分布式电源优化配置

为了解决电动汽车和分布式电源并网为电力系统带来的较强的随机性、间歇性和相关性的问题,以分布式电源和电动汽车的概率模型为基础,建立了以分布式电源总费用、供电可靠性和有功网损为目标函数的优化配置模型,将概率潮流计算嵌入基于成功历史的自适应参数差分进化算法求解目标函数。采用无迹变换利用输入随机变量的均值和协方差近似描述系统状态变量统计特性,直接方便地处理具有不确定性的随机变量。然后利用径向基神经网络求解功率方程,避免了计算雅可比矩阵和偏导,减少了算法运行时间。最后采用基于成功历史的自适应参数差分进化法并行计算多目标函数。通过IEEE33节点配电系统进行仿真,验证了该方法的有效性和高效性,节约了规划成本。     

含电动汽车的主动配电网优化调度

电动汽车随机充电功率会影响主动配电网优化调度,为了解决这一问题。提出了含电动汽车的主动配电网优化调度模型,模型分为两个目标函数。首先,需要以负荷曲线的最小方差优化电动汽车的充电功率作为优化调度之前的目标函数,可以获得电动汽车连接电网的时间和充电功率。然后,建立以分布电源功率为控制变量使得配电网运行成本最低的主动配电网日前优化调度模型。最后,建立的模型在IEEE33节点配电网系统中进行多场景分析电动汽车对主动配电网优化调度造成的影响,并采用CPLEX优化规划软件来求解模型。结果表明:所建立的模型和方法不仅可以保证配电网经济运行,而且还能有效的利用电动汽车的充电来减少配电网负荷曲线的方差。     

基于改进K-means 算法的多场景分布式电源规划

针对恒定调度模型分布式电源选址定容的配置方案实用性差的缺陷,考虑分布式电源( DG: Distributed Generation) 出力和负荷需求的时序性与不确定性,建立以配电网系统总投资成本、总电压偏差和系统网损最小化的多目标调度模型。首先,通过蒙特卡洛算法随机模拟全年风-负荷场景,并采用K-means 聚类法对全年场景进行缩减。其次,引入轮廓系数对其改进以获取最优的聚类数。最后,通过快速非支配排序遗传算法( NSGA-Ⅱ) 与无偏折中策略进行优化处理。以IEEE33 节点配电系统为例与标准遗传算法做对比仿真实验,验证了所提算法的有效性和优越性。     

基于多目标遗传算法的多配置风电机组控制

为了实现良好配置的电力网络,提出一种多目标遗传算法控制优化方法,配电网络涉及集中式风电机组、步进式电压调整器、电容器组和储能系统。首先,构建每个场景,利用内负荷流程序对集中式风电站等组件进行配置和控制;然后,定义决策变量,并构建三个具有权衡关系的目标函数;最后,利用多目标遗传算法进行迭代求解,选择违规成本最低的点作为最优解。在MATLAB环境中执行了包括3个不同配置场景的仿真实验,以比较不同连接方式对配电网络的影响。实验结果验证了所提方法的有效性,且可以应用到复杂的配电网络。     

考虑重构和分布式电源无功特性的主动配电网多目标日前调度

主动配电网的优化调度方案是配电网经济运行的核心,本文提出一种考虑配电网拓扑重构和分布式电源无功特性的主动配电网日前调度方案,建立配电网经济运行成本最小和系统网络损耗最小的多目标优化模型.该方案在资源优化配置时,考虑拓扑结构的改变对资源调度结果的影响,并且充分利用分布式电源的无功特性,尤其是常被忽视的风机和光伏的无功支持能力.通过该优化调度方案可确定配电网一天内各时段分布式电源的最优有功和无功出力、可中断负荷的参与量以及对应的各时段最优拓扑结构.该优化模型为非线性优化问题,采用万有引力搜索算法进行求解,最后通过修改的PG&E－69节点系统进行仿真验证.     

多目标电网规划的一般最优化模型

针对现有电网规划中难以很好综合考虑经济性和可靠性的问题，在对电网规划进行数学描述的基础上，以供应方开发成本最小和需求方缺电成本最小为目标函数，提出了多目标电网规划的一般最优化模型，并直接在算法的寻优过程体现该最优化模型．同时以改进的混合遗传模拟退火算法为求解工具，来解决该多目标电网规划问题．算例证明了该模型的有效性．     

基于混沌多目标粒子群算法的综合能源调度

目的 针对当前综合能源系统中资源协同优化效率不足、微网运行经济性和环保性差的问题,提出了一种计及风电储能及不稳定因素的微网优化调度方法。方法 该方法在微网负荷侧需求响应对新能源消纳影响的基础上,以消纳新能源和削峰填谷为目的,提出了优化负荷曲线的方案;然后,考虑微网调度侧风电出力的不稳定性以及微网内部设备的耦合,进行优化调度以降低微网运行成本、减少环境惩罚费用并提高风电消纳平稳性;最后,采用混沌多目标粒子群算法对优化问题进行求解,并在风电不稳定度占比0%、5%、10%和15%时进行了算例仿真分析。结果 当风电不稳定度为10%和加入风电储能,系统运行成本和环境治理费用最少,比方案1和无风电储能少6 919.4元,风电平稳量也提高38 kWh。在电热冷网中,负荷侧加入需求响应后,系统得到稳定运行和能源合理利用,可以很好地满足负荷侧用能需求。从算法对比中,混沌多目标粒子群算法加入自适应权重和变异率后,具有较强的全局搜索能力和更好的准确性。结论 该方法通过合理设置风电不稳定度能够有效降低运行成本和环境惩罚费用,提高风电稳定性,其次,负荷侧的需求响应可以一定程度地削峰填谷和消纳新能源。     

考虑线损电量优化分布的配电网线路最优组合模型

为了解决高耗能、低功率因数等负荷情况下传统降损措施难以满足线损率要求的问题,实现基于网络的线损管理方法,提出了一种配电网线路最优组合模型。阐述了线损电量优化分布方法在线损管理工作中的应用场景及解决的问题,并根据场景及应用需求,构建了线路最优组合模型。针对核心模块提出线路最优组合算法,以组合后线损率满足考核要求的线路数量最大化为目标,以线损率考核标准为约束条件,利用建模工具进行求解。算例结果表明:该模型能够有效确定配电网高损负荷的转移方向,为后续的网络重构、网络规划等工作提供可靠的依据。     

计及柔性安全裕度的多电飞机负载转供策略

采用多电飞机电气系统的节点电压柔性表示可变的运行点安全裕度,提出考虑飞机运行工况和变频启动发电机故障位置的离线最优负载转供策略。首先,基于同一工况下负载相关关系构建多维联合分布函数,结合蒙特卡洛法生成表征负载不确定波动的大量场景,并利用Ward系统聚类进行场景削减。然后,以增大系统电压柔性和降低网络损耗为目标,建立了负载转供柔性优化模型。同时,为提高计算收敛性和速度,对NSGA-Ⅱ算法进行改进,最终结合TOPSIS分析得到Pareto最优折中解。应用实际Boeing 787电气系统进行分析,结果表明,改进NSGA-Ⅱ算法具有更快的收敛速度和更佳的优化结果,且本模型得出的转供策略对比传统方式在提升运行安全性与经济性方面有一定效果。