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计及间歇性新能源的弹性城市电网输配电协同供电恢复方法

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高电压技术 2023年第7期49卷 2764-2774页

作者：杨祺铭李更丰别朝红邬嘉雨林超凡刘达夫电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 国网上海市电力公司市区供电公司

极端灾害频发，给大规模接入新能源的城市电网运行带来巨大挑战。为此，提出一种计及间歇性新能源的城市电网输配电协同供电恢复方法，以提升规模化接入新能源的城市电网系统弹性。针对新能源不确定性建模，提出了一种基于高斯Copula的... 详细信息

极端灾害频发，给大规模接入新能源的城市电网运行带来巨大挑战。为此，提出一种计及间歇性新能源的城市电网输配电协同供电恢复方法，以提升规模化接入新能源的城市电网系统弹性。针对新能源不确定性建模，提出了一种基于高斯Copula的新能源离线概率建模和实时更新方法，通过实时更新场景预测刻画其出力时变不确定性。基于预测场景，建立了一个计及负荷转供的城市电网双层供电恢复模型。该模型考虑主动的输电系统-配电系统协同优化，通过调整负荷分布、网络重构以及应急资源实时调度进行供电恢复，最小化系统失电量。所提双层供电恢复模型在上层优化各区域高压配网与输电系统运行边界，在下层求解各区域高压配网的重构及应急资源实时调度方案，通过检验输电网交流潮流判断计算过程是否结束。由仿真结果可知所提城市电网输配协同供电恢复方法可有效提升系统弹性，在极端灾害下可保证输电网线路潮流不越限并有效降低系统切负荷量。

关键词：弹性城市电网输配协同移动储能负荷转供极端灾害间歇性新能源

考虑电动汽车移动储能特性的智能楼宇群能量管理方法

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电力自动化设备 2022年第10期42卷 227-235页

作者：胡寰宇艾欣胡俊杰王坤宇华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

考虑电动汽车在不同建筑之间的移动性及其与多建筑之间具有的功率交互能力,提出一种基于电动汽车移动储能共享特性的两阶段智能楼宇群能量管理方法。以区域内互联的智能楼宇群为研究场景,考虑分布式可再生能源与楼宇基荷的不确定性,利... 详细信息

考虑电动汽车在不同建筑之间的移动性及其与多建筑之间具有的功率交互能力,提出一种基于电动汽车移动储能共享特性的两阶段智能楼宇群能量管理方法。以区域内互联的智能楼宇群为研究场景,考虑分布式可再生能源与楼宇基荷的不确定性,利用随机规划方法建立了含电动汽车移动储能特性的楼宇群运行成本最低的上层优化模型。基于上层优化确定的电动汽车在不同楼宇的能量分配,下层从楼宇群供需平衡的角度,利用分布式算法建立了含灵活资源调度成本、传输损耗的楼宇总运行成本最低的自治模型。算例结果表明,所提的模型及策略可以促进能源互补,提升楼宇群运行经济性及可再生能源利用效率,为高比例分布式可再生能源的并网消纳与平衡问题提供新的解决思路。

关键词：电动汽车能量管理电能共享移动储能需求侧灵活性智能楼宇

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含移动式储能的主动配电网分层优化控制方法

电力系统自动化 2022年第10期46卷 189-198页

作者：李婧祺王丹樊华杨东俊方仍存桑子夏强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北省武汉市430077

移动式储能技术具有灵活性强、应用场景广泛等优点。除应急供电外,移动式储能技术在配电网削峰填谷、提高电能质量等方面也有良好的应用前景。针对分布式发电接入的配电网的优化运行问题,文中考虑利用移动储能日常闲置情况提出了一种综... 详细信息

