基于二阶锥规划的有源配电网多时段负荷恢复方法

考虑有源配电网中多种可调度资源及其故障状态下的运行模式,本文提出了一种基于二阶锥规划的有源配电网多时段负荷恢复方法.充分考虑光伏、风电等间歇性分布式电源的时序特征,建立了有源配电网多时段负荷恢复模型,将供电恢复与孤岛划分统一建模,为含有大量整数变量的非凸非线性规划问题,进一步提出线性化和二阶锥松弛转化方法,得到可快速求解的混合整数二阶锥规划模型;基于改进的IEEE33节点算例,验证了本文提出的负荷恢复方法在不同故障场景下的有效性.结果表明,本文方法通过网络重构、储能系统以及可控分布式电源的协同运行,能够在负荷所在区域完全失电时,通过孤岛运行模式,负荷恢复比例由50.1%提高至65.9%;在部分失电的情况下,通过供电恢复策略,将配电系统恢复供电比例由51.8%提高至86.5%,有效提升故障状态下系统的负荷恢复水平.     

含分布式电源的配电网启发式孤岛划分方法

分布式电源接入配电网后,孤岛运行可以作为一种新的故障恢复方式,保障重要负荷的供电.本文提出了一种基于距离权重搜索孤岛的启发式孤岛划分方法,以恢复的重要负荷最多为主要目标,充分考虑孤岛安全运行的约束条件,计及不可控负荷的影响,引入距离权重来表征负荷与当前孤岛的距离远近,决定负荷并入孤岛的先后顺序.在先形成仅含分布式电源和相连支路的初始孤岛后,按负荷重要程度,依次并入距离当前孤岛最近的负荷,最后对划分好的孤岛进行安全校验和优化.仿真结果表明了该方法能在配电网发生故障后,动态划分合理的孤岛范围.     

配电网故障修复策略的研究进展

针对配电网发生故障时的失电负荷恢复供电问题,总结归纳了含分布式电源、电动汽车和储能等可控负荷参与、抢修任务分配以及多代理设计等故障修复策略的研究进展,并从故障抢修、故障恢复以及故障抢修与恢复协同优化策略等3个方面的研究成果进行了论述,指出了目前在该领域的研究进展及尚且存在的问题与不足,并对今后的研究方向提出了建议。     

含DGs的配网多阶段故障恢复

针对含分布式电源(DGs)的配网快速故障恢复问题,提出了一种多阶段故障恢复方法.该故障恢复方法有机融合了故障拓扑识别、孤岛划分、含DGs主网连通性恢复和网络重构、切负荷操作四个阶段.当配电网发生故障时,采用故障拓扑识别法分析故障区域,确定下一步故障恢复执行阶段并更新失电区的拓扑参数;孤岛配置阶段,提出了深度优先搜索算法的孤岛划分方法,以优先恢复关键负荷和最大化负荷恢复量为目标,并提高DGs利用率;采用启发式规则优选联络开关迅速恢复失电区与主网的连通性;网络重构阶段基于父子链表规则避免了不可行解的产生,潮流计算验证是否执行下一阶段;切负荷阶段切除非关键负荷以保证系统稳定运行.算例表明:该方法适用于含DGs的配电网发生大面积停电、多重故障、连锁故障等情况,能根据实际情况制定有效恢复策略,提高了复杂故障恢复的效率,具有很强的适用性.     

适应5G通信的配电网分布式供电恢复策略

针对配电网发生故障后的快速供电恢复需求,提出了一种适应第五代移动通信技术(5th generation mobile communication technology, 5G)的配电网分布式供电恢复策略。该策略通过可靠性模型分析与深度搜索算法为负荷节点发出供电恢复请求提供依据,从而将整个非故障停电区划分为多个独立的转供区域。联络开关节点则根据收到的供电恢复请求集合,以最大范围恢复重要负荷供电为目标,构建转供区域内的负荷优化模型,并将其转换为混合整数二阶锥问题进行求解。停电负荷节点与联络开关节点之间通过多轮信息交换,获得转供区域的供电恢复方案,进而实现整个非故障停电区的供电恢复。最后,通过系统仿真分析,验证了所提分布式供电恢复策略的可行性与有效性。     

