配电网优化

充分挖掘多元需求侧资源的灵活性，对于提升分布式新能源广泛接入背景下的新型配电网运行可靠性和经济性具有重要意义。然而，目前关于需求响应策略的解析化方法大多基于较为理想的用户行为观测和参数假设，纯数据驱动方法难以兼顾电网侧运行的复杂约束，策略的可用性存疑。为此，文章提出基于数据驱动知识显式嵌入的需求响应策略，首先，考虑到需求侧资源灵活性的强时段耦合特性，提出需求侧资源动态模型，定量分析需求侧灵活性资源的响应特性；其次，提出数据驱动知识的显式解析方法，将需求侧灵活性描述为混合整数线性模型并嵌入至配电网优化运行模型中，实现灵活实用的新型配电网供需交互与协调运行。最后，通过仿真算例验证所提方法兼具解析模型和数据驱动方法的优势，为不完全信息观测条件下源网荷协调运行提供较为实用化的解决方案。

为了解决大规模电动汽车入网难以实现个体调度以及集群调度存在“维数灾”的问题，建立基于车辆到电网(vehicle-to-grid，V2G)模式的有源配电网分层分区优化运行模型。其中，上层优化模型对电动汽车集控中心(electric vehicle agent,EVA)进行调度，优化各区域EVA的充放电功率并作为下层优化模型的输入；下层优化模型调整各调压方式。在优化算法方面，提出一种自适应差分进化-生物地理学优化(self-adaptive differential evolution-biogeography-based optimization,SaDE-BBO)算法，并在改进的IEEE 33节点配电系统中进行仿真分析。结果表明：在不同充电控制策略下，V2G模式与各调压方式的协调互动在降低各区域EVA运营成本、平抑负荷波动以及保证有源配电网的安全和经济运行方面优势显著，与其他优化算法相比，SaDE-BBO算法具有更优质的解和更好的收敛性。

​智能配电网是智能电网的重要组成部分，满足信息化，智能化及互动化特征，发展智能配网，应使其具备更强的可控性，协调更丰富的资源，满足更复杂的用户需求。 智能配电网在供电安全性、电能质量和电网资产利用率方面都比传统电网有显著提升。智能配电网优化了配电和用电两个领域的专业界限，由于智能配电网的建设是建立在配电网发展到一定阶段的基础上的，因此并不是所有地区都适合建设智能配电网，当前阶段智能配电网建设应首先从一个城市的局部区域逐步开展。　　 下一步南方电网公司将继续研究并提出配电网智能化评价模型与评价方法，有序开展智能化评价工作;推进配电网通讯网建设，实现配网通信覆盖率100%;在全网范围内打通营配数据接口，实现配网采集数据一体化;探索云大物移智等新技术在配电网中的应用工作。"

随着风电渗透率的不断提高，如何在提高主动配电网运行稳定性的同时减少运行成本，成为亟待解决的问题。考虑储能、燃气轮机以及变压器分接头、电容器组投切等主动管理措施，建立以降低配电网运行成本和缩小电压偏差为目标的主动配电网有功无功协调鲁棒优化调度模型。针对风电机组出力相关性，利用最小体积封闭椭球(minimum volume enclosing ellipsoid,MVEE)算法将风电出力场景转化为椭圆不确定集合约束，改善了传统区间不确定集合过于保守的缺点。利用锥对偶理论，将构建的鲁棒模型转化为上下两层混合整数二阶锥规划问题，采用列约束生成算法进行求解。在改进的IEEE 33节点配电网算例中进行仿真分析，研究了风电出力相关性对配电网优化调度的影响，验证了所提方法的经济性和鲁棒性。

电价型需求响应离不开对用户价格响应的精准刻画，然而用户对价格的响应大多发生在与聚合商的交互中。并且出于隐私保护需求，这些交互数据往往不被公开，呈现为数据孤岛。针对现阶段用户数据隐私需求和电网调度需求相互冲突的问题，提出了基于联邦学习的用户电价响应行为刻画及其应用方法。首先，构建基于联邦学习的用户电价响应行为刻画的分布式交互框架，将原始数据信息交互转变为特征信息交互。然后，利用差分隐私-联邦近端算法实现不同聚合商电价响应模型的参数聚合，获得区域用户电价响应模型。最后，提出嵌入响应模型的配电网优化运行应用方法，利用改进的策略近端优化算法求解系统实时电价和储能出力。算例表明，所提方法在保障用户用能信息隐私下，能准确刻画区域用户电价响应行为，并改善配电网综合效益。

本项目属于电气工程学科，涉及配电规划和分布式电源专业，历时5年，产学研用协同完成。 项目团队聚合产学研用整体优势，从分布式光伏的集群划分、风险评估以及考虑分布式光伏集群接入风险的配电网优化规划三个方面开展研究。项目授权发明专利3项，实用新型专利1项，发表论文5篇（SCI检索2篇，中文核心3篇），经安徽省科技成果转化服务中心鉴定，项目成果总体居国内领先水平。项目成果用于指导安徽合肥、滁州、六安等地区的配电网建设工作，其中所提出的基于分布式光伏集群接入与风险评估的配电网规划方法，能够切实降低配电网运行风险，保障不同区域分布式光伏集群的友好接入，提高地区配电网的安全、稳定、经济、可靠运行水平。