农村主动型配电网优化调度线性模型与算法

针对电源出力对电网损耗和电压分布的仿真研究表明,沿减小节点电压偏移和提高电网电压水平2个方向搜索可以获得最佳调度方案。为了优化调整分布式电源出力使主动型配电网供电成本尽可能小,该文在对分布式电源对配电网电压分布与线损影响仿真分析的基础上,提出了一种主动型配电网实时优化调度线性化模型和求解方法,分别通过在迭代计算中逐步缩小节点电压限值区间和求解在相同电压偏移前提下全网电压水平最高的优化计算实现最优调度方案的搜索。由简化的配电网回路电压方程,将节点电压表示为节点注入功率的线性函数,从而得到优化调度线性模型,并用IEEE33节点算例验证了模型和算法的有效性。研究结果可为主动配电网优化调度决策方案提供参考。     

基于数字锁相环的储能逆变器并网功率控制方法

针对微网系统中各分布式电源,尤其是储能电源有功、无功功率可调度的需求,该文以单相储能逆变器为例,提出了一种基于先进的数字锁相技术的间接功率控制方法。该方法能够精确控制并网逆变器接口处的有功功率、无功功率输出,实现了有功及无功在储能单元与微网系统之间的双向交互。根据该文提出的方法,运用MATLAB/Simulink搭建仿真模型进行仿真验证,结果证明了此方法的正确性。该研究为微网系统的能量优化及调度提供支持。     

基于VMD-MPC法的并网型微电网多时间尺度能量协调优化调度

对于含有不同类型储能和分布式电源(Distributed Generation, DG)的并网型微电网,如何优化调度这些设备以提高设备的使用寿命同时平抑DG出力和负荷的波动性与不确定性对配电网的影响具有重要的研究意义。该研究提出一种基于变分模态分解(Variational Modal Decomposition, VMD)和模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)相结合的、多时间尺度滚动优化兼具反馈矫正的微电网优化调控模型,该模型在调度过程中考虑了不同类型储能和可控微电源在不同时间尺度上的运行特性,设计了1 h和15 min相结合的调度控制策略,有效解决了含多种微电源及储能设备的微电网的经济优化调度问题;最后,通过算例对比验证了此模型能比较显著地降低铅酸蓄电池充放电频率和系统的运行成本、改善了调度经济性,证明了该方法的有效性和优越性。     

基于储能水平控制的微电网能量优化调度

为了充分发挥微电网中储能单元能量存储与搬移的作用,该文提出了以储能单元储能水平为微电网日前计划与实时计划之间联系纽带的多时间尺度能量优化调度方案,以及以储能水平为控制变量的日前计划优化模型。该优化模型以各可控型微电源出力、储能单元储能水平以及微网与主网交互功率均在限值之内和微网内功率平衡为约束条件,以可再生能源发电利用率最高、日供电成本最小为目标函数,通过满足"等效净负荷"需求达到可再生能源发电利用率最高的目标。采用基于矩阵实数编码的遗传算法求解该动态优化模型,算例验证了并网双向功率流动、并网单向功率流动2种模式下模型和方法的有效性。研究结果可为微电网能量优化调度决策方案提供参考。     

考虑分布式电源的农村配电网网络重构

分布式电源接入农村配电网改变了农网的网络结构和运行方式,辐射结构是农电网运行、保护和调度的基础.该文建立了考虑分布式电源的配电网重构非线性整数优化数学模型,引入离散的二进制决策变量表示配电网的支路状态,建立了严格的数学模型保证配电网的辐射运行,提出分支定界法结合原始对偶内点法精确求解农村配电网网络重构,通过对分支节点检测,去掉不可行节点;通过增加安全因子,避免混合非线性整数规划陷入局部最优.结果表明该方法是一种可行的配电网重构方法,可为农村配电网最优运行提供参考.     

