混合控制型的地区电网AVC系统中关口无功控制的实现

基于一个混合控制型的AVC实用系统,对地区电网的关口无功控制进行了设计与实现.在保留了既有系统的优点的同时,在拓扑上将地区电网按照供电区域进行解耦,并基于最基本的电路叠加原理,计算出电容器投切与地区关口支路灵敏度,从而设计出了启发式的关口控制方法.在设计中考虑了与既有优化策略的协调,考虑了关口无功控制对电压质量、线损优化的影响.在闭环控制中采用一些实用化处理,使得控制策略更加实用可靠.现场控制实例表明,算法实用、鲁棒性好,无收敛性问题,有效满足地区电网的管理需求.     

地区电网可视化实用无功优化与规划系统的设计

为了实现无功优化与无功规划计算的统一管理,满足工程实际应用需求,设计实现了地区电网可视化实用无功优化与规划系统。由状态估计、无功优化、无功规划、图形平台四大功能模块及系统接口模块组成。状态估计完成量测数据的处理,优化电网潮流状态;无功优化以实用离散量子粒子群算法为基础,采用短期负荷预测、概率估计理论制定无功优化策略,辅助优化调度决策;无功规划基于负荷特性,采用聚类分层分析连续断面优化方案,结合灵敏度分析确定最优补偿点及补偿容量;图形平台实现人机交互,实时反映电网功率流动,显示更新无功优化策略;系统接口实现系统与OPEN2000的数据传输。系统已在某地区电网得以应用,效果良好。     

基于遗传算法和专家系统的地区电网无功电压优化控制系统

介绍了一种用软件方法实现的地区电网无功电压优化控制系统,该系统对简单遗传算法进行了一定的改进,并将其应用于地区电网的无功优化控制,与此同时,将基于灵敏度分析的专家系统应用于地区电网的电压校正控制。     

大方式下省地电网无功电压实时趋优控制方法

针对大方式下省地两级电网的无功电压调控需求难以同时兼顾的问题,指出了省地电网无功电压调控失配的一种表现形式——220kV变压器中压侧电压调控失配,提出了一种新的失配风险评估模型,增加了变压器中压侧电压调控失配的判据。据此制定了相应去失配策略,避免了因地调无功电压调控手段配合不当而导致的变压器中压侧电压调控失配问题。进而提出了省地电网无功电压实时趋优控制方法,以兼顾省地电网无功电压调控需求为控制目标,以关口无功、关口电压和变压器中压侧电压为控制特征参数,在不依赖于全网精确严格的优化计算的前提下,实现省地两级电网无功电压调控状态的实时趋优。应用到某区域电网的仿真结果表明,所述方法不仅能够实现系统运行的经济性和安全性的统一,而且具备控制实时性和可靠性高的优点。     

地区电网无功优化实时控制系统的研究与开发

无功的优化与控制关系到电力企业自身的经济效益。提出的地区电网无功优化实时控制系统基于现有地调主站的调度自动化系统（SCADA/EMS），SCADA将实时的数据断面发送给EMS，EMS利用遗传算法求解整个电网的无功优化问题，并根据优化解给出控制方案，再通过SCADA系统的下行命令通道执行优化控制方案，完成闭环控制。文中重点论述了遗传算法应用于实时控制系统的优势，并且解决了一些在实时控制过程中遇到的技术问题。现场应用表明，该系统可以方便灵活地满足实时控制所提出的各种要求，具有较好的实时性和鲁棒性。     

基于改进差异进化算法的地区电网无功/电压实时优化控制研究

结合无功/电压实时优化控制模型提出了一种基于改进差异进化算法的地区电网无功/电压实时优化控制实现方法。该方法将差异进化算法与无功/电压控制特点相结合以改善初始种群质量、缩小寻优空间、进行"约束指导"与分群寻优提高算法的计算速度和效率。以某一实际地区电网为例进行无功/电压实时优化仿真计算,结果表明,所提算法和策略是可行、有效和实用的。     

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。     

AVC网省协调关口可增减无功计算方法

分级调度模式下网省协调控制效果与整个电网的电压稳定性紧密相关。网省协调中协调关口可增减无功影响到实时控制效果,它可以划分为两个子问题,第一个是如何确定协调关口,形成协调区域,第二个是如何计算关口可增减无功。对于第一个问题,为了解决"大环带小环"运行模式下存在的协调区域难以划分,受电网运行方式大的难题,采用基于拓扑搜索自动形成协调区域;对于第二个问题,采用基于灵敏度的手段实时计算协调关口可增减无功,并引入了协调区内分组实现降维处理,从而保证了策略工程化应用的可行性。通过实际案例对本方法进行验证,结果表明该方法具有一定的实用价值。     

