考虑DG并网逆变器和APF参与电压治理的SVG优化配置

为解决配电网中分布式电源(DG)高比例渗透引起的电压偏差问题,提高系统电压稳定性,提出一种DG并网逆变器和电压检测型有源滤波器（voltage detection based active power filter,VDAPF）参与电压治理的SVG优化配置策略。采用分区思想,提出基于社团理论的分区方法,选取各区域的主导治理节点作为SVG候选接入节点;建立SVG总投资成本最小和系统电压偏差治理效果最优的多目标SVG优化配置模型,并采用改进的遗传算法对配置模型进行求解;考虑DG并网逆变器和电压检测型APF剩余容量的不确定性,采用多场景分析技术构建一系列电压治理运行场景。以IEEE 33节点配电网结构为算例进行分析,验证了所提优化配置策略的有效性和合理性。     

基于二阶锥松弛和Big-M法的配电网分布式电源优化配置

提出一种基于二阶锥松弛和Big-M法的配电网DG(distributed generation,DG)优化配置的有效方法。通过适当处理PQ、PV、PI和PQ(V)4种类型DG的并网潮流约束,精确计及DG的运行控制方式对优化配置的影响。利用二阶锥松弛方法,将交流潮流约束、ZIP负荷约束和PI、PQ(V)型DG并网潮流约束转化为二阶锥规划问题,并通过适当设置优化目标函数,保证松弛误差趋于零。为了解决DG优化配置中的混合整数非线性约束、PV型节点无功功率越限和无功补偿整数约束问题,利用Big-M方法将其转化为便于有效求解的混合整数二阶锥规划问题。通过多个测试场景表明,所提出的二阶锥松弛方法具有非常高的求解精度,而且具备求解多类型DG多区域优化配置问题的能力。并且发现,适当调整DG的功率因数可以显著降低系统损耗;采用多DG分散配置比单DG集中配置的降损效果更好;增加电压偏移质量优化目标后,可以使电压分布更加扁平,显著提高系统电压质量。采用IEEE-33节点和PGE69节点配电系统的仿真结果验证了所提出方法的可行性和有效性。     

考虑电压权重的配电网分布式电源优化配置

为更合理配置分布式电源(Distributed Generation,DG),提出考虑电压权重因子的配电网DG优化配置模型。该模型以电压总偏差和包括DG投资运行维护费、网损费、购电费的总费用为目标函数。通过在该模型的电压总偏差目标函数中引入电压权重因子来反映DG配置对各节点电压的影响和反映对用户电压质量需求的评判,从而使优化过程有利于较大电压偏差的节点或具有电压评分较高的节点的电压幅值更容易接近其期望值。基于拉丁超立方抽样得到DG和负荷的状态,采用NSGA-Ⅱ算法和基于信息熵赋权的灰靶决策算法得到最优方案。仿真算例表明文中所提方法的可行性和有效性。     

含间歇性DG的主动配电网动态重构研究

考虑ADN(主动配电网)中间歇性DG(分布式电源)出力的时变性和系统负荷功率的不确定性,建立了含DG的ADN重构模型,提出了DEIWO(差分进化入侵杂草优化)算法,对配电网进行动态重构。利用柯西分布取代高斯分布对IWO(入侵杂草优化)算法进行空间扩散,在计算初始可以产生更多的可行解;引入DE(差分进化)策略,优化竞争生存操作过程,解决了IWO算法收敛速度慢且容易陷入局部最优的问题。利用改进的OFCMC(最优模糊C均值聚类)方法处理ADN动态重构问题,将ADN动态重构问题转化成C个代表负荷数据为聚类中心的静态重构问题。IEEE 33节点系统算例结果表明,利用DEIWO算法对接入DG的配电网重构后,各节点电压波动、电压偏差降低,节点电压整体提高至接近额定电压且无电压越限,配电网电压质量可达到最佳状态。     