基于储能Soc日前计划的微电网实时能量优化调度方法

针对微电网实时优化调度计算的工程需要,提出了一种遵循储能Soc日前计划的基于网流模型的微电网实时能量优化调度方法。该方法以尽量遵循储能Soc日前计划为前提,首先建立以"等效供电成本"最小为目标函数,以分布式电源出力、储能单元储能水平以及微网与主网交互功率均在限值之内和微网内功率平衡为约束条件的实时优化数学模型;随后提出将该非线性优化模型转换为最小费用最大流网流模型进行线性化求解的方法。算例表明,遵循储能Soc日前计划的实时调度计划能够对上级电网起到削峰填谷的作用,无论在并网运行还是孤岛运行模式下能够有效降低微电网供电成本,日供电成本降低达30%以上,该方法能够足实时优化调度计算的工程要求。     

考虑分布式电源影响的配电网降损分析

配电网的降损节能始终是电力行业业内人士关注的重要问题之一。该文研究通过分布式电源（distributed generation,DG）的配置实现配电网降损的方法。首先,在不考虑DG接入最大容量限制的前提下,在负荷均匀分布条件下的配电网,以降损效果最明显为原则,确定了配置DG的“2/3原则”。对于负荷非均匀分布条件的配电网,根据“2/3原则”确定DG的初始配置点,然后在满足功率平衡、节点电压、线路传输功率、DG接入容量限制的条件下,以负荷的平均功率因数为基准,以配电网的损耗最小为原则确定DG配置容量和位置。以实际配电网为例,进行计算、分析和比较,结果表明,该文提出的方法在不同负荷情况下降损效果非常明显。利用该文提出的方法,可以有效地实现配电网降损节能的目标,而且在实际配电网中非常容易使用。     

可再生能源分布式发电系统的经济调度

对可再生能源分布式发电系统进行经济调度研究,可以在保证能量需求的前提下,使得系统的运行成本和环境污染降到最小,从而更加高效地利用可再生能源。针对由光伏发电、风力发电、燃料电池（FC）、柴油机（DE）、蓄电池等多种分布式电源和储能单元组成的分布式发电系统,在详细分析各单元数学模型的基础上,建立了可再生能源发电系统经济调度的目标函数和调度策略,并采用优先顺序法对目标函数进行求解,算例系统验证了模型和算法的正确性。结果表明,该文提出的方法为可再生能源发电系统中各发电单元的优化调度及经济组合提供了参考。     

含分布式发电接入的农村电网多目标规划

分布式发电（distributed generation,DG）接入对农村电网损耗、电压及可靠性有很大影响,为了充分发挥DG接入的经济技术效益,提出了一种多目标分布式电源规划方法。该方法以设备投资成本、系统有功损耗、停电损失及购电费用4个指标最小为目标函数,利用判断矩阵获得各目标函数权重,通过加权将多目标优化转化成单目标优化问题,采用改进遗传算法实现了DG位置及容量的优化配置。为了避免因DG可选布点太多、导致算法计算速度慢的问题,根据配电网损耗、电压及可靠性指标改善效果,提出了一种实用的确定DG候选位置的方法。IEEE33节点系统仿真结果表明,本文提出的DG规划模型和求解方法能够有效提高农村电网的投资效益和性能指标。     

基于熵权TOPSIS分析的配电网可靠性评估指标体系

配电网可靠性是电力系统可靠性3大组成部分之一,相对于发电及输电系统的可靠性研究,配电环节的可靠性研究一直处于较弱的水平,而复杂配网的可靠性评估更是一个薄弱环节。该文通过对配电网工作机理的分析,从配电网可靠性指标着手提出了利用熵权的TOPSIS法对配电网可靠性进行评估,同时建立了配电网可靠性的指标体系,得出了计算结果。通过对某配电网的可靠性分析和评估,表明该方法的有效性和实用性。     

