- 王守相;赵倩宇;
<正>2024年3月刊的特别策划栏目，是对2月刊“新能源接入下交直流配电网灵活性优化技术”特别策划专题的延续，包括7篇技术文章，介绍如下。为推动含高渗透率光伏配电网的可持续性发展，“基于多目标深度强化学习的配电网光伏接纳能力提升方法”构建了一个旨在降低系统网损和提高光伏接纳能力的多目标优化数学模型，并将此数学模型转化为一个多目标马尔可夫决策过程，同时设计了一种改进的多目标强化学习算法来解决该决策问题。
2024年03期 v.41;No.280 1页 [查看摘要][在线阅读][下载 456K] - 王守相;赵倩宇;
<正>2024年3月刊的特别策划栏目，是对2月刊“新能源接入下交直流配电网灵活性优化技术”特别策划专题的延续，包括7篇技术文章，介绍如下。为推动含高渗透率光伏配电网的可持续性发展，“基于多目标深度强化学习的配电网光伏接纳能力提升方法”构建了一个旨在降低系统网损和提高光伏接纳能力的多目标优化数学模型，并将此数学模型转化为一个多目标马尔可夫决策过程，同时设计了一种改进的多目标强化学习算法来解决该决策问题。
2024年03期 v.41;No.280 1页 [查看摘要][在线阅读][下载 456K] - 宫建锋;齐屹;韩一鸣;张斌;尹孜阳;王守相;
在低碳能源转型的背景下，解决配电系统运营单位和光伏投资者之间的利益冲突迫在眉睫。因此，为推动含高渗透率光伏配电网的可持续性发展，提出一种基于多目标深度强化学习的光伏接纳能力提升方法。首先，构建一个旨在降低系统网损和提高光伏接纳能力的多目标优化数学模型。然后，将此数学模型转化为一个多目标马尔可夫决策过程，并设计一种改进的多目标深度强化学习（deep reinforcement learning,DRL）算法来解决这一决策问题。所提方法利用训练后的DRL模型实现光伏、静止无功补偿器和电容器组调度策略的快速求解，满足实时在线决策需求，并一定程度上缓解由于光伏和负载预测误差所导致的不确定性对决策鲁棒性的影响。最后，在IEEE 33节点算例上，对所提出的方法进行分析和验证，结果表明所提方法可根据决策人员的偏好输出一组优化解，有效地平衡网损和光伏接纳能力之间的关系。
2024年03期 v.41;No.280 2-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1424K] - 宫建锋;齐屹;韩一鸣;张斌;尹孜阳;王守相;
在低碳能源转型的背景下，解决配电系统运营单位和光伏投资者之间的利益冲突迫在眉睫。因此，为推动含高渗透率光伏配电网的可持续性发展，提出一种基于多目标深度强化学习的光伏接纳能力提升方法。首先，构建一个旨在降低系统网损和提高光伏接纳能力的多目标优化数学模型。然后，将此数学模型转化为一个多目标马尔可夫决策过程，并设计一种改进的多目标深度强化学习（deep reinforcement learning,DRL）算法来解决这一决策问题。所提方法利用训练后的DRL模型实现光伏、静止无功补偿器和电容器组调度策略的快速求解，满足实时在线决策需求，并一定程度上缓解由于光伏和负载预测误差所导致的不确定性对决策鲁棒性的影响。最后，在IEEE 33节点算例上，对所提出的方法进行分析和验证，结果表明所提方法可根据决策人员的偏好输出一组优化解，有效地平衡网损和光伏接纳能力之间的关系。
2024年03期 v.41;No.280 2-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1424K] - 李鹏;崔荣喜;卢京祥;王文欣;杜善慧;李晓宇;
在节能减排和清洁能源的驱动下，可再生能源在配电网中的应用不断增加，同时也面临着强不确定性的分布式电源带来的挑战。针对主动配电网日前有功无功协调优化问题提出了多阶段随机规划模型和改进的值迭代算法，通过对深度强化学习算法进行适应性修改，提高了算法的可靠性。采用无模型方式解决多阶段随机规划问题，以更好地应对可再生能源的时变性、波动性和间歇性。验证所提算法的有效性，结果表明所提算法能够充分利用储能和电容器组的灵活调节潜力，实现储能装置电量在不同时段之间的可调性转移，更好地适应可再生能源和负荷的功率波动情况，从而有效管理和控制配电网运行，推动节能减排和清洁能源的可持续发展。