移动式储能技术具有灵活性强、应用场景广泛等优点。除应急供电外,移动式储能技术在配电网削峰填谷、提高电能质量等方面也有良好的应用前景。针对分布式发电接入的配电网的优化运行问题,文中考虑利用移动储能日常闲置情况提出了一种综合移动储能调度和无功优化的主动配电网分层控制策略。其中,上层优化模型综合考虑净负荷方差和移动储能总运行成本最优;下层优化模型考虑移动储能调度与无功优化相配合,以电网电压偏差最小、网损成本最小以及迁移成本最小为目标。此外,文中考虑该模型具有多维非线性特性,引入量子行为与概率表达特性,提出一种改进量子粒子群算法,采用量子位对粒子当前位置进行编码,利用量子行为进化方程实现对粒子最优位置的搜索,提高了算法收敛速度与寻优精度。最后,结合IEEE 33节点配电系统进行仿真分析,验证了所提控制策略和算法的有效性。

关键词：移动储能主动配电网改进量子粒子群优化双层优化削峰填谷无功优化

面向配电网韧性提升的移动储能预布局与动态调度策略

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电力系统自动化 2022年第15期46卷 37-45页

作者：王月汉刘文霞姚齐万海洋何剑熊雪君华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 中国电力科学研究院有限公司北京市100192 国网上海市电力公司上海市200122

针对极端灾害导致配电网大面积停电场景,利用多种分布式资源协同恢复重要负荷。在电网与交通网融合背景下,提出了一种考虑移动储能预布局与动态调度的两阶段配电网韧性提升策略。在灾前预防阶段,考虑光伏出力不确定性与网络重构建立两... 详细信息

针对极端灾害导致配电网大面积停电场景,利用多种分布式资源协同恢复重要负荷。在电网与交通网融合背景下,提出了一种考虑移动储能预布局与动态调度的两阶段配电网韧性提升策略。在灾前预防阶段,考虑光伏出力不确定性与网络重构建立两阶段鲁棒优化模型,采用Big-M法和列约束生成算法迭代求解移动储能的配置数量与位置方案。在灾后恢复阶段,考虑灾害对交通网通行时间的影响,基于移动储能、电动汽车与柴油发电机的动态调度与时序出力特性,建立了多源协同恢复的混合整数二阶锥规划模型,求解最优的负荷削减与电源出力方案。最后,通过IEEE 33节点配电系统算例验证了所提策略提升配电网韧性的有效性。

关键词：配电网韧性移动储能交通网鲁棒优化多源协同不确定性

供电短缺下微网客户与移动储能端对端交易模式及调度策略

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电网技术 2022年第12期46卷 4873-4884页

作者：郭倬辰刘继春杨知方蒲天骄王晓辉刘俊勇四川大学电气工程学院四川省成都市610065 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

随着传统电力系统向新型电力系统转型升级,风、光等分布式能源作为微网主体电源在配电网故障发生时具备相当程度的主动支撑、调节能力。当微网预测到由于天气变化导致未来内部分布式能源供电短缺时,可提前与移动储能进行市场交易。端对... 详细信息

随着传统电力系统向新型电力系统转型升级,风、光等分布式能源作为微网主体电源在配电网故障发生时具备相当程度的主动支撑、调节能力。当微网预测到由于天气变化导致未来内部分布式能源供电短缺时,可提前与移动储能进行市场交易。端对端(peer-to-peer,P2P)交易模式能保证交易实时性,适合应对紧急度较高的用电需求。设计了供电短缺下微网客户与移动储能P2P交易模式及调度策略。首先,建立微网自主运行及能量互济模型,通过划分供电范围可预测各时段微网内存在电能需求的负荷信息。然后,建立购售电主体申报模型,为双方申报行为提供依据。基于连续双向拍卖机制进行撮合匹配,并提出偏差考核及违约结算机制。交易匹配后,移动储能在交通网-配电网耦合模型基础上进行优化调度,对接需电客户。最后,通过算例验证了P2P交易模式可行性,以及移动储能调度方法的有效性。

