基于灵敏度阻抗矩阵修正法的分层前推回代潮流算法

分布式电源(DG)接入配电网对潮流产生重要影响.本文分析了潮流计算中各种分布式电源模型及处理方法,引入灵敏度阻抗矩阵修正法更新PV节点的注入无功功率,结合辐射型配电网的特点,提出一种基于灵敏度阻抗矩阵修正法的分层前推回代潮流算法.该算法解决了前推回代潮流算法处理PV节点失效的问题,同时适用于含各类分布式电源的潮流计算.最后对含各种类型分布式电源的IEEE 33节点配电网进行潮流计算仿真,仿真结果验证了提出算法的有效性和快速性,并通过不同算例验证了算法的稳定性.     

基于越限风险评估的分布式光伏电源接入配电网适应性研究

为合理评价现状配电网对规划分布式光伏电源的适应性,针对分布式光伏电源接入配电网引起的电压和潮流越限问题,讨论了典型接入配电网拓扑和接线模式,并在MATLAB/Simulink环境下建立了含分布式光伏电源模型的IEEE34标准节点配电网络系统.考虑到分布式光伏电源的随机出力扰动和负荷波动给配电网运行带来的风险,建立节点电压越限和支路潮流越限风险评估指标模型,分析了相同节点对不同容量电源的接纳能力,重点讨论了分布式光伏电源接入配电网准入容量.以配电网典型实际参数为例进行仿真实验,仿真结果验证了应用风险评估指标模型评估分布式电源接入配电网适应性的合理性.     

计及运行成本的主动配电网电压潮流联合控制

针对分布式电源大量并网所产生的节点电压以及线路潮流越限问题,设计开发了计及运行成本的主动配电网电压潮流联合控制系统,研究了节点电压与线路潮流控制策略以及控制策略之间的相互影响.通过对真实配电系统仿真发现,应用案例推理以及约束满足方法对节点电压以及线路潮流进行联合控制,可有效约束节点电压与线路潮流,在提高分布式电源接入率的同时,降低运行成本,优化了整体配电网运行.     

适应于可再生能源接入下配电网极限线损的计算方法

随着可再生能源的开发与利用大幅提升, 分布式的电源接入给中压配电网潮流分布带来了波动性和不确定性, 从而加大了线损计算的难度, 不利于电网经济性考核指标的制定. 因此, 极限线损的计算方法与模型越来越引起重视. 提出了一种基于半不变量的配电网极限线损计算模型, 以实现含可再生能源配电网极限线损的快速计算. 首先, 分别依据潮流计算与统计数据进行计算, 得到配电网各节点与电源的各阶半不变量; 然后, 用 Gram-Charlier (GC) 级数展开式计算得到各个状态变量的分布函数与概率密度函数; 最后, 根据置信区间确定配电网极限线损. 以 IEEE34 节点系统为算例, 分析了不同节点分布式电源接入对配电网的影响, 验证了应用半不变量法的线损计算模型的计算精度及其在大规模配电网应用中的计算速度优势.     

一种基于二阶锥规划的配网无功优化算法

在深入分析分布式电源并入配电网对电压的影响基础上,考虑逆变器的快速控制和无功特性,建立了配电网电压无功优化模型,提出一种基于二阶锥规划的配电网无功优化算法,对原始非凸、非线性、NP-难的潮流优化模型进行松弛变换,得到易于求解计算、收敛效果好的二阶锥规划模型,通过IEEE 33节点配电系统算例的计算和分析,表明逆变器参与电压无功优化能够有效地进行电压调节和降低网络损耗,证明了所提优化方法的有效性。     

一种基于二阶锥规划的配电网无功优化算法

在深入分析分布式电源并入配电网对电压的影响基础上,考虑逆变器的快速控制和无功特性,建立了配电网电压无功优化模型,提出一种基于二阶锥规划的配电网无功优化算法,对原始非凸、非线性、NP-难的潮流优化模型进行松弛变换,得到易于求解计算、收敛效果好的二阶锥规划模型,通过IEEE 33节点配电系统算例的计算和分析,表明逆变器参与电压无功优化能够有效地进行电压调节和降低网络损耗,证明了所提优化方法的有效性。     

一种基于人工神经网络算法的分布式电源快速配置方法

为减弱分布式电源接入后对配电网的电源质量、电压分布和稳定性造成的影响,提出了一种基于人工神经网络算法的分布式电源快速配置方法.首先,提出了反映配电网节点电压稳定性的量化指标,优先选择电压薄弱处作为分布式电源接入的位置.然后,建立基于人工神经网络的训练数据集,评价期望电压节点的分布式电源的合理容量.最后,在MATLAB中运行前馈人工神经网络算法,并通过52节点配电网测试验证该方法的可行性和有效性.结果表明,通过最优配置分布式电源位置和容量,电压稳定性得到了有效改善,网络损耗明显降低,节点的电压分布值提高至0.90 p.u.以上.     