考虑多个分布式电源接入配电网的多目标无功优化调度

坚强智能电网的建设促进了分布式电源(Distributed Generation,DG)并网技术的发展,DG并网对配网进行无功优化不仅能够提高电压质量、降低有功网损,还增加了配网运行的灵活性、经济性与安全性。以系统有功功率损耗最低与电压偏压量最小为双目标函数,建立无功优化模型。针对目前无功优化问题尚缺乏一种能兼顾求解的高效性与全局搜索最优性的方法,文中将一种新的启发式算法-鲸鱼优化算法(WOA)运用到电网无功优化调度中,对多个DG接入的IEEE 33节点系统进行无功优化仿真分析。研究表明DG并网增加了配网的稳定性,并且证明了WOA算法在解决此问题上的鲁棒性和有效性。     

基于改进PSO 的含DG 配电网无功优化研究∗

分布式电源(DistributedGeneration,DG)在并入配电网后,可以有效支撑电压,并且增加配电网运行灵活 性,但也会导致配电网系统网损增加、电压波动等问题.提出对含多个DG配电网进行无功优化的方法.该方法的目 标是降低系统有功网损和减小电压偏移,建立一种含DG 配电网的无功优化数学模型,改善标准PSO 算法中粒子种 群易陷入局部最优而难以解得全局最优的情况.以IEEE３３节点标准算例进行仿真验证,结果表明所提改进算法可以 有效减小有功损耗并提高电压质量.     

微电网安全防御体系下电压分层分区控制

现有微电网安全防御体系缺少保护和紧急控制与微电网局部和全局电压控制的配合方案,无法保障故障后的电压质量。针对接入大量分布式电源(DG)、含多公共连接点(PCC)的公共微电网,提出了一种微电网安全防御体系下电压分层分区控制(HPVC)方案,HPVC基于电压控制型DG接收PCC区域控制器信号主动参与电压控制,以微电网保护动作完成故障切除时刻为界分两阶段完成:第1阶段控制区域孤岛形成前各分区PCC电压不超越相电压安全带,降低DG脱网几率;第2阶段实施具有相电压偏差反时限特性的自适应电压恢复控制,实现区域孤岛形成后各分区电压的平滑恢复,辅助微电网完成分区自愈及重新并网,解决了电压控制的"点—面"矛盾,实现了微电网安全防御体系下电压质量的全局综合优化。最后在Simulink中建立IEEE P1547.4典型微电网拓扑,仿真结果验证了该方案的有效性和可行性。     

计及电压/频率静特性的孤岛微电网电压稳定性与薄弱节点分析

提出了一种计及电压/频率静特性的孤岛运行微电网的静态电压稳定性分析方法。针对含下垂控制的分布式电源(distributed generation,DG)的微电网的特点,计及负荷的静态电压特性和频率特性,建立了含下垂控制DG的微电网的潮流模型,以节点电压和系统频率为变量,在采用牛顿拉夫逊法求解潮流方程组的基础上,对其雅可比矩阵进行奇异值分解,得到表征系统运行点离电压崩溃点距离的最小奇异值指标,并通过对右奇异向量的元素按绝对值大小进行排序,可得到全网的薄弱节点和薄弱区域。通过算例进一步分析得出下垂控制DG的下垂系数、空载电压初值、薄弱节点的光伏注入功率及风机注入功率等因素对系统静态电压稳定性指标以及系统内部电压薄弱节点和薄弱区域的影响。     

分布式电源多点接入布局优化研究

以降低系统网络损耗和提高电压质量为出发点,研究了分布式电源的接入布局优化问题。通过实例来验证分布式电源并网的影响,理论分析分布式电源的接入对系统电压的影响。提出基于遗传算法(GA)进行DG的布局优化,建立了配电网络损耗最小、节点电压偏移最小的分布式电源多目标优化函数。对遗传算法每代产生各种DG配置方案进行潮流计算,并利用多目标优化函数进行方案的优劣评估,通过遗传算法中的选择、交叉、变异等操作进行DG配置方案的优化,若不满足终止条件将会继续进行潮流计算,直到满足终止条件后输出最优的DG配置。     

