电力系统数字仿真负荷模型中配电网络及无功补偿与感应电动机的模拟

提出了电力系统负荷模型中统一模拟配电网网络、无功补偿和感应电动机的模型，该模型可以简化电力系统仿真中配电网络的模拟，提高了配电网络中感应电动机模型的精度；同时提出了一种确定配电网络无功补偿容量的简便算法。所提出的模型和算法已在PSD电力系统分析软件工具(PSD Power Tools)中的中国版BPA暂态稳定程序和电力系统全过程动态仿真程序中实现，该程序可根据配电网络的综合阻抗和指定的电动机机端电压与系统母线电压的比值系数，自动求得无功补偿量和无功补偿电抗值。模型和算法可以提高电力系统仿真中计及配电网络和无功补偿的感应电动机模型的精度。并得到了验证。     

配电变压器高压侧无功补偿对经济运行的影响分析*

无功补偿对于增强配电变压器负载能力及运行的可靠性、提高电能质量、降低运行损耗等都有显著效果,是当今配电网改善电压质量和降损节能的重要手段之一.通过分析配电变压器在运行过程中自身的无功损耗和配电线路上产生的无功损耗,来确定高压侧补偿所需要的无功容量,讨论在配电变压器高压侧进行无功补偿的可行性,并对实施高压补偿的经济效益进行分析,最后得到的结论是该补偿方式有利于配电网及其配电变压器高效运行.     

基于多种主动管理策略的配电网综合无功优化

建立了主动配电网综合无功优化模型,该模型基于主动配电网中各种主动管理措施和优化策略,包括电容器无功补偿、变压器有载调压、分布式电源无功调节、配电网络重构。通过分析无功优化策略对配电网的负面效应,在模型中加入了无功优化策略之间的优先次序,同时还加入了变压器损耗,使优化模型更具实际意义。通过改进的IEEE 33节点系统仿真对模型进行了验证,结果表明:应用考虑各种主动管理策略及其对配电网负面效应的综合无功优化模型可以得到更加合理的无功优化方案,并且网损和电压质量都较传统无功优化方案有大幅改善。     

考虑地铁接入配电网的无功优化配置策略研究

特殊负荷具有非线性、冲击性、波动性、三相不平衡等特性,其接入配电系统必然会对电压质量及网络损耗产生诸多不利的影响,本文分析了地铁类特殊负荷接入对配电网电压的影响,并以电压质量改善率、线损率以及投资回收期三者折中作为优化目标,考虑无功、电压以及功率因数的约束,提出了一种含特殊负荷的配电网多场景无功优化配置模型,并采用直接比较法求解该模型得到最优补偿方案。仿真算例表明采用适应特殊负荷接入配电网的无功优化配置策略对地铁类特殊负荷进行无功优化配置,具有较强的工程应用价值。     

基于小生境遗传算法的油田配电网无功优化

油田配电网负荷分散,配电距离长,大量变压器和异步电动机负载率和功率因数低,使得大量无功在配电网中流动,引起网损偏大.因此对油田配电网进行无功补偿,对降低网损和提高电网的电压水平具有重要意义.     

城市配电网无功优化及网络重构的研究

依据配电网实际结构，分别建立了无功优化和网络重构的数学模型，开发了相应的计算机实用软件。无功优化部分研究了考虑电容器成本以及不考虑电容器成本时的无功补偿配置方案，并进行了经济效益分析，考虑了配电网负荷的变化，给出了补偿装置随负荷变动的投切表；网络重构部分研究了配电网络在某一负荷状态下如何确定其最优结构，给出了负荷变化以后网络中联络开关的具体操作表。应用于具体算例，结果表明本文的方法是切实可行的。     

计及电压不可行分区的配电网无功规划方法

为了高效解决中大型配电系统的无功规划,提出一种计及电压不可行分区的配电网无功规划方法。首先,在电压不可行节点概念基础上,定义电压不可行分区,进而构建配电网无功优化模型。该模型包含无功补偿选址与定容、降损与无功容量优化2个子模型。前者以消除电压异常节点为目标;后者则以降低有功损耗及补偿容量为目标,同时将电压质量作为约束条件纳入目标函数。考虑到无法准确掌握配电拓扑中各节点负荷,定义两种基于系统总负荷的负荷分配模型,研究不同负荷场景对节点电压分布影响。然后,采用改进的引力搜算算法求解无功优化模型。最后,通过对某实际34节点10 kV配电线路进行仿真分析,验证所提规划方法的有效性。     

