计及光伏出力不确定性的配电网混合时间尺度无功/电压控制策略

针对大量光伏接入配电网造成的诸如网损增加、电压波动和越限等调压方面的问题,该文提出一种日前无功/电压优化控制与实时自治控制相结合的混合时间尺度无功/电压控制方法。在日前时间尺度上,构建了以期望网损、电压偏移以及电压越限风险为目标,综合考虑变压器有载分接头和电容器组动作,以及光伏逆变器无功发生能力约束的不确定优化模型,为高效求解无功动态优化这一高维度的混合整数非线性规划问题,提出一种基于概率潮流的松弛-聚类-校正动态无功优化解耦求解方法;在实时时间尺度上,以日前优化控制结果为运行基准点,推导出逆变器无功出力调节增量与光伏实时出力预测误差之间的近似关系,融合日前时间尺度的电压灵敏度信息构建了仅依赖本地实时信息的实时自治控制策略。通过改进的IEEE 33系统进行仿真分析,验证了所提无功/电压控制策略的有效性。     

多电压等级不平衡主动配电网电压无功自适应多目标协调优化

高间歇性DG持续大量接入给传统配电网电压无功控制带来严峻挑战。利用新兴DG与传统设备(如电容器、OLTC等)进行电压无功协调控制显得尤为重要。然而,现有协调控制研究多采用负荷与出力的日前预测,并基于平衡网络模型和单一电压等级假设,导致其控制结果不合理或不可行。为应对上述技术挑战,基于主动配电网双向信息通信并采用自适应动态权重策略,提出一种含中压(三相三线)和低压(三相四线)的多电压等级不平衡主动配电网电压无功自适应协调优化控制策略。通过中压侧传统三角形开关电容器与低压侧新兴分布式光伏逆变器的协调控制,实现网损、电压幅值、不平衡度、电容器动作成本及光伏逆变器出力成本的综合运行优化。为有效求解上述配网最优潮流问题,采用改进直接法潮流和粒子群算法进行联合求解。最后,基于某澳大利亚真实配电网开展24 h多场景仿真,以验证所提电压无功控制的可行性、有效性及优越性。     

基于配电网节能降损协调优化的电压控制方法

本文协调配电网降损与用户节能对电压进行优化控制。根据负荷与网损的电压特性,研究通过电压优化控制实现用户节能与电网降损协调优化的可行性。在此基础上,综合考虑有载调压变压器、分布式电源和电容器组等调压设备的调节能力与代价,建立了基于配电网节能降损协调优化的电压控制模型。采用改进的粒子群优化算法进行求解,获得当前优化时段内各调压设备的最优调节容量。为了提高计算效率,研究了配电网的拓扑简化方法,以提高方法的实用性。最后用实际配网算例进行仿真计算,验证所提方法的可行性和有效性。     

计及电动汽车充电桩无功响应能力的电网节能降损控制方法

提出计及电动汽车充电桩无功响应能力的电网节能降损控制方法。首先分析了充电桩作为无功源的特征以及无功调压原理,进而提出了考虑日前优化调度和日内优化修正的无功电压优化模型,日前优化调度利用传统并联电容器组和有载调压变压器以降低网损,日内正常运行时利用电动汽车充电桩无功支撑来降低网损。提出了基于无功电压灵敏度的时序递进的无功控制方案。最后,以含风电的IEEE30节点系统为算例验证了该节能降损控制方法的有效性。     

考虑有功-无功协同优化的风场、光伏电站储能系统容量配置研究

为促进配网对风电、光伏的消纳,减少因高渗透率的分布式电源导致的电压波动,构建了以储能投资成本、购电成本、弃风弃光成本和网损成本最小为目标的蓄电池储能系统容量优化配置模型.首先,利用具有四象限运行特性的储能系统、有载调压变压器、分组投切电容器组对配网的有功无功进行协同优化.然后,采用融合时空关联特性的极限场景集描述可再生能源出力,使用大M法和二阶锥松弛技术将上述模型转化为混合整数线性规划问题,求解得到储能最优容量配置和有功-无功协同优化策略.最后,以IEEE-33节点系统为例进行分析.仿真结果表明,所提模型和方法能够提高配电网的电压质量和风电、光伏的消纳水平.     

改造配电网 提高电压质量

配电网由于无功补偿和调压设备不足,未采用现代化的配电管理系统,供电电压质量不高,致网损很大.为降低网损,保证供电电压质量,文中提出应组织研究和开发4个方面的课题:配电网优化技术改造措施;无弧调压开关;并联电容器自投切装置;以及无功补偿和调压实时控制技术.     