关键词：移动储能微网客户端对端交易交通网-配电网耦合优化调度

考虑台风时空演变的配电网移动储能优化配置与运行策略

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电力系统自动化 2022年第9期46卷 42-51页

作者：王钰山邓晖王旭蒋传文房乐马骏超电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江省杭州市310014 国网浙江省电力有限公司电力市场仿真实验室浙江省杭州市310014

针对台风极端灾害下配电网难以保障安全可靠用电的问题,考虑台风时空演变对配电网线路故障状态的影响,提出了一种基于场景概率的鲁棒优化配电网移动储能配置与运行策略,以提升配电网弹性。首先,将配电网所在地理区域网格划分后建立映射... 详细信息

针对台风极端灾害下配电网难以保障安全可靠用电的问题,考虑台风时空演变对配电网线路故障状态的影响,提出了一种基于场景概率的鲁棒优化配电网移动储能配置与运行策略,以提升配电网弹性。首先,将配电网所在地理区域网格划分后建立映射坐标系,并根据气象信息建立台风灾害时空演变模型,从而构建配电线路故障率时空特性矩阵。然后,基于线路故障时空特性概率矩阵确定脆弱线路,采用鲁棒优化寻找概率场景下移动储能最优配置与运行策略,以最小化台风灾害期间受灾配电网的经济损失,建立移动储能优化配置与运行的3层鲁棒优化模型,充分利用移动储能的灵活性在台风灾害期间为配电网提供分阶段电力支撑。最后,采用改进的IEEE 33节点配电网进行算例分析,验证所提优化策略的适用性。

关键词：配电网移动储能弹性极端灾害时变性鲁棒优化

端对端交易模式下基于移动储能共享的配电系统韧性提升

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电力系统自动化 2022年第16期46卷 151-159页

作者：刘峰伟陈佳佳赵艳雷肖传亮山东理工大学电气与电子工程学院山东省淄博市255000

配电网韧性是指配电网抵御极端灾害、减少故障损失、尽快恢复供电的能力。为了避免配电系统因韧性不足而引起的大规模停电事故,文中提出一种端对端(P2P)交易模式下基于移动储能(MES)共享的配电系统韧性提升策略。首先,构造了一个P2P交... 详细信息

配电网韧性是指配电网抵御极端灾害、减少故障损失、尽快恢复供电的能力。为了避免配电系统因韧性不足而引起的大规模停电事故,文中提出一种端对端(P2P)交易模式下基于移动储能(MES)共享的配电系统韧性提升策略。首先,构造了一个P2P交易框架。在此框架下,配电系统中的用户能够根据负荷需求对电能进行管理、分配,实现发电、用电和储能之间的源荷储协同;其次,提出了MES共享机制,通过优化MES的行驶路径与充放电功率,实现MES的时空转移与系统的韧性提升;然后,提出基于比例分配法的MES共享成本均摊机制;最后,基于Julia分别对15节点、IEEE 33节点、IEEE 69节点辐射型配电系统进行仿真分析,验证了所提策略的有效性。

关键词：配电网韧性 P2P交易模式移动储能能量共享辐射型配电系统

台风灾害下基于V2G的城市配电网弹性提升策略

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电力系统自动化 2022年第12期46卷 130-139页

作者：杨祺铭李更丰别朝红邬嘉雨季陈林刘达夫国网江苏省电力有限公司无锡供电公司电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 四川大学电气工程学院

近年来，以台风为代表的极端自然灾害导致城市配电网停电事故频发，给城市电网的持续供电带来挑战。在电动汽车（EV）用户群体数量快速增长的背景下，针对上述问题，提出了一种基于车辆并网（V2G）的城市配电网弹性提升策略，以增强城... 详细信息