面向高比例分布式光伏发电消纳的复合型需求侧响应控制

在大力推进分布式光伏发电的形势下,利用负荷侧灵活性资源提升光伏消纳水平并改善电网运行经济性已成为促进新能源发展的重要措施,如何高效进行需求侧响应控制是目前该领域研究的关键问题之一。传统的峰谷分时电价仅根据区域电网内的负荷变化的总体情况确定分时段电价实现削峰填谷,该方法未考虑区域内新增电源的发电特性,从而导致负荷调整的灵活性较差,无法有效解决区域内光伏消纳的问题。该研究针对光伏装机比例较高的区域配电网尤其是乡村配电网,提出一种基于优化调整分时电价时段的激励型需求侧响应和区域集中优化调控相结合的配电网复合型需求响应控制策略。该策略首先结合负荷需求和光伏出力曲线对分时电价峰谷时段进行因地制宜的自适应调整;其次,基于新的电价时段进行用户侧分布式最优出力计划建模,并给出用户侧可削减、可时移负荷的响应调整范围的计算方法;最后由区域调度中心实现负荷集中控制。通过算例对比验证该文方法在计及用户舒适度的基础上,弃光率和系统综合运行成本较优化前均有明显降低,解决了含高比例光伏配电网的光伏消纳及经济运行问题,为配电网精细化管理水平的提升提供了理论依据。     

农村电网优化电压制式及经济供电半径的研究

随着中国农村电气化的发展,农网的用电负荷和用电量与日俱增,现行的电压制式已不能满足需求,如何选取更好的电压等级制式方案成为迫切需要解决的问题。该文在对电网结构模型进行合理设计的基础上,通过对电网经济参数、费用的计算,建立以单位供电面积年费用最小为目标函数,以电网各电压等级供电半径为优化变量的有约束非线性规划模型。应用该模型优化所得的目标值对不同电压等级制式方案进行经济比较,研究结果表明未来中国农网电压制式应简化电压等级,中压配电电压应发展到20 kV及35 kV,农网供电半径应根据经济供电半径的参考取值进     

基于区域划分的农村有源配电网动态重构方法

分布式电源和电动汽车的大规模接入，使得农村配电网的"源-荷"侧呈现显著不确定性。传统农村配电网的拓扑结构无法应对"源-荷"双重不确定性所带来的冲击和影响，急需研究新的农村有源配电网动态重构方法。该研究考虑"源-荷"时变特性，提出了一种基于区域划分的农村有源配电网动态重构方法。首先，对配电网络结构进行区域初始划分，确定主干线区域和分支线区域；然后，以促进区域间分布式电源的协同应用为目标，基于图论算法对区域初始划分结果进行动态优化；其次，对网络重构方案进行网络拓扑约束的检验与修正；最后，采用快速非支配排序策略确定最优方案。通过IEEE 33节点和PG&E 69节点算例验证了所提方法的可行性与有效性。算例结果表明，所提方法能够有效促进分布式电源消纳、降低线损和改善电压分布。尤其是在69节点算例中所提算法的优化效果更显著，提升了系统日DG平均消纳利用率16.09个百分点，日线损降低了55.32%。     

基于组合赋权法的农村低压配电网能效综合评价方法

为能够深入了解农村低压配电网整体能效情况,在分析配电网节能指标现状的基础上,建立了农村低压配电网能效评价指标体系和综合评价模型。首先,依据相关标准规范,从电网结构、电网设备、电能质量等方面建立了一套适合农村低压配电网能效特点的评价指标体系;然后,确定了单项能效指标的计算方法并提出了基于主成分分析与层次分析法相结合的农村低压配电网能效综合评价模型,该方法克服了单一赋权法的不足,实现了能效指标的客观性与专家定性分析的主观性的有机结合,使评估结果更加合理;最后,通过算例验证了评价方法的有效性和可行性,对今后中国农村低压配电网实施节电改造和节能考核提供参考。     

