提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法

为减少分布式源荷双侧随机性及时序不匹配对配电系统经济运行的影响，提升区域内源网荷储多元功率互补协同，促进可再生能源就地消纳能力，提出一种全面兼顾分布式电源消纳、负荷需求响应、储能支撑及网络拓扑多元协同的配电网虚拟化网格划分方法。通过图论搜索算法遍历虚拟网格内所有节点信息，充分依托负荷需求响应节点、分布式电源节点以及储能节点建立虚拟网格信息优化模型。引入二阶锥规划松弛电压、电流辅助变量，获得优化后的网络潮流分布。考虑虚拟网格通信成本，兼顾虚拟网格供电率、虚拟网格间功率交互以及虚拟网格节点控制维度，建立了虚拟网格分区划分目标函数模型，提出虚拟网格分区划分策略。以IEEE33节点系统为案例，对所提出的虚拟化网格分区划分策略进行验证，结果表明虚拟网格分区划分方法可提高源荷匹配度、虚拟网格供电率以及经济性。     

基于多目标的主动配电网有功无功协调优化

大量间歇性分布式电源接入配电网会引发电压越限,限制系统消纳分布式能源的能力.基于节点电压对注入功率的灵敏度分析,揭示了配电网注入有功功率和无功功率对节点电压皆具有调控作用.提出通过对分布式发电 (DG)、储能装置(ESS) 等的有功功率和无功补偿装置的无功功率的协调控制,实现主动配电网消纳间歇性分布式能源最大化、网损最小化和电压质量优质的综合优化目标.文中建立了主动配电网的多目标优化数学模型,应用判断矩阵法确定出多目标的权重系数,构建成一个综合优化的目标函数.应用粒子群算法进行寻优求解,可得到主动配电网的优化运行方案和调控策略.在IEEE33 节点测试系统上进行了多场景仿真分析和研究,结果表明： 应用文中所提出的主动多目标优化调控方法,既可满足安全约束条件,又能实现有效地降低 DG 切机量、降低有功网损、保持良好电压质量的综合效应.     

基于改进狮群算法的主动配电网综合优化研究

在分布式电源大量并网的主动配电网环境下,实行优化策略是实现配电网经济与安全运行的重要保障,可控分布式电源的调度则是配电网优化的核心措施。结合分布式电源带来的影响,分析了配电网重构与无功优化所组成的综合优化交替迭代方法的不足,提出了综合网络重构、电容器补偿、分布式电源出力的实数编码方法,针对群智能算法中的狮群算法易陷入早熟收敛的特点,加入人工免疫机制中的浓度选择方法,结合形成改进狮群算法,在保证约束条件下实现主动配电网的综合优化目标,算例结果验证了所提方法的可行性与有效性。     

考虑源荷不确定性及配电网接纳裕度的弹性调度策略

为解决渐进式加剧的小扰动事件对配电网调度的影响,提出一种考虑源荷不确定性及配电网接纳裕度的弹性调度策略,并建立两阶段优化模型求解。首先通过拉丁超立方抽样和后向场景削减技术生成以风光为源、以电动汽车为荷的功率预测典型场景,将不确定性问题转化为典型场景分析问题;在此基础上,第一阶段引入接纳裕度,以配电网对电动汽车接纳能力最大为目标构建电价型需求侧响应模型,对用户负荷削峰填谷;第二阶段引入需求侧响应结果,建立以系统运行成本最低为目标的经济调度模型,提出改进人工蜂群算法进行求解。测试结果表明本文所提策略能增强配电网在渐进式加剧不确定性事件下的适应力,实现配电网弹性高效运行。     

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...     