计及孤岛划分和移动储能接入的配电网多故障恢复策略

分布式电源出力具有随机性和波动性,本文采用储能配合分布式电源的方案,针对配电网多故障,提出分步孤岛划分策略,以分布式电源可供电范围进行初级孤岛划分,对初级孤岛修正确定次级孤岛,经过校验次级孤岛划分的可行性,确定最终的孤岛划分方案。在故障恢复中,考虑负荷损失时变性、移动储能的灵活调运,以移动储能车调度时间最短和故障造成的经济损失最小为目标函数建立故障恢复模型,通过离散多目标细菌群体趋药性算法求解,采用PG&E69节点系统进行仿真验证了本文所提模型的合理性和有效性。     

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。     

面向智能电网中的主动配电网关键技术发展综述

主动配电网是在分布式电源发展的环境下使配电网更安全、可靠、经济运行的一个重要方案,是智能电网中的重要一环,国内外学者都提出了很多关键技术.从主动配电网规划接入、主动配电网的控制、故障恢复和负荷管控四方面展开阐述了主动配电网关键技术的研究现状,然后比较了其优缺点,最后介绍了应用展望.     

考虑灾前预调度的区域综合能源配电网恢复策略

针对区域综合能源配电网(Regional integrated energy distribution network, RIEDN)故障演变模式复杂、灾害后果严重的问题,基于RIEDN在整个灾害过程中“正常-预防-故障”的运行状态,提出了一种考虑灾前预调度的RIEDN两阶段恢复模型。在预防阶段,以最小化预期恢复成本为目标,利用序惯蒙特卡洛模拟法得到极端灾害条件下RIEDN预想故障集,并将移动应急电源提前调度至候选连接点;在故障恢复阶段,计及耦合元件能源转换特性,通过定义孤岛能效指标对RIEDN进行分区差异化恢复。最后,通过算例对比分析,验证了所提策略能有效提高故障后增援物资运送效率,在提高失电负荷恢复量的同时缩短供电恢复时间。     

基于数据驱动的主动配电网分布鲁棒有功无功协调优化

为充分发挥分布式电源与可控设备有功无功出力在配电网优化中的作用,减少分布式电源随机出力与负荷波动对系统的影响,首先,从有功无功协调优化角度出发,以有载调压变压器、光伏机组、储能系统、微型燃气轮机及无功补偿设备为控制手段,建立以网损最小为优化目标的主动配电网有功无功协调优化模型;然后,在协调优化模型的基础上,采用场景分析法处理光伏出力及负荷预测的不确定性,并以l-2范数约束构建场景概率分布的不确定集,建立了基于数据驱动的主动配电网分布鲁棒有功无功协调优化模型,采用列与约束生成算法进行求解.经IEEE33节点系统验证,结果证明了协调优化策略能有效地降低网损与分布鲁棒优化策略能有效应对系统中的不确定性.     

基于负荷均衡的配电网供电恢复软件设计

建立了负荷均衡数学模型,提出了以配电线路负荷均衡为目标的供电恢复软件的设计方法．该软件从配电自动化、配电网生产管理等自动化系统获取配电网运行数据和参数数据,通过在线计算故障关联区域的负荷均衡,提供供电恢复方案．将该故障恢复软件应用于KH-8000P主站系统,可使计算得到的供电恢复方案在主站系统的人机界面上显示,为调度人员提供技术参考．     

含重合器式馈线自动化的配电网可靠性评估

重合器式馈线自动化能有效提高配电网供电可靠性,对量化分析配电网可靠性的影响具有理论与实际意义。基于配电网分区思想重新划分配电网负荷区域类型,结合重合器式馈线自动化系统的概率模型及运行逻辑,根据供电恢复过程中各个阶段分段器的不同失效情况及其影响后果分析,推导不同类型负荷点的自动恢复供电概率与期望恢复供电时间,最终实现含重合器式馈线自动化的配电网可靠性指标量化评估。通过对算例的详细评估分析,验证了笔者所提模型的正确性和有效性。     

一种快速高效的配电网供电恢复算法

配电网发生故障后,其供电恢复是一个带约束的多目标优化问题.采用定位有序树的结构,对配电网实时拓扑结构进行分析.通过网络拓扑简化,在考虑开关操作次数最少的前提下,结合馈线裕度、负荷恢复量等,快速形成满足系统电流、电压约束的供电恢复候选集;同时以开关操作次数、馈线裕度、负荷恢复量等为指标对各方案进行评估,找出局部最优供电恢复方案.在评价指标不增加的情况下,该局部最优即整体最优,而且发生多重故障时搜索树也不会变大.此外,对算例进行了验证,计算结果表明该方法是有效的.     