2024年03期 v.41;No.280 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1471K] - 李鹏;崔荣喜;卢京祥;王文欣;杜善慧;李晓宇;
在节能减排和清洁能源的驱动下，可再生能源在配电网中的应用不断增加，同时也面临着强不确定性的分布式电源带来的挑战。针对主动配电网日前有功无功协调优化问题提出了多阶段随机规划模型和改进的值迭代算法，通过对深度强化学习算法进行适应性修改，提高了算法的可靠性。采用无模型方式解决多阶段随机规划问题，以更好地应对可再生能源的时变性、波动性和间歇性。验证所提算法的有效性，结果表明所提算法能够充分利用储能和电容器组的灵活调节潜力，实现储能装置电量在不同时段之间的可调性转移，更好地适应可再生能源和负荷的功率波动情况，从而有效管理和控制配电网运行，推动节能减排和清洁能源的可持续发展。
2024年03期 v.41;No.280 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1471K] - 李立生;于海东;刘洋;黄敏;由新红;刘文彬;
随着“双碳”战略目标的提出和电力电子技术的进步，光伏产业飞速发展，配电网的光伏渗透率持续增大。满足光伏接入需求的变流器是适应光伏接入配电网的最关键设备，变流器的控制还需要进一步研究。为了满足光伏高比例接入配电网的需求，对变流器的控制策略进行了研究。首先，提出了配电网中高比例光伏装置接入下的技术要求。其次，在PSCAD/EMTDC暂态仿真平台中搭建了光伏并网模型；基于暂态仿真模型，提出了基于dq控制的变流器控制策略，并分别对电网处于暂态条件下，发生电压骤降、骤升和进行频率调节时变流器的控制策略进行了详细的分析研究。最后，在PSCAD/EMTDC暂态仿真平台验证了所提控制策略在电压骤降80%、电压骤升到115%和频率调节场景下都取得了很好的控制效果，证明了所提变流器控制策略的有效性。
2024年03期 v.41;No.280 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1339K] - 李立生;于海东;刘洋;黄敏;由新红;刘文彬;
随着“双碳”战略目标的提出和电力电子技术的进步，光伏产业飞速发展，配电网的光伏渗透率持续增大。满足光伏接入需求的变流器是适应光伏接入配电网的最关键设备，变流器的控制还需要进一步研究。为了满足光伏高比例接入配电网的需求，对变流器的控制策略进行了研究。首先，提出了配电网中高比例光伏装置接入下的技术要求。其次，在PSCAD/EMTDC暂态仿真平台中搭建了光伏并网模型；基于暂态仿真模型，提出了基于dq控制的变流器控制策略，并分别对电网处于暂态条件下，发生电压骤降、骤升和进行频率调节时变流器的控制策略进行了详细的分析研究。最后，在PSCAD/EMTDC暂态仿真平台验证了所提控制策略在电压骤降80%、电压骤升到115%和频率调节场景下都取得了很好的控制效果，证明了所提变流器控制策略的有效性。
2024年03期 v.41;No.280 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1339K] - 郑婉婷;赵倩宇;王璇;王守相;张华龙;
在“双碳”目标的背景下，为进一步提升新型电力系统的经济效益和环境效益，提出了一种绿证-碳交易机制下新型电力系统电-氢-气混合储能容量优化配置方法。首先，以两阶段电转气作为能源桥梁，提出了考虑电化学储能系统、氢储能系统和气储能系统的新型混合储能系统；其次，为了提升可再生能源消纳、降低碳排放量，引入了绿证-碳联合交易机制，并采用了能源断供/弃能机制，同时提升了系统的可靠性；最后，以新型混合储能系统的全生命周期成本、购能成本、可靠性成本、绿证-碳交易成本之和为目标函数，并采用CPLEX求解器求解。算例分析结果表明，所提方法能在提升可再生能源消纳的同时实现系统的经济性、低碳性、可靠性最优。
