含多风电场地区电网的无功优化

为研究含多风电场地区电网的无功优化方法,根据地区电网和风电场的运行特点,以最小网损为目标,利用电力系统分析软件PSD-BPA和PSD-OPF无功优化程序建立了含多风电场地区电网的无功优化模型。以广东省某地区电网为例,分别计算风电场作为负荷节点和电压控制节点时的无功优化结果。计算结果表明:无功优化后节点电压分布更加合理,网损显著降低;风力发电机作为负荷节点和电压控制节点对系统的影响不大。     

含固态变压器新型配电网动态无功多目标优化

风机和光伏电池等分布式电源(distributed generator, DG)大量接入配电网会导致电压波动和网损增大等问题,需要对动态无功进行优化。但是由于风光存在的不确定性会影响动态无功优化的效果,因此提出了一种含固态变压器新型配电网动态无功多目标优化方法。首先,通过 Weibull 分布和 Beta 分布对风速和光照强度进行曲线拟合,再采用风机和光伏电池出力公式生成 DG 出力模型。其次,通过蒙特卡洛仿真抽样法对上述模型进行抽样,生成上千个DG日出力场景,并采用k-means 聚类算法将上千个场景聚类成k个典型场景,以缩短随机潮流计算时间。再次,以IEEE33 节点系统为基础,建立含固态变压器有源配电网方案和含有载调压变压器有源配电网方案,以日内网损和电压波动最小为目标,采用改进型多目标灰狼算法对两种方案的相关参数进行优化。最后,以优化后的相关参数进行仿真和对比,证明了所提方法在降低配电网网损和维持节点电压稳定方面的优越性。     

考虑三相不平衡的配网无功优化

本文针对配电网的特点,以配电网的网损和负序电流为目标建立配电网无功优化运行控制的数学模型,并使用简化梯度法对其求解,得到配电网各补偿节点配电网无功优化运行控制的指标。经算例验证,本文提出的配电网无功优化运行控制方案,能有效地提高配电网的电压水平,兼顾网损最小和负序电流最小。     

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。     

集成可再生能源发电的配电网无功优化模型

可再生能源规模化接入配电网已经成为共识。针对大量可再生电源以及电力电子器件所导致的配电网无功波动、网损增加以及电压波动等系列问题,提出了一种基于改进自适应粒子群算法的集成可再生能源的配电网无功优化方法。通过对风机以及光伏系统出力进行建模,获得其出力预测数据;建立含有电压越限罚函数的集成可再生能源的配电网无功优化模型;引入了电压稳定指标的概念,对配电网各个时段的电压状况进行评价;并通过改进的自适应粒子群优化算法进行模型求解;利用改进的IEEE-33节点系统进行了仿真验证。仿真结果表明文中提出的模型能够有效地降低网损,减少电压波动,保证电网的稳定运行,可以为后续的无功优化提供参考与借鉴。     

多场景下含风电机组的配电网无功优化的研究

研究了多场景下含风电机组的配电网无功优化问题。利用概率统计的思想解决了风电机组有功输出的不确定性问题,根据转子侧最大电流限制条件确立了风电机组无功输出范围。结合传统的电容器无功补偿方法,将风电机组作为连续可调无功源参与到配电网的无功优化。建立了以系统网损最小和节点电压越限惩罚为目标的无功优化模型。算例表明不同场景下的风电机组参与配电网无功优化可有效地降低系统的网损,提高各节点电压,同时,增强配电系统受风速影响的适应性。     

基于双状态评估器与深度强化学习的配电网无功优化

本文将“深度强化学习”引入配电网无功优化,提出了基于双状态评估器与深度强化学习的配电网无功优化方法。首先提出了一种配电网融合特征的提取方法,从配电网运行数据中提取统计特征,然后将统计特征与历史控制策略作为输入,网损与电压偏差分别作为输出,训练了网损评估器与电压偏差评估器。将无功优化问题转化为一个多步马尔科夫决策过程,以最小化网损和电压偏差之和为目标函数,以无功补偿设备的动作指令为策略,并采用基于Double DQN的深度强化学习算法进行求解。对改造后的IEEE 37节点配电网进行无功优化控制实验。结果表明,本文方法有效降低了节点电压偏移和网络损耗,他与配电网系统的模型和参数无关,在线决策速度快,可以实现在线无功优化控制,提高配电网运行经济性。     

基于电子电力变压器的配电网电压无功综合优化控制

将电子电力变压器EPT(E lectron ic Power Transform er)用于配电网,进行电压无功综合优化控制。电子电力变压器具有如下优点:可以发出和吸收无功,具有高度可控性;可以始终保持副方输出电压幅值恒定,不随负载变化且平滑可调;原方功率因数可调等等,这些都是常规的有载调压变压器(OLTC)所不具有的。但是,与常规OLTC的仿真研究不同,在含EPT的配电网无功优化中,遗传算法输出的控制变量是EPT原副方VSC的PWM调制系数和调制相角。另外,为了提高优化速度,文中还对简单遗传算法做了改进,改善了算法的收敛特性。算例分析表明,EPT取代配电网中常规的OLTC可有效降低网损,改善副方电压质量,大大减少无功补偿设备的投资费用,从而更好地满足用户对电能质量的要求。     

