智能配电网无功优化应用研究

无功优化是降低网损、提高电压质量的重要措施,分析了分散调压和无功优化的差异,构建了一种智能配电网无功优化系统,将潮流计算与灵敏度分析相结合,形成无功优化最优控制策略,实现全网电压无功优化,同时,对无功补偿设备进行实时监控。     

特高压交流输电系统无功与电压的最优控制策略

特高压输电是我国电网发展的必然选择,无功电压控制是特高压关注的研究课题。定义了穿越无功,分析了分布参数下长线路充电功率、无功损耗、沿线最高电压及其位置,从穿越无功产生的原因深入分析了特高压无功补偿需求、无功补偿量、变压器无功损耗以及低容或低抗投切组数与首末端电压模值比的关系,由此提出了以穿越无功最小为目标的特高压无功和电压最优控制的数学模型,并给出了最优解的数值算法。算例仿真证明最优控制策略和算法有效。     

基于粒子群算法的变电站电压无功综合控制

变电站电压无功综合控制的作用是在负荷和电压波动情况下向用户提供合格的电能,降低网损。近年来已开发出许多电压无功综合控制优化算法。根据负荷预测,全局规划,寻求最优控制策略,是较先进的一种方法。文章阐述在负荷预测精度不断提高的基础上,如何建立变电站电压无功控制的求解模型,利用改进的粒子群算法求取变电站电压无功最优控制策略。对实例的计算结果表明,利用该算法得出的控制策略与传统方法相比控制效果更优,且能提高系统的安全性和经济性。     

电力系统紧急无功补偿调控模式

根据临界点条件,对电压稳定弱节点紧急无功补偿模式进行了研究,提出了“预支模式”和“分级跟踪模式”两种紧急无功补偿的调控模式,并对其补偿效果进行了分析。探讨了“预支模式”有可能使紧急无功补偿进入误区的问题,推导出每次投入电容器的上限值,指出将静止无功补偿器（SVC）用于“分级跟踪模式”能有效提高弱节点的电压稳定性。     

广西电网无功电压优化控制系统

详细分析广西电网电压无功控制的现状、存在问题,提出了解决广西电网电压无功优化控制的建设方案是集中控制优化方案。它由实时数据进行在线优化分析和计算,分级分区产生无功控制的策略,在确保电网与设备安全运行的前提下,从全网角度进行在线电压无功优化控制,实现无功补偿设备投入合理和无功分层就地平衡与稳定电压;实现电压合格率最高和输电网损率最小;最终实现电厂无功电压调节、变电站有载调压变压器分接头开关调节、集中无功补偿设备投切协调控制;从而实现对电网内电厂无功电压、变电所的有载调压装置和无功补偿设备的集中监视、控制和管理;实现对全网电压无功优化运行的实时闭环控制。     

考虑控制交互影响的变电站无功补偿系统改造

控制交互作用对整个控制系统的性能影响是致命的,因此控制器的设计及其协调在现代电力系统应用研究中是一个重要课题。文章结合目前在国内外技术上应用较成熟的静止无功补偿器(SVC)技术,提出一种与变电站综合自动化系统配合的变电站无功补偿系统改造方案,采用区域无功电压优化控制系统(AVC)统一对操作站的无功补偿设备(FC-TCR型SVC)进行无功电压优化控制,使其能统一接入变电站综合自动化系统,克服了以往变电站中无功补偿系统只能单独通过控制器的控制策略孤立运行及控制器间交互影响的问题。最后通过仿真验证了提出的方案及控制策略的可行性,仿真显示系统具有良好的动静态性能。     

基于改进经济压差算法的主站AVC的研究

电压质量作为衡量电能质量的指标之一,对电力系统的安全稳定与经济运行至关重要。自动电压控制(AVC)的控制模式分为集中控制和分散控制两类,主站的无功电压控制也有集中与分散两种控制模式。针对主站AVC的分散控制的动态优化控制模块,建立了数学模型,利用改进经济压差算法求得该模型的最优控制策略,最后通过算例验证了该算法的精确性与实用性。     

