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%。     

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。     

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。     

分布式电源在农村电力网中的优化配置方法

为了提高配电网的电压质量、可靠性、经济性及能源使用效率,分布式电源（DG）在农村电力网中的应用是电力系统发展的必然趋势。该文给出了适合中国农村电力网的DG类型,提出一种在农村电力网中配置DG的方法,建立了DG对节点电压、网络损耗及短路电流影响的综合评价模型,应用节点优先等级描述DG影响的程度。在满足一定优先等级的前提下,根据年电能损失最小及配置分布式电源的年经济效益最大的原则确定DG的安装位置及容量。并且以农村电力网的实际干线为例,在安装DG总容量相同的情况下,将单点配置DG、两点配置DG及三点配置DG对节点电压的改善和电能损失减小的程度进行了计算和对比分析,结果表明,该文提出的方法改善节点电压及减小电能损失效果明显,而且对农村电力网的运行影响较小。该方法对DG在农网中的配置有着一定的实用价值。     

主动型配电网日前调度策略研究

相对于传统配电网,主动型配电网可以合理利用其双向调度功能,充分发挥分布式发电容量,在保护环境的同时还可以提高电力公司的效益。以电力公司效益最大为调度目标,针对主动型配电网调度问题,该文计及输电和高压配电网网损的影响,提出了一种配电网日前优化调度模型,通过该模型对微电网电源交互功率和分布式电源进行优化调度,同时确定最佳渗透率,不仅可以有效地削峰填谷,还可以根据最佳渗透率调整分布式电源的功率,使电力公司效益最大化。算例研究表明,电网中接在距离电源点较近的节点下的主动型配电网,通过该文提出的优化调度模型,得出渗透率为21.14%时,电力公司效益最高。该研究可为主动型配电网日前调度策略以及分布式电源最佳渗透率的制定提供参考。     

分布式电源增大配电网下游保护范围

利用Matlab/simulink建立了含分布式电源的配电网仿真模型,每条线路上均装有三段式距离保护。并且比较全面地分析了分布式电源不同容量、不同接入位置配电网距离保护的影响。当分布式电源位置越靠近故障点时,上游的距离保护范围越延长,而下游的距离保护没有受到影响;当分布式电源容量逐渐增大时,上游的距离保护范围逐渐缩短,下游的距离保护也没有受到影响。仿真试验结果表明配电网中分布式电源的接入后,对其上游的距离保护的灵敏度和选择性产生一定影响,对其下游的距离保护没有影响。     

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。     

农村变电站无功优化的控制策略

农网改造以来农村变电站的无功电源合理补偿一直是被关注的热门课题。结合当前农村配电网无功潮流现状,提出变电站二次侧采样折合到一次侧功率因数,由二次侧控制电容器投切方式。基于主变压器二次侧功率因数和无功缺额,同时考虑主变的有功、无功损耗的基础上,采用最优补偿容量的方法在二次侧动态补偿,实现了最大负荷时主变压器一次侧功率因数达到0.95以上的考核标准,研究对农村配网无功电源的充分利用具有现实意义。     

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。     

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。     

农村电网改造中网架更新的优化方法

为了适应负荷逐年增长的趋势,对现有网络的网架更新是必需的。该文给出了负荷预测模型,定义了电力网的适应度,根据最小、最大负荷增长率确定规划期末的最小、最大负荷。并且分析了网络的适应度,确定了适应度不满足要求的路径。然后在遵循满足电压质量、投资最小、损耗最低的原则前提下,确定了网架更新方案。并且以农网的实际干线为例,进行计算、分析和比较,结果表明,该文提出的方法可以确定网架的薄弱部分,易于确定网架更新方案,改善网络的节点电压及减小电能损失,而且在保证辐射式网架结构的前提下可以适用于多电压等级、多干线区域网的网架更新。     

10 kV配电线路无功优化智能系统的研究与实施

农村配电网无功优化方面的理论研究及单台补偿设备研究的在相关文献报道较多,而针对农村配电网10 kV线路的无功优化智能控制系统的研究尚属空白。论文立足于目前农村配电网无功补偿的现状,10 kV线路集成了远程通信技术和网络技术直接在调度室进行远程监视、管理及自动控制,通过上下位机数字化技术真正实现了无功优化智能系统。通过实施表明,变电站的每个出口功率因数总是在0.95～0.98之间波动,基本上是一条直线。该系统的实施为智能电网的实现探索了一条新思路。     

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。     

层次分析法结合熵权法评估农村屋顶光伏系统电能质量

农村屋顶光伏项目的推进得到了国家政策的大力支持,但光伏的出力具有间歇性和波动性,接入电网后将会对配电网的电能质量造成影响,因此光伏接入后配网的电能质量也变得十分重要。判断矩阵的构造是电能质量评估的重要步骤,由于电能质量指标两两之间重要程度的判别是一个比较模糊的概念,因此各个专家对于指标间重要程度的判别必然会出现一些差异。文中利用D-S证据理论将多位专家对各项电能指标之间重要程度的不同判断意见融合起来,以此构成判断矩阵,避免了由于单个专家判断失误而造成评估结果不准确的风险。再使用熵权法与层次分析法相结合的方法来减小主观因素的干扰,并针对层次分析法以及熵权法存在的不足之处做出了改进。最后通过仿真试验表明,当电能质量综合评估中的三相不平衡指标和电压偏移指标剧烈变动时,采用文中所提出的方法可将这两项指标的权重从0.067和0.183提升到了0.164和0.192,最终的评估结果也从2.323提升到2.679,从权重系数上体现了二者的剧烈变化是对电能质量造成影响的主要因素,因此文中所提出的方法相比于传统的电能质量评估方法更加适用于电能质量指标波动情况较大的农村配电网系统。     

遗传算法在农村电网检修计划优化中的应用

设备检修是电网系统运行中一项十分重要的内容，科学、合理的检修计划有利于提高电力系统运行的可靠性，能够提高企业的现代化管理水平和效益。论文结合辽宁省辽阳农电网情的实际特点，全面考虑了制定农网检修计划的影响因素，抽象得出适合配电网检修计划优化的数学模型，并通过对实际问题的分析针对遗传算法的不足相应地提出了改进措施，利用MATLAB语言强大的运算功能，结合VB可视化设计语言编制了农网预安排停电管理系统软件，应用该软件对辽阳农网的检修计划进行了优化，结果表明，优化的检修计划有效地避免了重复作业，大大减少了停电次数和停电电量。