含多种分布式电源的配电网重构优化研究

考虑多种分布式电源（DG）的影响,形成配电网重构优化的新方法。该方法以网损期望最小为优化目标,运用以配电网环路数为抗体长度的十进制编码策略及疫苗接种策略;并将多种DG的功率计算加入改进牛拉法配电网潮流计算模型中,考虑水轮机等DG的功率可调性及风电等DG的功率随机性,得到考虑功率随机DG出力概率的网损期望;将免疫算法与邻域搜索进行融合,形成邻域搜索免疫算法,有效克服了免疫算法在迭代末期局部搜索能力差的弊端。IEEE33节点模型加入DG后计算结果表明,含多种DG的配电网通过重构可以在优化DG出力的同时实现网损期望的最小化。     

含分布式电源的三相不平衡配电网潮流计算

根据配电网三相不平衡的实际情况,为准确计算各种分布式电源(distributed generation,DG)并入配电网后的潮流问题,文章基于前推回代法,提出了可处理PV和PQ节点模型DG的三相不平衡潮流算法。按照配电网拓扑结构,利用支路分层技术,加快了潮流计算速度。在处理PV节点模型DG时,将电压正序分量幅值作为电压调节参数,计算电压正序分量幅值和额定电压幅值差,得到PV节点的无功补偿量,将DG由PV节点运行模型转换为PQ节点运行模型。IEEE 34节点系统算例结果验证了该算法的正确性。最后,通过分析DG对电压的调节和无功补偿能力,研究了不同类型DG对配电网电压的影响。     

基于PSASP短路计算的区域电网等值方法

使用PSCAD/EMTDC软件对大型区域电网的局部线路和附近区域进行电磁暂态分析,需要将区域电网分为内部网络和外部网络2部分,对外部网络进行等值简化。传统的网络等值方法需要建立被等值系统的节点导纳矩阵,通过高斯消元法化简网络,计算工作量巨大。为此提出了基于PSASP短路计算的区域电网等值方法。通过全部边界节点的同时短路获得注入电流源参数。然后采用边界节点逐一短路,获得与边界节点数目相同的节点电压方程组,联立求解出节点导纳矩阵。新方法直接求解边界节点对应参数,计算量小。含特高压线路的大型区域电网仿真分析表明,PSASP原网络和PSCAD/EMTDC等值网络的短路电流基本一致,验证了等值方法正确性。最后分析比较了新方法与传统的静态等值方法,探讨了新方法的适用范围。     

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...     

基于态势感知的高渗透率电动汽车接入电网后电压调整策略

随着电动汽车使用量增加,区域配电网在高渗透率电动汽车接入配电网后会出现节点电压越限问题。基于态势感知技术,提出区域配电网内无功补偿设备以及电动汽车充电站联合参与的电压调整策略,通过构建二级调压模式确保配电网的电压状态。首先,在态势觉察阶段收集电动汽车状态、电网运行状态以及电动汽车充电站状态等信息;其次在态势理解阶段利用态势觉察阶段收集到的信息进行高渗透率电动汽车接入电网后模拟构建综合成本最小目标函数;然后在态势预测阶段根据电动汽车充电需求、电动汽车充电站信息预测高渗透率电动汽车接入电网后配电网电压偏差,基于潮流断面建立全局电气距离矩阵对预测电压修正,确认电网预测电压偏差;最后在利导阶段引入配电网电压偏差指标确定配电网电压偏离程度同时考虑配电网调压方式,对于不同程度的电压偏差确定配电网二级调压控制策略。通过IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所提方法能够有效解决高渗透率电动汽车接入电网后电网电压越限问题。     

Optimal reactive power control of DGs for voltage regulation of MV distribution systems using sensitivity analysis method and PSO algorithm

This paper addresses the problem of reactive power control of distributed generation (DG) units in the medium voltage (MV) distribution systems to maintain the system voltages within the predefined limits. An efficient approach for the load flow calculation is used here which is based on the topological structure of the network. It has been formulated for the radial distribution systems. A direct voltage sensitivity analysis method is developed in this paper which is also based on the topological structure of the network and independent of the network operating points. Thus, the sensitivity matrix is calculated once with the load flow program and it is used in all the system working conditions. The problem of DGs reactive power control is formulated as an optimization problem which uses the sensitivity analysis for linearizing the system around its operating points. The objective of the optimization problem is to return the system voltages inside the permitted range by using the reactive power of DGs in an optimal way. The optimal solutions are obtained by implementing particle swarm optimization (PSO) algorithm. Then, the results are verified by running a load flow considering new values of DGs reactive power. The procedure is repeated as long as a voltage violation is observed. Simulation results reveal that the proposed algorithm is capable of keeping the system voltages within the permitted limits.     