近年来，以台风为代表的极端自然灾害导致城市配电网停电事故频发，给城市电网的持续供电带来挑战。在电动汽车（EV）用户群体数量快速增长的背景下，针对上述问题，提出了一种基于车辆并网（V2G）的城市配电网弹性提升策略，以增强城市电网应对台风灾害的能力。首先，建立配电网元件故障率模型，通过随机抽样生成台风灾害下的配电网故障场景；其次，考虑即将到来的台风灾害对道路拥堵情况及用户出行意愿的影响，搭建了灾害前期EV调度模型；然后，基于消费者心理学理论，制定灾后反向输电激励响应机制，引导V2G站点内的EV参与供电恢复；最后，考虑配电网重构及V2G站点反向充电，制定V2G参与的灾后供电恢复策略。由算例分析可知，与应急发电车相比，V2G参与供电恢复的方案经济性及恢复效果更优，验证了所提弹性提升策略的可行性与有效性。

关键词：弹性配电网电动汽车 V2G 联络线重构台风灾害移动储能

移动储能参与的主动配电网多目标无功优化方法研究

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移动储能参与的主动配电网多目标无功优化方法研究

作者：胡红新南京理工大学

学位级别：硕士

无功优化是实现配电网安全稳定运行的重要控制手段,灵活调度各无功控制设备可以有效减少系统网络损耗,提升电压质量。移动储能作为时空双维度皆可灵活转移的储能设备,可以为配电网提供及时有效的功率支撑,改善配电网的无功功率分布。现... 详细信息

无功优化是实现配电网安全稳定运行的重要控制手段,灵活调度各无功控制设备可以有效减少系统网络损耗,提升电压质量。移动储能作为时空双维度皆可灵活转移的储能设备,可以为配电网提供及时有效的功率支撑,改善配电网的无功功率分布。现有针对移动储能参与配电网无功优化的研究主要集中在移动储能与有载调压变压器、电容器、分布式电源等固定无功设备协同优化,实现对配电网的电压控制或经济调度。但是,目前的研究通常只考虑对系统的电压改善或减小网损单个优化目标,或者采用耦合的方法将多个优化指标转变为单目标优化,并未利用多目标优化手段对移动储能参与的配电网的无功优化进行研究。因此,本文提出了移动储能参与的主动配电网多目标无功优化方法,将节点电压偏移和网络损耗同时作为优化目标,对主动配电网进行多目标的综合优化控制。本文主要完成了以下工作:第一,分析了电力系统中不同电压无功控制设备的特性。针对电力系统中常用于无功电压控制的有载调压变压器、并联电容器组、分布式电源以及储能装置,介绍和分析其无功优化原理,并建立与之相关的数学模型,将其作为主动配电网无功优化配置的基础。第二,研究了现有主动配电网无功优化方法的有效性。首先从理论方面分析了现有的无功控制设备并网后的运行特性;其次进行各无功控制设备参与配电网的优化调度策略研究;最后采用IEEE33节点系统进行算例仿真,验证上述无功优化方法的有效性。第三,研究了移动储能参与的主动配电网单目标无功优化方法。利用移动储能灵活部署的特性,对电网无功功率进行优化调度,使电网在某区域无功不足/过量的情况下仍能保持安全稳定运行。首先介绍了移动储能的基本结构和运行特性;其次对移动储能的路径约束和出力约束进行建模,建立了其参与主动配电网无功优化调度的数学模型;最后采用IEEE33节点系统作为算例验证所建立模型的正确性和求解算法的有效性。第四,建立了移动储能参与的主动配电网多目标无功优化模型。首先,根据多目标优化的基本原理对移动储能参与的主动配电网进行建模;其次,采用多目标粒子群算法对所建立模型进行求解,进而得到含有节点电压偏移和线路有功损耗的目标函数的Pareto解集;然后,采用模糊隶属度方法选取Pareto解集中的综合最优解;最后采用IEEE33节点系统作为算例仿真,验证了所建立模型的正确性和求解算法的有效性。

关键词：主动配电网移动储能无功优化人工蜂群多目标粒子群