基于改进场景聚类法的主动配电网中分布式电源准入容量规划

随着电力市场的不断拓展,将出现拥有分布式电源的主动用户,在主动配电网中高渗透率地接入可再生能源成为主要的市场模式之一.在市场机制的作用下,主动用户进行可再生能源最优配置时,不仅要考虑利润的问题,还需要充分考虑主动配电网的消纳能力.基于联合时序场景对主动配电网中分布式电源的准入容量进行研究.首先,针对分布式电源及负荷的不确定性问题建立了联合时序场景,并对已有的聚类算法进行了改进,高效地实现了联合时序场景削减;其次,在主动配电网中充分考虑网络潮流优化及电压控制对分布式电源的消纳影响,基于联合时序场景,建立了计及有功控制、无功补偿、变压器有载调压三种主动管理策略下的分布式电源准入容量模型;最后,通过IEEE33节点配电网对上述模型进行算例分析,验证了所提方法及模型的正确性及有效性.     

计及分布式电源的配电网潮流和断线故障分析算法

介绍了分布式电源(DG)与配电网互联的两种常用接口方式,对异步发电机和太阳能电池两种典型DG的运行方式和控制特性进行了研究.建立了各自在潮流计算中所需的数学模型,提出了计及两种DG的交直流混合迭代潮流计算方法,并在此基础上通过考虑配电网特性对灵敏度分析法进行简化,使得该方法能够快速求解断线故障模式下的系统状态,也适合于计及不同DG形式的多电源配电网系统.通过对Kumamoto 15节点配电网系统进行测试,验证了所提出的潮流计算方法以及故障算法的有效性和合理性,为进一步研究DG对电网的影响奠定了基础.     

分布式电源接入配电网最佳方式的研究

根据配电网中典型日负荷曲线变化的规律,选取加权最大负荷、加权最小负荷两种运行方式.以反向潮流次数少、配电网网损最低和配电网电压改善最佳为目标函数,结合分布式电源的类型、运行特点,确定了分布式电源接入配网的最佳接入点和最佳容量.仿真计算表明,分布式电源的合理引入改善了配电网系统的稳定性、减少了网损、提高了经济效益.     

基于虚拟阻抗的微电网分布式无功分配策略

交流微电网孤岛运行时,分布式电源因线路阻抗差异的问题,导致传统下垂控制输出无功功率不能合理分配。为此,提出了一种基于自适应虚拟阻抗的分布式无功分配策略。分布式控制中,利用动态一致性算法得到无功信息,构建自适应虚拟阻抗以降低因线路阻抗不同造成的功率耦合,实现各分布式电源输出无功功率按容量比例分配。针对下垂控制输出电压偏差问题,引入电压补偿环节,使得输出电压恢复到额定值。所提策略构建的分布式控制无需进行全局通信,仅通过本地控制器与相邻控制器交换信息,即可得到全局无功信息。最后通过不同的案例分析仿真实验,验证了所提控制策略的有效性。     

无功动态补偿的光储发电系统并网控制方案

配电系统中的光储发电系统往往在用户侧直接并网,而用户侧的无功负荷变化会引起并网点的电压波动.为了实现并网点电压的稳定,提出了一种具有无功动态补偿能力的光储发电系统并网控制方案.该方案通过派克变换达到有功、无功功率独立控制的目的,一方面控制蓄电池充放电,在光照变化的情况下实现光储发电系统的稳定有功输出;另一方面利用逆变电路的无功补偿能力,控制调节其对无功负荷的供给,使得大电网提供的无功功率为恒定值,从而保证在无功负荷变化的情况下并网点的电压稳定.这种方案在不增加任何附加设备和复杂度的情况下,简单可靠地实现了光储发电系统的稳定有功功率输出和并网电压稳定的双重控制目标.理论研究和仿真测试均验证了新型并网控制方案的有效性和优越性.     