计及调控成本和次数的配电网无功优化策略

提出了一种计及调控成本及调控次数的无功优化控制策略，以避免动作设备过多和过于频繁，并提出预优化和实时优化的两阶段处理方法：预优化采用传统模型对全天各个时段分别计算并统计；实时优化控制采用灵敏度与设备调节成本及次数等多目标，获得系统网损、电压水平、设备寿命和调控次数的综合优化结果。两阶段优化均采用改进的遗传算法，并采取措施加快搜索和减少随机解的影响。实例表明，文中策略和方法具有良好的实用性和较高的实时性，可满足调度运行的决策要求，可有效地应用于在线无功优化。     

高压配电网无功优化集中控制系统研究

设计了无功优化控制系统的软件体系结构,建立了动态无功优化数学模型。提出的地区电网无功优化控制基于现有地调自动化系统,在母线负荷预测的基础上,利用遗传算法求解整个电网的无功优化问题,得到的优化结果为各个变电站VQC的合理限值。该方法将全局优化与VQC分散控制的优点结合起来,克服了各变电站无功、电压就地最优控制的弊端,节电效益显著。在某地区电网的应用中验证了该系统和方法的有效性,经过优化计算,在满足电压约束和控制设备投切次数限制的条件下,降低了电能损耗,有功损耗比优化前下降约3个百分点。     

基于小波变换与机会约束规划的风电储能容量配置

风电并网存在的功率波动大的问题,会对电力系统的经济、安全和可靠运行带来负面影响,通过对储能系统的控制能够实现对风电场输出功率的平抑.基于风电场历史风电出力数据,采用小波分解得到平抑目标信号,建立了储能系统充放电模型并且制定了储能系统的控制策略.以储能系统的经济性最优为目标进行储能容量配置,为兼顾储能系统的经济性与平抑效果,使用机会约束规划将风电并网输出功率波动量满足并网要求的概率作为柔性约束引入目标模型中,并根据当前时刻并网功率修正未来时刻平抑目标.最后采用遗传算法进行仿真实验完成最优储能容量配置,结果显示,所提出的储能容量配置方法在大幅度降低储能系统经济成本的同时,可以使风电并网功率波动满足并网要求的置信度处于较高的水平.     

无功功率优化的改进退火选择遗传算法

作提出的改进退火选择遗传算法用于电力系统无功优化,其特点在于采用灵敏度选择无功补偿地点,缩小了遗传算法的搜索范围;用退火选择进行个体更新,保持了群的多样性,避免陷入局部最优;采用十进制编码、竞争繁殖和逐代记录最优法来加快计算速度和精度;用不定交叉和变异概率来更好地发挥交叉和变异的作用,并且进行适应度定标,促进全局最优。通过对TEEE6节点系统计算分析表明,该方法和简单遗传算法相比有更快的计算速度和更强的全局收敛能力。     

计及控制设备动作次数约束的三阶段动态无功优化算法

为了避免控制设备频繁操作,动态无功优化模型需考虑无功补偿装置投切开关及变压器抽头的允许动作次数约束。但是,动态无功优化属于大规模、多时段、强耦合的混合整数非线性规划问题,对其直接求解是困难的。建立了以有功网损最小为目标函数的动态无功优化模型,并提出一种实用的三阶段动态无功优化算法,该算法的核心是一种具有多项式计算复杂度的前推-回推式动态规划算法。将计及控制设备动作次数约束的动态无功优化问题的求解分解为多个时间断面的连续无功优化计算、理想无功补偿装置无功补偿功率曲线和变压器变比曲线的阶梯化以及在确定各个时段的无功补偿容量和变压器变比情况下的连续无功优化计算3个阶段。对IEEE 30节点系统和某实际区域电网进行测试,结果验证了所提算法的合理性和实用性。     