适应多元源荷接入的配电网两阶段灵活性提升优化方法

配电网灵活性提升优化过程中易受不均匀电压、强磁场、电流效应等问题的干扰，灵活性提升效果不明显。为了解决上述问题，提出适应多元源荷接入的配电网两阶段灵活性提升优化方法。该方法首先采用瞬时功率平衡算法保证配电网达到三相平衡状态，其次通过无功出力与有功损耗的输出特点实现配电网的无功规划，有效地提高配电网运行质量，降低网损。最后采用多元源荷接入的两阶段提升优化法提升配电网的灵活性，第一阶段基于灵活性三指标与多源源荷供给特性构建灵活性提升优化模型，第二阶段考虑配电网灵活性指标的概率平衡性，并采用线性转换算法对模型求解，完成配电网灵活性提升优化。试验结果表明，所提方法的网损率小，净负荷波动曲线小，计算时间短，配电网分布式电源接入的灵活适应性强。可见通过灵活性优化调度，可以有效提升含分布式电源配电网的灵活性，提高配电网接纳分布式电源的能力。     

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。     

基于多目标粒子群算法的分布式电源优化配置研究

大量分布式电源的接入会造成电网电压提升、 网络损耗增加等影响,因此,对分布式电源进行科学合理的优化配置,对配电网经济、安全和稳定地运行具有深远意义.针对分布式电源优化配置问题,建立了以分布式电源投资运行总成本最小、配电网总有功网损最小和节点电压偏差最小为目标函数的优化配置模型,并将自适应权重更新策略的粒子群算法应用于所...     

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.     

计及需求响应的主动配电网日前优化调度

主动配电网通过主动调度可调度资源达到配网的经济、安全、可靠、高效的运行;随着分布式电源在主动配网中渗透率越来越高,将需求侧资源纳入主动配网的调度中可以提高主动配电网消纳分布式电源的能力以及增加系统的经济性、安全性。由于用户负荷不止受电价影响,需求响应后的负荷存在不确定性,同时风光的出力也存在随机性的特点,在计及了源荷不确定性下,建立了基于机会约束规划的主动配电网优化调度模型,通过嵌入蒙特卡罗的粒子群算法求解,算例分析结果表明了所提模型的有效性。     

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Kriging模型优化算法的含分布式电源配电网多目标无功优化研究

分布式电源(DG)在配电网中的渗透率越来越高,使无功优化问题变得复杂。为最大限度保证系统经济安全运行和电能质量,本文构建考虑源荷不确定性及电容器组等动作次数约束的含DG配电网多目标无功优化模型,提出概率场景生成和场景削减的方法描述源荷不确定性,并提出基于Kriging模型的全局优化算法求解无功优化问题,通过MATLAB和OPENDSS搭建求解平台求解含DG配电网无功优化。通过对改造后的IEEE33节点配电系统仿真测试,和粒子群算法比较,验证模型考虑源荷不确定性和本文求解算法的适应性、可行性和有效性,本文建立的无功优化模型反映实际运行情况,基于Kriging模型的全局优化算法求解该问题可行有效。     

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.     

遗传狮群算法的分布式电源定容选址

近年来接入配电网的分布式电源容量越来越大,但不合理的分布式电源定容选址方案不利于配电网的优化运行,故针对分布式电源定容选址问题,分析了分布式电源对配电网线路损耗、节点电压和快速电压稳定裕度指数的影响,并建立了相关的目标函数,同时为加强狮群算法跳出局部最优解的能力将遗传算法的交叉、变异环节引入到狮群算法中,最后在标准的IEEE 33节点配电网络的基础上,对所提方法进行验证,结果表明所得的分布式电源定容选址方案能够有效地降低网络线路损耗,提高节点电压和加强配电网的稳定运行,同时表明遗传狮群算法优化算法比原算法有更强的跳出局部最优解的能力,收敛速度也较快。     

配电网中分布式储能系统的优化配置

大量分布式电源接入配电网会给配电网的安全和经济运行造成严重影响,而分布式储能系统是解决上述问题的有效方法之一。针对配电网中分布式储能系统的配置问题,提出了一种基于电压偏移量的方法,从改善电压的角度深入研究储能系统的最佳选址及经济性最优配置。首先,分析了分布式储能系统改善节点电压稳定性的机理,并用电压偏移量作为分布式储能装置选址的依据;其次,以配电网的运行成本最小为目标构建了储能容量优化模型,并采用遗传算法求解;最后在IEEE-11节点配电网络模型上进行了仿真分析。研究结果表明:所提方法充分考虑了配电网的电压特性,有效提高了储能装置对配电网电压的支撑水平,同时使主动配电网中储能的总年成本降低,提升了经济效益。     