10 kV线路杆上补偿与配变低压侧补偿的对比分析

配电网中最常用的无功补偿方式主要有杆上无功补偿以及配电变压器低压侧集中补偿。为对这两种方式进行量化对比分析,在对线路杆上补偿和配电变压器低压侧补偿的理论分析基础上,建立评价指标体系,通过对10 kV典型线路建模并进行仿真潮流计算和无功优化,量化对比分析不同负荷水平下杆上无功补偿和配电变压器低压侧补偿的效果.结果表明:配电变压器低压侧补偿更有利于无功功率的就地补偿,并且能够减少网络损耗,提高系统运行的经济性。     

改进BCC算法在油田配电网无功优化补偿中的应用

油田配电网负荷多为异步电动机,从而导致大量的无功功率流动,各发、输、配电设施的额定容量不能充分利用,增加了网络损耗,降低了供电质量。首先以网损最小、补偿装置投资最低和电压合格率最高为目标函数,考虑经济性和安全性的约束条件,建立油田配电网的无功优化数学模型;提出基于改进的细菌群体趋药性算法的无功优化计算新方法;最后以中原油田宋海线为例,求解无功优化模型,并在变压器低压侧以电容器分组投切的分散补偿方式对线路进行无功补偿。通过算例分析,验证了提出的模型及算法能够有效地对油田配电网进行无功优化。     

自适应负荷型配电变压器设计

自适应负荷型配电变压器具有自适应负荷功能和性能特点,可在不切断负荷的情况下,根据系统电压和负荷实际情况,实现变压器电压分接头调整、额定容量运行方式的自动切换、在线负荷换相以及分相无功补偿。阐述了自适应负荷型配电变压器的功能架构设计;解析了其在线负荷换相、有载调容、分相无功补偿和有载调压等功能实现控制原理;给出了动作定值设定方法;建立了功能实现仿真试验模型。经仿真分析,验证了自适应负荷型配电变压器较普通配电变压器具有明显功能优势,适用于负荷季节性强、年平均负载率低、空载损耗占比高、用户端电压合格率和功率因数偏低的农村配电网中,可提升配电台区经济运行水平,保障用户供电质量,降低配电网运行损耗,充分发挥配电层级的节能减排作用。     

小电阻接入城市配网方式影响分析

小电阻在城市配网的接入方式会影响主变保护动作情况和配网零序网络。针对输配电网中2种不同等级的变电站,分析了曲折变接于变低套管与变低开关之间和接于变低10 kV母线2种接线方式下,配网接地故障时保护的动作情况,比较了10 kV自投动作后2种接线方式对配网零序网络的改变。得出当110 kV变电站曲折变接于变低开关和变低套管之间时,曲折变本体故障不会影响10 kV母线,同时主变跳闸切除多余曲折变,能保证10 kV配网在备自投动作后零序网络稳定。220 kV变电站中曲折变通过开关接在母线上,若曲折变故障后开关拒动,变低后备动作隔离故障,不影响变中供电可靠性。为了维持城市配网接地点的唯一性,保证曲折变保护正确动作,建议10 kV备自投联切曲折变。     

中低压直流配电系统的分散式统一控制策略

中低压直流配电系统由中压直流母线、低压直流母线、直流变压器等组成,具有多电压等级、多直流母线、多变换器的特点,系统的运行方式与协调控制策略更加复杂。文中以中低压直流配电系统为研究对象,提出了一种基于直流母线电压信号的分散式统一控制策略。直流母线上的光伏发电单元、储能单元、燃料电池单元均采用分散式控制策略,根据直流母线电压调整各自的工作模式。直流变压器采用统一控制策略,集功率控制、中压与低压直流母线电压调节功能于一身,直流变压器根据中压与低压直流母线电压偏差的标幺值,自动调节传输功率的大小与方向,从而实现系统的全局功率均衡。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了中低压直流配电系统的仿真模型,并对多种运行状态和场景进行了仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。     