光伏电站参与电网主动调压的无功优化控制方法

随着光伏发电渗透率以及系统对电能质量要求的提高,常规电源电压调节能力不足,而光伏电站因具有一定的无功容量而具备主动参与电网调压的潜力。在分析光伏电站电压调节特性的基础上,提出光伏电站参与电网主动调压的控制方法;针对光伏电站有功出力与电网负荷大小之间的矛盾性,引入光伏电站负载率和区域电网负荷率的概念,进而确定光伏电站主动调压的控制原理及目标;在此基础上,建立自上而下的光伏电站双层无功优化模型,上层优化模型用于跟踪并网点电压控制目标,下层优化模型将上层优化结果在各组无功补偿单元之间进行优化分配,实现光伏电站参与电网主动调压的精细化控制。以某地区电网为例,验证了所提方法的有效性。     

Distributed control algorithm for optimal reactive power control in power grids

Reactive power generation has been commonly used for power loss minimization and voltage profile improvement in power systems. However, the opportunity cost of reactive power generation should be considered since it affects the frequency control capability of the generator to some degree. This paper proposed a distributed nonlinear control based algorithm to achieve the optimal reactive power generation for multiple generators in a power grid. The reactive power control setting update for each generator only requires local measurement and information exchange with its neighboring buses. It is demonstrated that the proposed algorithm can reduce the non-convex objective function monotonically till convergence and achieve comparable solutions to the centralized technique: particle swarm optimization with faster convergence speed. The proposed algorithm has been tested on the IEEE 9-bus, 39-bus and 162-bus systems to validate its effectiveness and scalability.     

基于改进量子遗传算法的电力系统无功优化

提出一种基于改进量子遗传算法的电力系统无功优化方法。该方法借鉴量子计算的一些概念,采用量子比特对控制变量编码,这种编码方式能表示出许多可能的线性叠加态,从而更好地维持种群的多样性。同时利用搜索到的最佳个体信息更新量子门,加快了该方法的收敛速度,采用群体灾变策略防止该方法陷入“早熟”。分别采用线性规划算法、复合形算法、改进禁忌搜索算法、标准遗传算法、自适应遗传算法和该方法对IEEE 6和IEEE 30节点系统进行无功优化,实验结果表明,该方法全局寻优能力强、收敛速度快。     

考虑提高系统无功备用容量的无功优化调度

充裕的无功备用容量是保证系统电压稳定的一个重要因素，因此在日常无功优化调度过程中考虑提高系统的无功备用容量是防止电压失稳的重要手段之一。文章在分析发电机备用容量数学模型的基础上，定义了基于电压稳定的系统无功备用容量的计算公式，提出了考虑增大无功备用容量、减少网络损耗以及减小电压偏移的多目标无功优化调度算法。并将该算法应用于IEEE 30节点系统，证明了所定义的基于电压稳定的系统无功备用容量计算公式的正确性及提高备用容量的无功优化调度算法的可行性。     

基于分级分区的地区电网无功电压闭环控制系统

采用两级无功电压控制策略相结合的体系实现无功电压闭环控制。"区域级"无功电压控制将电网划分为若干具有辐射状结构的无功电压控制区域,以各分区为单位,采用等值递推和最优匹配注入流算法的交叉迭代方法来实现。"厂站级"无功电压控制利用改进的九区图法实现,并在"区域级"无功电压控制策略无法实施时启动。现场控制实例和仿真算例表明,算法实用、鲁棒性好,形成的控制策略合理有效,优化控制效果明显。     

一种新的无功电力定价算法

文章在短期边际成本方法的基础上,提出了一种考虑系统的静态电压稳定性、区域无功备用要求和无功电源投资回收的新的无功实时电价模型.在算法上采用并行遗传算法,保证了最优解的全局性,在一定程度上提高了算法的稳健性及计算速度.经IEEE 14节点算例验证,该文的模型和算法是有效的,具有较好的应用价值,并且对无功优化问题具有一定的借鉴意义.     

含统一潮流控制器的拟线性化动态最优潮流

统一潮流控制器(UPFC)具有强大的潮流控制能力,但是目前工程中的控制策略仅停留在控制站层面;含UPFC的动态最优潮流计算可以有效提高电网的安全性和经济性,但是其计算效率低、收敛性差,难以满足电网实时性要求。基于此,通过解耦、代换、热启动和迭代更新4个步骤,提出对初值不敏感的线性化动态最优潮流模型,并研究拟线性化的UPFC模型,最终建立含UPFC的拟线性化动态最优潮流模型。基于等值原理,从地区电网数据中提取南京西环网117节点等值系统,采用简化原对偶内点法对其进行求解测试,算例结果表明所建模型具有较高的计算效率和计算精度。