考虑电压稳定的AVC系统的研究

电力系统无功电压最优控制被认为是一个多级、多目标的大规模控制问题。针对陕西电网的实际情况,分析了现有无功优化分级控制模式的优缺点,选择了适合于陕西电网长远发展需要的控制模式。在数学模型上,结合电压稳定的概念,给出电压稳定约束下限,作为无功优化的约束条件进行优化计算。最后,结合陕西电网的实际情况,对陕西电网的自动电压控制（AVC）系统提出了建设框架和具体实施建议。     

基于典型运行方式的成都电网电压无功最优控制

成都地区电网作为受端网络在运行中面临电压-无功协调控制的难题,原有的电压-无功运行模式只能满足局部电压控制的要求,尚不能实现全局最优。本文根据成都电网电压-无功运行的实际需要,以网损最小为目标,建立了无功优化的数学模型。针对成都电网的几种典型运行方式,分析了丰大、枯大、节假日和主要电厂停机等条件下的电压-无功最优控制问题;在分析的基础上,提出了实现电压-无功优化控制的策略,并对成都电网的规划建设提出了建议,研究结论对成都电网调度运行也发挥了指导作用。     

蚁群优化PI控制器在静止无功补偿器电压控制中的应用

静止无功补偿器(static var compensator,SVC)通常用来进行负荷补偿或系统补偿,在系统补偿时往往用于电压稳定控制,针对电压稳定控制的工况,文中提出一种采用蚁群算法优化PI控制器参数的方法,克服了常规PI控制对被控对象数学模型的依赖性,简单易于实现。蚁群优化算法中,以时间与误差绝对值乘积积分(integral of time-weighted absolute error,ITAE)准则作为寻优目标函数,对PI控制器的比例、积分参数进行调整、寻优,使SVC系统的响应过程达到最优。仿真和实验结果表明,该最优PI控制器能快速跟踪SVC系统的电压设定值,基于该PI控制器的SVC能迅速进行无功补偿,具有较强的适应性和较高的补偿精度。     

基于模型预测控制的多时间尺度无功电压优化控制方法

针对高比例风电接入下电网电压快速、频繁波动的问题,提出了基于模型预测控制(MPC)的多时间尺度电网无功电压优化控制方法。在日前优化安排离散无功补偿设备的基础上,日内采用基于MPC的滚动优化及校正控制思路,利用连续无功补偿装置对电压进行控制。首先,建立基于灵敏度的电网电压预测模型,预测得到未来多个时刻的电网电压运行状态;然后,以未来多个时刻的电网电压预计控制偏差最小为优化目标,建立日内滚动优化控制模型,求解得到连续无功补偿装置的无功控制计划,并通过电压控制偏差校正,完成日内无功电压模型预测控制;最后,以我国"三北"地区某风电场集群为例进行仿真计算,通过与传统电压控制方法进行对比,验证所提方法在提高电压控制水平方面的可行性和有效性。     

配电网无功电压集中-分布协调控制策略研究

提出了一种基于两层无功电压控制模式的配电网无功电压集中-分布协调控制方法,该方法根据控制对象的补偿效果与动作周期的不同,将配电网无功电压控制体系解耦为无功的就地分布补偿与电压的集中优化控制两个层面,建立控制模型并研究了相应的控制策略.最后采用工程算例进行分析验证,计算结果表明所述控制模型与控制策略能够有效降低网损、提高...     

含分布式电源的配电网电压无功两级协调控制模式

针对大量分布式电源接入配电网带来的电压无功控制问题,提出配电网电压无功两级协调控制模式。该模式包括2个控制层级,其中,二级控制系统针对高压配电网优化,得出关口最优电压;一级控制系统针对中低压线路进行优化,实现无功的就地平衡。关口实现层级之间的信息交互,2个控制层级通过对关口电压和功率因数的不断修正实现系统的全局最优控制。最后,算例仿真结果验证了控制模式的可行性。     

基于混合无功补偿的海上石油平台群电网AVC策略

海上石油平台群电网是海上油气生产的重要保障系统,受系统容量限制和平台负荷波动影响,电压稳定问题亟待解决。针对此问题,提出了一种STATCOM和电容器混合无功补偿的自动电压控制(AVC)策略,包括电压的快速调节模式和电压长期优化控制。选取某实际平台群电网为对象,搭建PSCAD/EMTDC模型,进行仿真验证。仿真结果表明,本文方法既能抑制暂态电压快速波动,保持电压稳定,又能在稳态时最大程度释放STATCOM的动态无功,保持其快速无功补偿的能力,实现快速、经济的海上平台群电网自动电压控制。     