农村配电网线损的矩阵算法

针对农村配电网具有配变台数较多、出线少、运行数据实时获取和非实时获取困难、全网潮流计算复杂等特点,该研究介绍了计算农村配电网线损的一种矩阵算法。该算法以将变电所出口处的月用电量按实际运行变压器的额定容量分配,通过简单的矩阵代数运算,仅需一次运算即可求出配电网网损。以辽宁省北镇市柳家变电所柳南线为例进行计算对比,结果表明该算法相对于传统算法具有计算速度快、编程简单、结果更准确等特点。     

中压配电网网架优化规划方法

为了提高中压电力网的规划水平,该文以最短路径和最小负荷矩法为基础,考虑物理约束、道路、支路电流和节点电压等约束条件,提出了确定主干线、连接负荷点方法和自动搜索交叉点（中间节点）以及选择导线截面的方法,给出了线路拉手前后节点和支路编号的方法,并且可以自动搜索相邻线路的联结点,实现相邻线路的手拉手连接,最终实现相邻2条自线路的自动布线。并且以农网的实际数据为例,进行计算、分析和比较,结果表明,该文提出的方法可以自动形成网架,确定网络中各支路的型号,保证相邻2条线路在拉手前后的支路电流、有功功率损耗率和节点电压均满足约束条件,是一种有效的网架优化规划方法,可以为配电网网架的规划提供必要的数据和技术支持。     

基于核函数极限学习机的分布式光伏短期功率预测

伴随中国农村电网的较快发展,分布式光伏的集成应用是实现新能源就地消纳的重要途径。国家相关政策已对分布式光伏的快速发展进行了相关规划,国家电网公司也出台政策为分布式光伏接入提供便利条件与技术支持,相关的分布式光伏发电功率预测技术需要进行深入研究。针对用户侧分布式光伏发电系统,考虑预测系统的成本约束和运行需求,以及农村电网应用特点,提出一种基于核函数极限学习机的分布式光伏功率预测方法。对于不同容量的分布式光伏发电系统,使用核函数极限学习机构建分布式光伏短期功率预测模型,使用基于权重的训练样本筛选方法提高预测模型计算效率,并通过粒子群算法优化模型参数。预测模型使用低成本的非数值天气预报采样信息,对几十千瓦级的分布式光伏,预测相对误差仅16%～18%,能在低功耗处理器上实现10ms内完成单次发电功率预测,在简化低权重属性后能基本保持原有精度,同时在分布式光伏随机覆尘或逆变器故障条件下预测误差基本不变,具有较高的适应能力。     

基于回路阻抗模型的城乡低压配电网络运行状态评估

为解决城乡低压配电网运行状态评估问题,提出了一种基于智能电表的城乡低压配电网运行状态评估方法。建立了低压配电网回路阻抗模型,提出了基于智能电表电压与电流变化速率的回路阻抗近似计算方法;建立了需求侧实时电压数据阵和需求侧实时电流数据阵分别记录配电变压器所属的所有智能电表不同时刻的电压与电流量测信息,并通过两矩阵生成了需求侧实时回路阻抗数据阵,以记录配电变压器所属的所有智能电表上游回路的阻抗变化情况;最后基于回路阻抗数据阵详细讨论了低压配电网运行状态的评估方法。实例分析验证了该文所提方法的可行性,智能电表低压回路阻抗的近似计算值与实际值的最大误差不超过81%,最小误差不超过11%,平均误差不超过22%,可满足现场工程实际需求。     

分布式电源的配电网潮流计算

分析了分布式发电系统的特点和发展状态,重点研究了分布式发电系统接入电网的数学模型,并对常见的几种分布式电源的节点类型进行了划分,归结为PQ节点、PV节点、PI节点和P-Q（V）节点。分别针对这些类型的节点的各自特点,提出了基于前推回代法的配电网三相不平衡潮流计算方法,并根据分布式电源对电压的调节和无功补偿能力,研究了不同类型电源对配电网电压的影响。