多时间尺度的配电网深度强化学习无功优化策略

随着高比例分布式电源的接入,配电网在应对源荷不确定性和协调多种无功补偿设备等方面面临较大挑战。该文提出一种基于优化数学模型与数据驱动方法相结合的配电网多时间尺度电压调节策略。该策略首先针对长时间尺度调节的有载调压变压器和电容器组,以最小化有功功率损耗为目标,建立基于混合整数二阶锥规划的日前无功电压优化模型。其次,为满足短时间尺度调度对于实时性的要求,提出一种基于多智能体强化学习的日内实时调度方法,将实时无功优化问题转化为马尔科夫博弈过程,并采用集中训练、分散执行框架。与传统方法相比,该方法通信开销低、实时性强并且不依赖于精确的潮流模型。最后,通过IEEE 33节点算例验证所提策略的有效性。     

基于深度强化学习的新能源配电网双时间尺度无功电压优化EI北大核心CSCD

新能源大量接入配电网,其波动性及间歇性容易导致配电网电压的频繁波动问题。传统基于模型的无功电压优化方法高度依托于电网的精准建模,其求解精度与计算速度难以满足含新能源配电网对于电压控制的要求。该文基于深度强化学习,提出一种双时间尺度配电网无功电压优化方法。该方法将电力系统无功电压优化问题转化为马尔可夫决策过程,统筹考虑无功补偿设备的差异化调节特性和不同深度强化学习算法的特点,设计针对离散型设备和连续型设备协调控制的双时间尺度优化方案。其中,长时间尺度上制定并联电容器组投切计划,以调整电压偏移,同时最小化全系统网损;短时间尺度上设置滚动预测窗,制定SVG出力计划,以跟踪电压变化,解决新能源并网带来的配电网电压频繁波动问题。最后通过IEEE33节点拓展系统验证该数据驱动方案在无功电压优化的实现速度和效果上所具有的优势。     

10kV配电网电容器的优化配置规划决策

配电网电容器优化配置规划决策系统从降损节能、改善电能质量的角度,侧重依据电网实际运行状态,利用智能分组算法,保证在各种运行条件下都能对电网无功补偿、电压调节提供最优的补偿容量组合;并针对当前的无功补偿投资预算,给出经济效益最佳的配置方案组合。配电网电容器优化配置规划决策系统科学、合理地解决了配电网电容器的补偿容量、补偿地点和补偿分组问题,算例及分析表明了该分组算法应用于配电网电容器优化配置的有效性和实用性。     

配电网持续无功优化的深度强化学习方法

高渗透率分布式光伏的出力波动可能导致配电网电压波动大、网损提高和电容器投切需求频繁。但配电网节点监控覆盖率低、潮流建模难度大,需要在上述不利条件下实现对台区内持续电压无功优化。采用深度强化学习的方法提出了适用于低感知度配电网的连续无功优化方法。该方法将原问题转化为一个多步马尔科夫决策过程,以最小化网损和动作成本之和为优化目标,以离散无功调节设备的投切指令为控制变量,并采用基于行动者–评论家(actor-critic)的深度强化学习算法进行求解。针对配电网缺乏完整潮流模型和观测数据的特点,分别设计了用来拟合投切策略的Actor网络和用来拟合动作价值函数的Ctritic网络。所提方法用深度神经网络直接拟合系统状态到离散无功调节设备的投切动作的函数关系,在与实际配电网的交互过程中完成网络训练。相比传统方法,该无需潮流建模和分段决策,且不依赖于日前的负荷与分布式电源出力预测,可以实现在线的多时间断面下的连续无功优化,提高了系统运行经济性。     

辐射型配电网无功优化改进精确矩法

针对无功精确矩法在配电网无功补偿优化中存在的补偿点集中、补偿范围重叠等问题,研究了一种改进精确矩法。根据多次的潮流结果选择补偿点并确定其补偿容量,改变了原来仅利用一次潮流计算结果进行优化的不足,并探讨"虚根节点"的概念,利用修正的无功精确矩定义确定无功补偿地点和补偿容量。算例结果表明,采用改进的无功精确矩法进行配电网无功优化,不仅克服了原来补偿点集中、补偿范围重叠的问题,而且具有很强的实用性和有效性。     

基于实时调压计算的无功/电压控制方法

介绍了无功/电压控制方法的研究进展和发展趋势,分析了配电网的无功/电压特性以及传统的九分区无功补偿方法存在的缺陷,提出了基于实时调压计算的无功/电压控制策略,研究配电变电站实时潮流计算的实用数学模型和算法,由计算结果做出调节与操作决策,以满足电力系统电压和无功功率的要求,该模型简单、实用,适于在线控制.     