高压配电网无功/电压的日分段综合优化控制

为了给出配电网全天无功/电压优化调度方案,提出了一种参照电容器最大允许动作次数对次日控制时段进行划分的启发式算法,该算法综合考虑降损效益和有载调压变压器(OLTC)、并联补偿电容器的操作费用。在优化分段的基础上,根据各控制时段内不同时刻的网损及电压质量,再决定是否用OLTC进行二次调节。某实际系统的算例结果表明,所述算法及控制策略能在满足电压质量、降低网络损耗的同时,有效地简化了无功电压调节设备的操作。     

计及光伏调压能力的分布式光伏并网机会约束规划方法

为了在光伏计划接入容量的基础上制定其最优接入方案,最大程度发挥其无功调压能力对系统效能的贡献,本文提出一种计及调压能力的分布式光伏发电机会约束规划模型。所建规划模型充分考虑系统运行无功优化措施,利用光伏逆变器剩余容量、有载调压器分接头控制及电容器投切组合3种无功优化手段对配电网进行调压;以系统网损最小为目标,电压偏差为机会约束对光伏发电最优接入容量进行规划。针对光伏发电输出功率的概率分布时序特性,利用中值拉丁超立方抽样技术形成24个时段光伏与负荷初始时序样本;采用用多重积分法和Gram-Charlier级数展开得到配电网节点电压分布作为机会约束条件。根据模型特点,采用改进的随机权重粒子群算法对模型进行求解。最后,选取IEEE33节点系统进行仿真算例分析。仿真结果表明,在光伏发电规划过程中充分考虑光伏无功电压调节能力,能够改善系统电压质量,促进可再生能源高效利用。     

基于综合成本的电网AVC协调优化策略研究

离散无功设备输出变化,如并联电容器投切、有载调压变压器分接头调整等,所造成的设备损耗远大于发电机组、SVG等连续设备。从降低含网损和设备损耗在内的综合成本的角度,本文提出了一种电网无功电压控制协调优化策略,给出了对应的基于改进遗传算法的计算方法。IEEE 14节点系统上的仿真比对结果表明,所提策略比传统的不考虑离散设备损耗的控制策略更为合理,特别是在电网负荷周期变化情况下,所提策略有效地避免了离散设备反复动作。     

基于有载调压变压器线性化模型的配电网无功优化二阶锥松弛建模及仿真

针对配电网络的无功优化问题,提出了一种将无功补偿设备和有载调压变压器同时作为调节手段,以减少网损和电压偏差的无功优化模型,其中的控制变量选为静态和离散无功补偿设备、分布式电源以及变压器分接头档位,并通过二阶锥松弛和有载调压变压器的精确线性化建模将非凸NP-hard优化模型转化为混合整数凸优化问题求解。采用IEEE33节点算例测试,结果表明相比传统的无功优化模型,所提模型可以显著降低网损和电压偏差。     

基于改进遗传算法含OLTC风电系统电压控制

为了克服风电波动使电压难以控制的问题,建立了以电压安全、网损和电压比调节裕度为目标的多有载调压变压器（on-load tap changer,OLTC）协调优化模型,以便带负荷切换电压比,使调压更灵活有效;结合风速Weibull分布和风电机组出力特性,将风电机组有功出力划分为若干区间,采用区间均值参与多OLTC协调优化,以确定电压比调节方案,并估计电压安全的概率;为改善遗传算法的全局收敛性,采用整数编码,综合概率生存和最优保留策略选择子代种群,并依据随机配位数组和变量约束内的随机数组对子代个体进行交叉变异,以用于风电系统中电压比优化调节方案计算。算例表明：合理选择目标权重和划分风电波动区间,电压比优化调节方案能确保较高的电压安全概率;改进遗传算法可有效地降低普通遗传算法就近取整的控制误差;电压安全目标的权重越小,风电出力划分的区间数越少,越不利于系统电压安全;风电机组有功出力越低的区间组合,目标函数值越小,系统电压越安全。该方法用于含风电的电力系统,可提高电压比优化调节方案电压控制的精度及电压安全的概率。     

考虑光伏无功分区计价的配电网无功优化

考虑无功成本并利用光伏逆变器的无功功率输出进行无功优化,可以提高硬件资源利用率和降低电站运维成本,为此计及电力市场环境下的无功成本,提出了并网光伏无功功率分区计价模型。首先研究光伏并网逆变器无功出力运行策略,以日配电网综合运维成本最小为优化目标,构建含响应光伏逆变器无功分区电价、静止无功补偿器、有载调压变压器和电容器组投切的配电网无功优化模型;继而采用二阶锥规划和大M法等数学手段处理模型中的非线性项,并利用奔德斯分解方法对模型分割求解,从而保证在计算收敛情况下有较高的求解速度;最后采用改进IEEE-33节点在MATLAB计算平台上验证了数学模型、求解方法与控制策略的正确性和有效性。     