变电站电压无功控制范围的整定计算方法

现有变电站电压无功控制装置的控制策略主要是依据九区域图法。文中根据一天24h各负荷点的有功和无功负荷曲线进行全网离散无功优化计算，并以此为基础提出了变电站电压无功控制装置控制范围的整定计算方法。既考虑了对受控变压器低压侧母线电压和高压侧无功功率的最优变化曲线的跟踪，又顾及了减少变压器分接头动作次数的要求。用广州鹿鸣电网的计算结果和变电站电压无功控制装置的模拟试验结果验证了所提出的方法的合理性和有效性。     

能量融通型STATCOM提高牵引变电站供电能力研究

针对重载铁路大秦线扩能引起的电压质量问题,提出采用能量融通型STATCOM对牵引变电站低压侧进行综合补偿,在不新增牵引变压器容量和更换设备的条件下,将轻载臂的能量融通至重载臂,并补偿重载臂无功,从而有效提高牵引变压器容量利用率和牵引网电压水平。重点分析了Scott型牵引变压器低压侧补偿模型和容量利用率,并建立了相应的PSCAD仿真模型和实验室样机,验证了所提出的能量融通型STATCOM对提高牵引供电能力的有效性。     

考虑特殊负荷的宁夏电网负荷建模

提出了考虑特殊负荷的实际电网电力负荷综合建模方法。对典型日负荷曲线进行分析,定义了特殊负荷与一般负荷的分类判据;根据特殊负荷生产特性,采用适用于电解铝类负荷的I+M型综合负荷模型和适用于铁合金类负荷的Z+M型综合负荷模型;最后根据分类结果和典型负荷节点的参数辨识,建立宁夏电网负荷模型。仿真结果和实际调研结果对比表明,该方法效果良好,建立的模型更接近宁夏电网实际负荷特性。     

接于高压母线的电动机负荷等值模型

在计及配电网电抗、低压无功补偿电容器作用的条件下，对仿真计算中接在较高电压等级的电动机负荷等值模型进行了理论推导。该等值模型在不改变电动机模型的情况下，仅需调整电动机参数和电动机初始负载率，即可等值描述接于高压母线的电动机的静态和动态特性。研究结果对电动机负荷模型参数选择提供参考。     

0.4kV配电网无功补偿多点配置研究

针对低压配电网无功补偿问题,建立了以最小网损为目标函数的无功补偿优化模型,运用改进内点法对优化模型进行求解.并对在配变低压侧根部一点配置补偿装置无法解决的低压配电网网损等现象,提出了在配变低压侧三相线路上多点分布配置无功补偿装置的优化方式,先以所有负荷节点做为待补偿点用改进内点法对模型进行求解,得到理想配置方案后,考虑到补偿的经济性及检修方便等因素,选定几个最终补偿点进行无功补偿装置配置.对实际的低压配电网进行了分析计算验证方法的可行性和实用性.     

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。     

考虑光伏集群无功贡献的配电网无功电压优化调节方法

为协调运用配电网各类调压资源,实现经济、灵活的电压控制,整合中高压配电网各类无功治理设备,提出考虑低压光伏无功集群贡献的配电网电压无功控制资源协调运行优化方法。针对配电网低压侧分布式小容量离线运行光伏电源,设计了3种光伏集群无功运行模式,使其按模式预设在线自律运行。提出低压光伏集群无功管控策略,建立配电网电压无功控制资源协调优化模型。采用最优分割联合优化方法对变压器分接头及电容器组的切换时间及切换状态进行优化,在此基础上得出光伏集群无功运行模式及其他治理设备无功输出优化结果。采用前推回代潮流计算嵌套粒子群优化的算法进行求解。仿真算例证明了所提方法的合理性及有效性。     

基于电压合格率评价函数的地区电压无功优化策略

传统的地区电网电压无功优化,只考虑保持各母线电压合格,母线下级电网则根据上级电压进行电压调控。但在实际运行中,中低压配电网的电压调控能力往往不足以保证其电压合格率,需要上级电网根据下级电网的实际需求调节其电压。本文提出了基于电压合格率评价函数的地区电压无功优化策略,通过依次建立低压配网台区、中压片区电压合格率模型,从而形成了低压台区、中压片区和地区电网的三级电压无功优化策略。逐级建立电压合格率评价函数,使得地区电压无功的优化策略中,很好地考虑了对下级电网的电压合格率的影响,解决了上下三级电网的电压无功的协调优化难题。仿真结果表明,该策略大大提高了地区电网的综合电压合格率,具有很高的经济效益。