双馈风电场自动电压协调控制策略

依据当前风速与电网状态进行实时在线的电压无功控制(VQC)是大型风电场参与系统优化运行、改善局部电网电压水平的关键技术.以风电场自动电压控制(AVC)的3层结构模型为基础,讨论了升压站集中补偿设备和双馈风力发电机的协调控制策略.针对双馈风电场AVC优化,借鉴变电站综合无功控制方法,采用近似线性化方法推导出一种风电场AVC的分区图简化策略,为风力发电机群与集中补偿设备的协调优化提供了一种新型实用化方法.进一步考虑风能随机性与波动性的影响,对分区图策略进行了改进.该改进可显著提高电压合格率,减少设备调节次数.对中国北方某风电场仿真计算验证了所提出的模型与方法的有效性.     

基于集中-分散策略的分布式电源并网条件下的电力系统无功电压控制

针对电力系统无功电压控制的集中-分散策略,基于随机规划理论对电力系统无功电压控制进行数学建模,采用随机模拟技术对该数学模型进行求解,得到基于风速分布函数的无功电压最优控制策略的期望值;基于闭环状态反馈控制策略对配电网分布式电源的随机扰动进行误差分析和校正,提出固定步长和变步长调整策略,并在此基础上进行集中控制随机规划和地区闭环控制算例优化分析。优化结果表明:电压偏移量均为零,均满足优化要求,使得电力系统始终运行在一个最优的运行状态。     

微电网中的有功功率和无功功率均分控制

针对在单元输出功率控制(UPC)和馈线潮流控制(FFC)模式下,分布式电源(DG)之间的有功功率和无功功率均分控制进行了分析。在UPC模式下,DG输出的有功功率恒定,能够跟随给定值实现有功功率均分;在FFC模式下,DG所在馈线上的潮流值恒定能够跟随给定值,实现微电网和大电网之间的潮流交换恒定。但是受线路阻抗和本地负荷等的影响,DG的输出电压值不同,进而产生无功环流。针对这一问题,文中提出了一种抑制无功环流的控制策略,该策略是在无功电压下垂控制中加入电压补偿环节,以达到抑制无功环流的目的,该方法有效消除了逆变器之间的无功环流。针对线路阻抗和本地负荷不同时对微电网中无功环流的影响进行了分析,并分别进行了仿真,验证了该控制策略的有效性和可行性。     

针对风电汇集地区无功电压的研究

针对目前送端电压无功补偿能力不足、风电汇集地区内的风电场和机组无功补偿不同步以及风电机组和汇集站的控制方式不统一的现象,提出了一种无功控制策略——风电场群无功优化控制(wind farms cluster optimal reactive power control)。该控制方案依据当前的运行工况和先前的断面信息建立了多目标化的控制函数并进行了计算分析,从而实现了静态设备的调节和连续的动态补偿。通过仿真验证表明了无功优化控制在电压稳定性问题上的策略是可行的。     

MCR型静止无功补偿装置在风电场的应用

针对并网风电场的电压无功控制调节问题,结合中广核风力发电有限公司大岗子风电场采用的磁控电抗器(MCR)型静止无功补偿(SVC)全范围动态补偿装置,对MCR+FC(固定电容器组)、TCR(晶闸管控制电抗器)+FC和SVG(静止无功发生器)升压变压器型多功率单元串联模式等3种无功自动补偿调节方式进行了对比分析,提出根据吉林电网实际情况,风电场接入系统无功自动补偿调节方式选用MCR+FC型,最后分析了控制策略和运行方式的优化。     

风电场模型预测多时间尺度电压协调控制

针对风电场电压支持和无功补偿问题,提出了一种基于模型预测控制的风电场多时间尺度电压协调控制策略。新方案基于模型预测控制原理协调控制了风电场的静止无功补偿器或静止无功发生器、风电机组和有载调压变压器,实现了母线电压稳定。此外,对应电压正常和不正常的运行条件设计了两种控制模式以实现整个风电场的无功功率优化分配。最后基于仿真平台搭建了风电场仿真模型,验证所提出的协调电压控制方案的有效性。