变电站主变压器档位设置预优化方法

基于不同变压器调档所引起的电压无功变化在稳态电网中具有近似线性叠加性质,提出一种简单实用的变压器调档策略,以满足电网的无功电压调控需求。在当前潮流下计算变压器抽头变动一档引起全网节点的电压和无功变化级差（步长）,定义为一档电压效应和一档无功效应,以抽头变化量（步数）及无功改变量之和的最小值作为目标函数,以全网节点达到目标控制电压范围内作为约束条件,对变压器档位进行组合优化计算,得到优化调档策略,可作为全局优化的预优化计算或变电站档位规划。某实际电网的计算表明此方法简便实用。     

基于模型预测的主动配电网电压协调控制

主动配电网含高渗透率分布式发电机,尤其是可再生能源,使得过电压或电压跌落问题时有发生,必须实施主动电压控制。考虑可再生能源的间歇性和变压器有载分接头（on-load tap changers,OLTC）的动作特性,提出基于模型预测的主动配电网电压协调控制方法,并采用全局收敛性能好的信赖域二次规划法对预测控制模型进行优化计算。该策略不仅能够克服不精确建模及测量误差等因素对控制性能的影响,而且能够预测OLTC未来的控制行为对控制电压的影响,以避免不必要的控制行为。最后借助含有5台分布式发电机的IEEE34节点24.9 kV的主动配电网,测试本文控制策略的性能。仿真测试结果表明：该控制策略具有良好的鲁棒性和有效性。     

配电网时变无功电压优化方法

为降低电能损耗、提高功率因数和保证终端用户的电压质量,针对考虑负荷变化时配电网补偿调压设备的优化控制问题,提出了完整的模型及求解算法。根据系统负荷曲线变化趋势,提出按单调性初步分段进而采用融合的思想使分段数满足补偿调压装置的动作次数约束。应用粒子群优化算法从整体上获得系统一天内的电容器组及有载调压变压器分接头的最优运行方式。算例分析结果表明,这种分段处理方法不仅考虑了负荷的周期变化,而且使控制方案更为简洁、有效。     

基于自适应模型预测控制的区域能源互联网两阶段协同调度

为解决系统内风光可再生能源及冷热电负荷的不确定性造成的运行困难,实现机组出力的精确化和平滑控制,提出一种基于自适应模型预测控制的两阶段区域能源互联网协同优化策略,将优化调度分为日前和日内两个阶段。在日前调度阶段,以总运行成本最小为目标建立系统经济调度机组组合模型;在日内优化阶段,采用自适应的模型预测控制方法,基于各机组的实际运行状态,以前一阶段优化调度出力为参考,对未来有限时域内系统各机组运行状态进行实时滚动修正,消除不确定性的影响,确保系统的稳定运行。算例分析验证了所提出模型及方法的有效性和可行性。     

计及光伏多状态调节能力的配电网多时间尺度电压优化

随着分布式电源的渗透率逐渐增大,其本身所具有的波动性和不确定性给配电网的电能质量及其稳定性带来了巨大挑战.考虑配电网在现有慢动作调节设备难以满足无功电压调节需求的情况下,将改善因光伏随机波动性所引发的电压偏差和波动作为优化目标,提出了一种考虑分布式光伏多运行状态调节能力与传统无功调节设备相协调的配电网多时间尺度无功电压...     

计及充电站无功补偿的配电网日前-实时协调优化模型

电动汽车通过充电桩的变流器接口接入配电网,变流器的无功功率调节能力有助于改善配电网电压分布和运行效率.文中提出一种计及充电站无功补偿的配电网日前-实时协调优化模型.首先,建立了以配电网运营成本最小为优化目标的日前优化模型,确定充电站日前有功功率、电容器组投切和有载调压挡位.再根据日前优化结果和电动汽车实时数据,建立配电网与充电站分层协调的电动汽车有功和无功功率实时优化模型,其中为确保每台电动汽车离开时能够达到目标荷电状态,考虑电动汽车前一时刻荷电状态的影响动态调整其当前荷电状态边界.最后,通过IEEE 33节点系统测试验证了所提模型的有效性.     

考虑多种无功补偿装置协同优化的电压控制方法

为了应对电力系统扰动带来的稳态及暂态电压波动问题,以静止无功补偿器（static var compensator,SVC）、电容器组（capacitor bank,CB）、有载调压变压器（on load tap changing,OLTC）和同步调相机（synchronous compensator,SC）为综合性无功补偿装置,提出了一种考虑多种无功补偿装置协同优化的电压控制方法。建立多目标电压控制模型,引入多目标权重系数计算方法,并基于水循环算法（water cycle algorithm,WCA）进行模型求解。通过仿真算例验证了所提方法的有效性。