含分布电源配电网多时段线性化二阶锥松弛算法研究

针对分布式电源接入配电网影响系统电压分布和潮流分析、造成系统电能质量下降的问题,建立系统优化模型,对系统电压、潮流进行分析与优化,提出含分布式电源的配电网多时段线性化二阶锥松弛优化算法。对分布式电源接入的配电网进行潮流分析,建立分布式配电网最优潮流优化模型;对分布式配电网潮流优化模型进行简化处理,针对潮流分析中非凸非线性,提出多时段二阶锥松弛优化算法;针对电容器组、有载调压变压器的非凸非线性问题,进行分段线性化处理。仿真结果表明,提出的算法能合理调度有载调压变压器、电容器组和分布电源的出力,有效降低网损,减小电网电压偏差。     

基于聚类分区的风电场无功电压优化控制策略

随着风电渗透率的不断增大,并网风电场的机端电压稳定面临巨大挑战。研究了风电场内部各节点的无功电压特性,提出一种基于机组有功出力聚类分区的无功电压优化控制策略：通过 自动电压控制系统获取风电场当前的电压指标与实际运行数据,计算出风电场的无功需求;以历史有功出力数据对场内机组进行模糊C聚类分区;利用改进的粒子群算法寻找最优无功分配方案,对每一区域进行无功电压控制。在MATLAB上进行仿真,与传统根据各机组无功容量进行分配的方案进行对比,仿真结果表明,所提控制策略能够有效改善风电场并网点电压控制性能,减小风电场内机组机端电压的波动。     

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。     

基于知识图谱的主动配电网电压控制策略

随着新能源大规模接入以及负荷的随机波动性,对配电网的电能质量提出了更高的挑战及要求。主动配电网控制无功调压设备抑制电压波动通常转化为混合整数规划问题,难以做到实时控制且需频繁进行复杂计算。本文从历史数据中提取源荷状态,生成基于二阶锥最优潮流模型的电压控制策略,构建以调压装置状态、系统数据与控制策略为核心实体的配电网电压控制知识图谱;在实时电压控制时,基于控制策略子图匹配及数据检索算法,以当前网络状态匹配知识图谱中相似状态,进行安全校验和优化求解,并更新知识图谱中的状态策略。同时,在无功设备调节过程中增加人机交互环节,对于时间尺度、电压及设备动作及关键点电压实现精准控制。基于改进IEEE系统算例的仿真结果表明,所提出的基于电压控制策略知识图谱的检索方法及交互策略能够有效提升配电网无功电压控制策略生成效率,并具有不同场景适用性。     

分布式发电系统并网逆变器输出功率的自适应控制

针对分布式发电系统中三相电压源型PWM并网逆变器控制问题,考虑滤波电感及其寄生电阻在实际中会发生不确定变化的情况以及外部干扰的存在,提出了并网逆变器输出功率的自适应控制方案,通过控制逆变器输出电流实现对输出功率有功和无功分量的解耦控制,实现了并网系统单位功率因数运行,同时保证直流母线电压的平稳。理论分析和仿真结果证明了所采取的控制策略的可行性和有效性。     

基于改进虚拟同步机的风储微网综合控制

微电网中负荷变化与风电等分布式电源出力不确定性给整个微网稳定带来很大困难。针对风电出力波动问题,采用虚拟同步发电机控制结合深度强化学习对电池储能系统输出进行控制：首先搭建包含风电、电池储能、负荷、外部电网的微网模型,其次利用深度确定策略梯度算法对虚拟调速器进行设计,结合奖励函数通过反复学习训练生成调速器实现对虚拟同步发电机的改进。最后,在Matlab/Simulink软件中搭建对应的仿真模型,与下垂控制、传统虚拟同步发电机控制进行对比,仿真验证了并网到离网切换场景与孤岛运行场景下,所提出的控制方法对微网频率与电压有良好的稳定效果,可以实现对负荷有功功率与无功功率的快速追踪。     

含分布式光伏、储能的低压配电网电压 调节及储能SoC均衡方法

随着可再生能源渗透率的不断提高,配电网电压波动和越限问题日益严重。为解决这一问题,文中分析低压配电网中分布式光伏电源接入对电网电压的影响,进而将节点电压幅值与节点注入功率的关系线性化;提出基于功率里程数的低压配电网电压优化模型,通过求解优化目标,计算出分布式电池储能的输出;为提升分布式储能的利用效率,设计分布式储能的荷电状态(SoC)均衡控制策略;并根据重庆巫溪地区低压配电网0.4 kV线路数据,在MATLAB/Simulink上搭建配电网仿真模型,设计4种仿真案例对所提出的模型与方法进行有效性验证。仿真结果表明,文中提出的方法能够有效地调节低压配电网中的电压并能实现分布式储能的SoC均衡控制。