基于电子电力变压器的配电网电压无功综合优化控制

将电子电力变压器EPT(Electronic Power Transformer)用于配电网,进行电压无功综合优化控制.电子电力变压器具有如下优点:可以发出和吸收无功,具有高度可控性;可以始终保持副方输出电压幅值恒定,不随负载变化且平滑可调;原方功率因数可调等等,这些都是常规的有载调压变压器(OLTC)所不具有的.但是,与常规OLTC的仿真研究不同,在含EPT的配电网无功优化中,遗传算法输出的控制变量是EPT原副方VSC的PWM调制系数和调制相角.另外,为了提高优化速度,文中还对简单遗传算法做了改进,改善了算法的收敛特性.算例分析表明,EPT取代配电网中常规的OLTC可有效降低网损,改善副方电压质量,大大减少无功补偿设备的投资费用,从而更好地满足用户对电能质量的要求.     

含双馈风力发电机组的配电网无功电压优化

为了研究含双馈风力发电机组的配电网无功电压优化问题,将双馈风力发电机组的无功出力与电容器投切组数和有载调压变压器档位作为控制变量,通过均分次日控制时段使动态无功电压优化问题简化为静态无功电压优化问题。在每个时段开始时利用改进的遗传算法求得使系统网损最低的控制变量组合,每个时段内保持有载调压变压器档位和电容器投切组数不变,通过改变发电机机端电压来进行无功补偿。最后利用改进的IEEE33节点系统进行仿真计算,结果表明利用双馈风力发电机组的无功补偿能力可以有效降低配电网的有功损耗。     

CHB-SRDAB型电力电子变压器损耗分析及效率优化

电力电子变压器(PET)是实现交直流混合配电网电能变换与路由的关键设备,可极大增强电网的灵活性和可控性。现阶段,采用级联H桥(CHB)和串联谐振型双有源桥(SRDAB)的PET因具有模块化结构、效率高等优点而被广泛应用。首先,文中以1台应用于实际工程中的1.5 MW 10 kV AC-750 V DC PET为分析对象,结合实验波形阐述了PET正反向功率流向下开关时瞬态特性的不同,并分析了特性差异的原因;其次,SRDAB整流侧电流只流经二极管,因此通过闭锁其整流侧功率半导体器件,可降低SRDAB开关损耗,从而提高PET效率;最后,在PET工程现场进行实验测试,证明了损耗分析的正确性和效率优化方法的有效性。采用所提方法,PET运行效率可提高约0.2%。     

级联式电力电子变压器的主动非均衡功率控制

电力电子变压器是交直流混合配电网的关键设备,为提高级联式电力电子变压器轻载运行效率,文中结合混合脉宽调制技术的非均衡特性,提出一种基于功率主动非均衡控制的效率优化策略。通过输入级级联H桥变换器在混合脉宽调制下的损耗分析以及隔离双向DC/DC变换器的损耗分析,建立了级联式电力电子变压器运行效率模型,据此分析各单元功率非均衡分配以提升整体运行效率的可行性。对混合脉宽调制下各单元功率稳定运行范围进行了推导,并提出适用于系统轻载效率优化的功率主动非均衡控制策略。最后,通过实验对所提控制策略与传统功率均衡控制进行了对比验证,结果表明所提功率非均衡控制可降低轻载条件下的系统损耗,提高电力电子变压器的整体效率。     

新型四象限电力电子变压器的研究

电力电子变压器（PET）是一种采用电力电子变换器和高频开关变压器的电能传输装置,在电力系统配电网中具有潜在的应用价值。提出了一种新型PET,其组成是：变压器前级即高压端只有一级单相-单相交交变换器,可以得到高频交变电压;变压器后级即低压端为一级单相-单相交交变换器,经过滤波得到低压工频电压;最后级为阻性变换器,可以获得低压直流电压输出和单位输入功率因数。结果可以得到网侧单位功率因数,同时具备四象限功能。对这种PET进行了理论分析和仿真分析,并进行实验验证。结果表明：这种PET具有结构简单、控制容易、换流安全、单位输入功率因数、双向功率流动以及便于级联等特征,具有一定的应用价值。     

电力电子变压器自治运行控制策略

针对应用于交直流配电网的电力电子变压器,根据孤岛模式下配电网的运行特性,提出了一种应用于孤岛模式的自治运行控制策略,通过建立全局化的多端口传输模型,统一各端口的运行状态,协调各端口的能量交换,充分发挥电力电子变压器各个端口能量互通、相互支撑的优势,实现配电网的自治运行。搭建了含电力电子变压器的交直流配电网仿真系统,验证了控制策略的有效性。     