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。     

基于多目标优化回声状态网络的电网故障恢复

配电网的故障恢复是一项重要且复杂的任务,配电网能否可靠快速地从故障状态中恢复对配电网的安全性与可靠性有着极大的影响.由于故障恢复操作需要对系统数据以及网络结构进行分析再作出对应决策,这种分析过程复杂度较高,因此会对配电网的故障恢复速度造成极大影响.为解决这种问题提出了基于多目标优化回声状态网络的配电网故障恢复算法,通过ESN结合多目标优化算法NSGA-Ⅱ进行非监督学习,在不需要训练样本输出的情况下能实现配电网对故障恢复方案的学习,从而实现系统对故障信息作出快速响应.通过Matlab/Simulink平台的仿真实验结果证明了本算法能有效实现系统对故障信息的学习并对故障信息输入作出立即响应.     

基于电气连通性分析的复杂配电网可靠性评估算法

针对含多级断路器保护和多个备用电源的复杂配电网,提出一种可靠性评估算法。首先建立简化节点网络模型,定义了供电路径和供电路径距离并给出供电路径连通的判定准则。然后根据配电网故障处理过程修改区域节点邻接矩阵,可快速计算供电路径距离并判断电气连通性和节点故障类型。最后计算区域和负荷点的可靠性指标以及系统指标。算法有效计及了各种开关故障和自动开关拒动的影响,计算准确快速易于编程实现。通过IEEE RBTS算例系统验证了该方法的正确性和有效性。     

基于广度优先搜索-改进蚁群算法的配电网故障恢复

自然灾害导致配电网故障恢复具有很高的复杂性,传统配电网故障恢复算法难以兼顾重要用户快速恢复和全局恢复最优。本文在考虑分布式电源和重要用户的前提下,将配电网故障恢复分为优先恢复重要用户的骨干通道恢复阶段和剩余负荷恢复阶段,针对每一阶段的恢复目标,利用广度优先搜索算法快速恢复骨干通道、改进的蚁群算法恢复剩余负荷。考虑加入分布式电源和故障恢复后可能导致节点电压越限的情况,采用适当调节变压器分接头的方法调节节点电压。最后将所提出的方法用C~#语言编程实现,并通过两个算例进行了验证。     

配电网的模型化方法

提出将配电网的馈线开关当作图的顶点,将配电网的馈线当作图中的弧的配电网数据模型化方法,定义了风锘结构矩阵、弧结构短阵和负荷矩阵等数据结构以及基形变换、点弧变换和弧点变换等数学变换,在建立的模型基础上,提出了判断和隔离故障区域的过热弧搜寻法,讨论了配电网负荷均衡化、健全区域最优恢复和配电调度仿真等问题。     

考虑配电网故障停电风险和负荷变化的动态网络重构

配电网重构可以改善和提升系统的运行效率,但目前重构方法中较少考虑配电网的可靠性和负荷动态变化.文中针对由配电网支路故障引起的配电网可靠性降低问题,提出了一种考虑配电网支路故障停电风险和负荷变化的动态重构方法,并以支路故障停电风险指标来评价配电网网络结构的优劣,建立了考虑支路故障和负荷变化的配电网分时段动态重构模型,给出了利用量子遗传算法求解所提模型的方法和流程.IEEE 33-节点系统仿真结果表明,采用考虑障停电风险的配电网动态重构方法,在16∶00和17∶45可以明显降低配电网故障停电风险（分别降低13.52千瓦小时/年和13.62千瓦小时/年）,验证了所提出的考虑故障停电风险的配电网动态重构方法的有效性.