计及分布式电源接入的不平衡配电网潮流计算

随着分布式电源的不断接入配电网运行,提出一种适应于分布式电源接入趋势的三相不平衡配电网潮流计算分析方法。针对于分布式电源大量并网运行的需求,首先分析了分布式电源接入对整个配电网络中潮流分布的影响,并在此基础上建立含有分布式电源的三相不平衡配电网潮流计算模型。然后根据建立的潮流计算模型,采用牛顿-拉夫逊迭代方法进行求解,同时给出三相不平衡配电网中节点导纳矩阵和雅可比矩阵的分析。最后通过在仿真系统进行算例分析,验证所提出潮流计算方法的正确性和有效性。     

区域电网相量测量单元的配置方案及变电站动态电压稳定性的模拟评估

运用电力系统分析软件Power World对某区域电网的潮流进行了仿真计算,找出了该区域电网中电压稳定性较弱的节点与区域,给出了相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的优化配置方案。采用最小二乘辩识等值阻抗法对该区域电网的电压稳定性进行了动态模拟评估,验证了该PMU优化配置方案的正确性和可靠性,指出可以用阻抗模比指标判定节点电压的稳定情况。     

直流配电系统潮流可行解与电压稳定性分析方法

基于柔性直流技术的直流配电系统是未来智能电网的发展趋势,为直流负荷及直流型分布式电源的灵活接入提供了良好的条件,但对直流配电系统的电压稳定性也提出了更高的要求。从系统级稳定性角度考虑,通过巴拿赫不动点定理证明了直流配电系统潮流解的存在性与唯一性,并基于潮流可行解提出了电压稳定的分析方法,可快速评估直流配电系统接入负荷后的稳定性,避免了复杂的连续潮流计算。最后通过算例测试验证了该方法的有效性和正确性。     

含光伏接入的中压配电网集中调控优化策略

随着并网光伏数量和容量的增加,中压配电网电压波动及网损过大等问题日益突出。为此计及中压配电网的通信条件与计算能力等特点,提出了一种面向中压配电网的分布式光伏集中调控优化策略,抑制中压配电网电压波动及网损过大。分析光伏并网对配电网电压及网损影响,构建了以中压配电网潮流平衡方程、节点电压、支路电流及系统运行为约束,以网损最小、电压波动最小和分布式电源消纳最大为目标的多目标优化控制模型;采用商用CPLEX对模型进行求解;最后结合算例仿真对模型进行了有效性验证。结果表明,所提优化控制模型可有效降低配电网电压波动,合理分配分布式电源出力,降低网络损耗,同时保证光伏利用率处于相对合理区间。     

Influence of phasor adjustment of harmonic sources on the allowable penetration level of distributed generation

Harmonic distortion caused by increasing size of inverter-based distributed generation (DG) can give rise to power quality problems in distribution power networks. Therefore, it is very important to determine allowable DG penetration level by considering the harmonic related problems. In this study, an optimization methodology is proposed for maximizing the penetration level of DG while minimizing harmonic distortions considering different load profiles. The methodology is based on updating the voltage magnitude and angle at point of common coupling depending on the size of DG to be utilized in the harmonic power flow modeling. The harmonic parameters are determined by using decoupled harmonic power flow method, in which the harmonic source modeling with harmonic current spectrum angle adjustment is embedded, while the nonlinear loads and inverter-based DGs are connected to the distribution power network. The allowable penetration level of DGs is determined based on power quality constraints including total harmonic voltage distortion, individual harmonic voltage distortion, and RMS bus voltage limits in the optimization framework. Fuzzy-c means clustering method is also applied to decrease the computational effort of the optimization process in the long-term load profile. The effectiveness of the proposed method is illustrated on the IEEE 33-bus radial distribution network for different scenarios.