主动配电系统与主网的有功协调

针对现有主动配电系统优化运行研究局限于主动配电网内部而忽略了其与主网间联系的问题,提出了一种主动配电网与主网的有功协调方法。基于奔德斯分解将协调调度问题转化为分层优化问题,在上层实施发电调度优化主网运行,在下层调度分布式能源优化主动配电系统运行。通过上下层协调迭代,考虑主动配电系统运行策略对主网运行的影响,实现主动配电系统和主网间的有功协调。改编的IEEE-RTS算例表明:主动配电系统的运行策略会对主网运行产生显著影响,甚至导致主网运行计划无解,在研究和运行中需要考虑二者的协调;限制馈线功率波动的策略能保证主网运行计划有解,但经济性较差;所提的有功协调方法可行、有效,能显著提升全系统的经济性与安全性,可将算例系统的生产成本由638 326.62美元降至626 011.45美元。     

主动配电网的自适应鲁棒有功-无功联合优化

为应对分布式电源出力的随机性对主动配电网运行的影响,提出了一种自适应鲁棒优化方法来对系统进行有功-无功联合优化,以提高系统性能.首先,综合考虑各种离散和连续可调装置,建立基于Distflow潮流模型的主动配电网运行优化模型.然后,计及光伏出力随机性,采用自适应鲁棒优化方法处理该模型,并通过列与限制生成算法对此模型进行求解;为解决对偶问题中双线性项的非凸性,提出了一种改进的外近似算法.此外,将电池能量存储系统作为实时可控装置,应用于自适应鲁棒优化方法的第2阶段.最后,采用扩展的IEEE33节点和PGE69节点系统进行仿真计算,并与确定性及储能只作为第1阶段可控装置的方法进行对比分析,验证了文中方法在提高系统运行能力方面的有效性和可靠性.     

考虑负荷聚合商的源荷双侧合作协同运行策略

为应对可再生能源出力间歇性对电能供需实时平衡带来的挑战,利用供给侧与需求侧相互配合的运营模式,进而提出考虑负荷聚合商参与的源荷合作博弈优化模型。首先,构建考虑负荷聚合商的源荷合作运行基本框架,以解决源侧可再生能源出力波动性带来的电能供需供应难题。其次,计及源侧发电成本、弃风成本,荷侧需求响应成本,构建源荷双侧支付函数模型;并以源荷合作运行总成本最低为目标函数,以保证各参与主体的运行经济性。再次,基于Shapley值分配法,提出合作运行联盟内源荷双侧的成本分配策略,从而保证合作运行联盟的稳定性。最后利用算例仿真验证所提源荷合作运行策略的可行性与有效性。结果表明：所提策略可减小负荷峰谷差、减少火电机组出力、提高可再生能源消纳量、降低源荷双侧运行成本,对系统的经济环境效益具有积极作用。     

基于改进哈里斯鹰优化算法的配电网动态重构

针对风光荷不确定性的配电网重构问题,建立分布式电源和负荷出力模型,以系统运行成本和电压偏移构建多目标函数。提出一种改进粒子群算法融合K-means(improved particle swarm optimization and K-means, IPSO-Kmeans)聚类算法来划分典型日负荷曲线,将改进哈里斯鹰优化(improved Harris hawk optimization, IHHO)算法应用于配电网重构,进行寻优计算。为了改善哈里斯鹰优化(Harris hawk optimization, HHO)算法种群分布不均、无法完整搜索到最优解空间范围、易于陷入局部收敛等问题,引入佳点集生成种群初始化,提高种群搜索空间的均匀性。将麻雀搜索算法中的探索者位置更新公式与哈里斯鹰优化算法探索阶段的位置更新公式结合,以提高算法的全局搜索能力。利用柯西-高斯变异扰动策略跳出局部最优解。最后在IEEE33节点配网系统仿真,结果表明所提方法的有效性。     

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。