应用于交直流配电网的电力电子变压器

针对交直流配电网的需求,提出了一种可应用于交直流配电网的电力电子变压器(power electronic transformer,PET)拓扑。与传统PET相比,该拓扑的优势在于为直流电源及直流负荷提供了接口,具备直流故障穿越能力,能够显著减少网络中换流器的数量,提高供电可靠性。同时,分析了新型PET在典型交直流配电网中的运行模式,并在此基础上,对PET各级的控制及调制策略进行了设计。最后,通过仿真验证了该拓扑及控制策略的合理性,突出了PET在交直流配电网中的能量调控作用。     

智能配电变压器发展趋势分析

智能配电变压器是智能电网快速发展背景下构建新一代配电网的关键部件。结合新能源分布式电源、交直流混联配电网的发展趋势,文中分析了智能配电变压器的主要功能,指出实现智能配电变压器的关键在于利用电力电子技术使配电变压器具备丰富的控制功能。在此基础上,分析指出电力电子变压器(PET)与混合式配电变压器(HDT)是智能配电变压器的两类可选方案。对PET与HDT的工作原理进行说明,列出基于PET,HDT及扩展型HDT的智能配电变压器的几种典型应用电路,并对其特点进行定性分析。基于一种具体的配电网应用场景,从工作原理、可靠性、经济性、可控性等方面对基于PET与HDT的智能配电变压器进行对比,并定性给出当变换功率比重增大时二者各项性能的变化规律。最后分析了智能配电变压器未来的发展趋势。     

配电系统电力电子变压器的研究

供电可靠性及电能质量一直是用户和供电部门密切关注的问题。在电网中，变压器是电能转换的最基本的元件，但常规变压器难以对供电可靠性的提高和电能质量的改善作出贡献。本文介绍了一种全新的产品一电力电子变压器，它具有提高供电可靠性、改善电能质量并且体积小、重量轻、环保效果好等一系列优点，可以较好地解决这些问题。在对电力电子变压器现有方案进行分析的基础上，本文提出了一种新的实现方案，计算机仿真结果表明：变压器原方可以实现输入电流波形为正弦称功率因数接近于1，变压器副方可以获得良好的输出电压、电流。     

利用电能路由器的配电网电能质量控制

文中提出了利用电能路由器隔离高压侧和低压侧电能质量扰动的传播,进而治理配电网电能质量问题的方法。首先给出了基于电力电子变压器的电能路由器主电路拓扑结构,分析了其工作原理并设计了面向有源配电网的电能路由器并网控制策略。其次分别设计了抑制电能路由器高压侧电压畸变向低压侧传播,以及低压侧负载突变与谐波对高压侧影响的控制策略。最后通过PSCAD仿真验证了所提出方法的正确性和有效性。结果表明,所提出的控制策略在保证电能路由器原有的能量分配传递,电压隔离变换功能的同时,可有效隔离高压侧和低压侧电能质量干扰的传播,为电能路由器的研究和实际应用提供了新的思路。     

基于约束型深度强化学习的主动配电网 电压控制策略

随着分布式电源与随机性负荷的大量接入,配电网的电压波动问题变得愈发严重。主动配电网能通过各种电压无功控制器平抑电压波动,但通常需要求解一个复杂的混合整数二阶锥规划问题,难以做到实时控制。文中利用深度强化学习建立了一个主动配电网实时电压控制模型,能快速得到满足潮流约束的控制策略。采集节点有功、节点无功、设备档位、时间步作为环境状态变量;以和网损及设备操作相关的费用作为回报函数来协调三个控制设备;通过基于长短时记忆网络的约束型强化学习来求解,从而建立主动配电网实时电压控制模型。基于4节点测试系统和IEEE-33节点测试系统进行了仿真,仿真结果表明,所提的深度强化学习方法能确保潮流约束,电压控制模型能实时控制电压无功控制器,以保证配电网的电压质量。     

基于基波磁通补偿的串联混合型APF滤波特性分析

在基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器(APF)中,由脉宽调制逆变器实现了一个受控基波电流源.串联变压器一次侧的系统电源与系统阻抗、无源滤波器和非线性负载共同作用,使串联变压器二次侧端口呈现一个谐波干扰电压,导致逆变器输出电流中含有一定谐波,影响了滤波器的滤波效果.文中以脉宽调制逆变器为核心,建立了滤波器的数学模型,并对其滤波特性进行了分析.提出了改善其滤波效果的3项有效措施,即适当增大逆变器输出滤波电感、合理选择串联变压器原副方变比、采用电压前馈控制技术.设计了一套基于数字控制的10 kVA APF样机,实验结果证明了原理分析的正确性.