2024年03期 v.41;No.280 24-31+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1773K] - 郑婉婷;赵倩宇;王璇;王守相;张华龙;
在“双碳”目标的背景下，为进一步提升新型电力系统的经济效益和环境效益，提出了一种绿证-碳交易机制下新型电力系统电-氢-气混合储能容量优化配置方法。首先，以两阶段电转气作为能源桥梁，提出了考虑电化学储能系统、氢储能系统和气储能系统的新型混合储能系统；其次，为了提升可再生能源消纳、降低碳排放量，引入了绿证-碳联合交易机制，并采用了能源断供/弃能机制，同时提升了系统的可靠性；最后，以新型混合储能系统的全生命周期成本、购能成本、可靠性成本、绿证-碳交易成本之和为目标函数，并采用CPLEX求解器求解。算例分析结果表明，所提方法能在提升可再生能源消纳的同时实现系统的经济性、低碳性、可靠性最优。
2024年03期 v.41;No.280 24-31+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1773K] - 孟祥飞;张惠雯;孙东磊;郑婉婷;王耀;孙毅;王守相;
随着新型电力系统建设的不断推进，储能在电网中得到大量应用，在此背景下对省级电网储能的发展规模进行综合评估具有重要意义。首先，从省级电网储能的经济性、可靠性、利用率、环保性4个维度出发，建立了多维储能评价指标体系；同时提出了AHP-改进CRITIC的权重确定方法，充分考虑了指标数据的对比强度、相关性和离散程度，将主客观权重结合确定各项指标的组合权重，避免了采用单一方法的极端性。其次，提出了储能双层优化评估模型，上层以省级电网的综合成本最小为目标函数，优化储能和新能源出力曲线；下层建立储能VIKOR多准则评价模型，计算不同储能配置方案下的指标体系并进行综合评估。最后，以某省级电网为例，对所提方法的有效性和可行性进行了验证。
2024年03期 v.41;No.280 32-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1680K] - 孟祥飞;张惠雯;孙东磊;郑婉婷;王耀;孙毅;王守相;
随着新型电力系统建设的不断推进，储能在电网中得到大量应用，在此背景下对省级电网储能的发展规模进行综合评估具有重要意义。首先，从省级电网储能的经济性、可靠性、利用率、环保性4个维度出发，建立了多维储能评价指标体系；同时提出了AHP-改进CRITIC的权重确定方法，充分考虑了指标数据的对比强度、相关性和离散程度，将主客观权重结合确定各项指标的组合权重，避免了采用单一方法的极端性。其次，提出了储能双层优化评估模型，上层以省级电网的综合成本最小为目标函数，优化储能和新能源出力曲线；下层建立储能VIKOR多准则评价模型，计算不同储能配置方案下的指标体系并进行综合评估。最后，以某省级电网为例，对所提方法的有效性和可行性进行了验证。
2024年03期 v.41;No.280 32-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1680K] - 李乐萍;许皓;王予希;刘希峰;吕春晖;张利;
分布式可再生电源的大量接入造成配电线路潮流波动频繁，给评估配电网的理论线损带来极大挑战。针对这一问题，提出一种基于等效负荷分布的配电网理论线损计算方法。将分布式电源发电波动与负荷波动合并为净负荷考虑，并结合线路参数分布的不均匀性定义了等效负荷分布，基于等面积法则建立了等效负荷分布曲线的求取方法；以等效负荷分布为主要输入特征，并计及无功功率的作用，构建线损计算的BP神经网络模型；根据负荷分布的典型分类，分5类模式进行BP神经网络训练，并采用分布式电源加入后的典型等效负荷分布进行配电网线损计算。使用基于IEEE 33节点系统的修正算例对训练好的模型进行测试评估，结果表明所提方法能够满足含分布式电源配电网理论线损的大规模计算需求，且精度较高，很好地满足了工程应用的需要。
2024年03期 v.41;No.280 42-50+77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2263K] - 李乐萍;许皓;王予希;刘希峰;吕春晖;张利;
分布式可再生电源的大量接入造成配电线路潮流波动频繁，给评估配电网的理论线损带来极大挑战。针对这一问题，提出一种基于等效负荷分布的配电网理论线损计算方法。将分布式电源发电波动与负荷波动合并为净负荷考虑，并结合线路参数分布的不均匀性定义了等效负荷分布，基于等面积法则建立了等效负荷分布曲线的求取方法；以等效负荷分布为主要输入特征，并计及无功功率的作用，构建线损计算的BP神经网络模型；根据负荷分布的典型分类，分5类模式进行BP神经网络训练，并采用分布式电源加入后的典型等效负荷分布进行配电网线损计算。使用基于IEEE 33节点系统的修正算例对训练好的模型进行测试评估，结果表明所提方法能够满足含分布式电源配电网理论线损的大规模计算需求，且精度较高，很好地满足了工程应用的需要。
2024年03期 v.41;No.280 42-50+77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2263K] - 李尚宇;秦昱;田巍巍;周荣乐;臧祥宇;
针对配电系统遭受故障后产生失负荷现象并难以恢复的问题，提出了计及电-气-热多能耦合的有源配电网故障恢复方法。首先，剖析电-气-热综合能源系统（integrated energy system,IES）中燃气轮机和热电联产耦合设备异质能流的转化特性，深度挖掘电力网-天然气网-热网多能流在能源转化过程中通过“以气转电”和“以热替电”降低失负荷风险。其次，以失负荷量最小和开关动作次数最少为目标函数，基于Distflow潮流方程构建计及IES的有源配电网故障恢复模型，通过调整网络拓扑结构和运行状态决策出最优故障恢复策略。然后，针对模型非凸非线性特点，采用二阶锥松弛法和Big-M法将其转化为混合整数二阶锥规划模型以便于求解。最后，以IEEE 33节点配电网、20节点天然气网和16节点热网(E33-G20-H16)组成的IES为例，验证了利用电-气-热多能耦合IES对配电网进行故障恢复可有效减少开关动作次数并改善失负荷现象。
2024年03期 v.41;No.280 51-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 3618K] - 李尚宇;秦昱;田巍巍;周荣乐;臧祥宇;
针对配电系统遭受故障后产生失负荷现象并难以恢复的问题，提出了计及电-气-热多能耦合的有源配电网故障恢复方法。首先，剖析电-气-热综合能源系统（integrated energy system,IES）中燃气轮机和热电联产耦合设备异质能流的转化特性，深度挖掘电力网-天然气网-热网多能流在能源转化过程中通过“以气转电”和“以热替电”降低失负荷风险。其次，以失负荷量最小和开关动作次数最少为目标函数，基于Distflow潮流方程构建计及IES的有源配电网故障恢复模型，通过调整网络拓扑结构和运行状态决策出最优故障恢复策略。然后，针对模型非凸非线性特点，采用二阶锥松弛法和Big-M法将其转化为混合整数二阶锥规划模型以便于求解。最后，以IEEE 33节点配电网、20节点天然气网和16节点热网(E33-G20-H16)组成的IES为例，验证了利用电-气-热多能耦合IES对配电网进行故障恢复可有效减少开关动作次数并改善失负荷现象。
2024年03期 v.41;No.280 51-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 3618K]