低压配电网无功补偿及效益评估系统的开发和应用

为了方便、快捷、准确地计算出低压配电网的无功补偿配置方案,评估补偿方案的效益,协助电网运行管理人员选择经济适用的无功补偿方案,采用Access关系型数据库管理系统、Visual Basic 6.0可视化开发工具,开发了一个低压配电网无功补偿及效益评估系统。该系统具有直观、友好的人机交互界面,提供了多种配电网潮流计算方法和无功补偿优化配置计算方法,以及对不同补偿方案进行成本和效益的评估计算。系统还提供了直观的图形接口由电网运行人员输入新规划建设的低压配电网台区信息,并计算出该台区的无功分散补偿优化配置方案。应用该系统于广州市南沙区实际低压配电网台区,表明了系统使用方便,能够可靠获得台区的实用无功分散补偿优化配置方案。     

含分布式电源的配电网无功补偿分区平衡优化调节方法

提出一种含分布式电源的配电网潮流可行解调节方法。在配电网进行无功控制分区的基础上,定义了配电网分区负载率,然后设计考虑电压自动控制系统AVC站配协调控制的无功平衡优化调节方法。具体包含:配电网无功补偿分区平衡优化调节方法和变电站AVC站配协调调节方法,并且在调节过程中前者优先于后者。对于前者模型采用免疫遗传算法进行求解,对于后者采用直接法进行计算。所提方法通过对配变低压侧无功补偿柜、分布式电源进行无功补偿分区平衡和变电站AVC的电压协调控制,调节出无功分区平衡、各个节点电压满足合格要求、有功网损较低的潮流可行解。成都某实际10 kV 55节点配电网的仿真结果验证了该方法的有效性。     

中低压配电网无功优化综合协调控制系统研究与设计

为增强中低压配电网无功补偿和电压调控能力,提高中低压配电网无功综合管理水平,文中提出了一种中低压配电网无功优化综合协调控制系统,将分散在变电站、线路、配电变压器等子节点的无功补偿智能控制装置的相关数据通过通信技术集中起来进行统一优化与决策,在无功补偿就地平衡的基础上增加对补偿控制的综合协调,实现电压无功的联合调节,从而实现整体上的优化效果。可实现区域整体的平衡,同时最大程度地通过多套装置配合动作,减少电容的动作次数,延长设备寿命。     

双时间尺度下主动配电网多目标无功电压优化

考虑新能源出力的波动性和不同无功设备的调节速度,提出了双时间尺度(小时级和15 min级)协调的主动配电网多目标无功电压优化方法。在第一阶段(小时级)无功电压优化中,建立了最小化日前网损和传统无功调节设备动作次数的多目标优化模型,并采用三步优化方法求解该多目标混合整数非线性规划问题。在第二阶段(15 min级)无功电压优化中,考虑新能源出力波动可能危害系统实际安全运行,建立了新能源机组出力代表性场景下的、最小化系统主导节点电压偏差的优化模型,确保系统实时电压水平。通过IEEE 33算例分析,验证了提出的双时间尺度下主动配电网多目标无功电压优化模型和求解方法的有效性。     

基于立体九域图的变电站无功电压控制策略研究

电压合格与无功充足是电力系统安全稳定运行的基础条件,确定适宜的无功补偿方法和电压调节方案对电网运行有着重要意义。提出了基于立体九域图的无功电压控制策略,与传统九域图控制策略相比,增加了时间轴,在不同的时间段(时区)九域图的无功功率上下限和电压上下限是变化的。通过基于负荷预测的全局无功优化模型得到配电网各变电站的预计调节方案,以此将一天划分为若干个时区,并根据优化曲线得到各时区的运行边界。基于立体九域图的变电站无功电压控制策略结合了动态无功优化与实时调控的优点,避免了无功补偿设备和主变分接头的频繁调节,提高了变电站运行的经济性。     

基于相似搜索与多开端重组的配电网两时间尺度无功协调控制

规模化的分布式电源接入配电网后造成了电压高间歇性波动,影响了无功补偿设备的调节效果。提出基于相似搜索与多开端重组的多目标无功优化算法,考虑了非平滑补偿设备的日投切次数限制,加入变化的次数成本约束,调节尺度为1 h;DG和SVG的实时平滑调节设备,调节尺度为5min,进行超短期预测反馈调节,优化目标为电压偏差、网损和调控成本综合最优。求解算法采用改进的多目标粒子群算法,运用相似搜索技术,调用适用性最高的历史无功方案作为方案粒子加快算法的初期收敛速度;引用Pareto熵协调多目标间的适应度,同时依托Pareto解集存优能力,在算法收敛后期设计了多开端重组方法,进一步提高优化效果。经实际算例验证了该方法的有效性。     

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。     

基于区域分布的中压配电网无功规划

配电网无功规划就是在已确定网架的基础上,合理地规划无功补偿装置的容量,减小配电网无功功率流动,保证配电网安全、优质、经济地向用户供电。文章结合某城市中压配电网的电网规划方案。介绍一种综合配电网负荷特性、供电线路类型及长度等因素进行中压配电网无功规划的方法及具体实施步骤。     

基于区域分布的中压配电网无功规划

配电网无功规划就是在已确定网架的基础上,合理地规划无功补偿装置的容量,减小配电网无功功率流动,保证配电网安全、优质、经济地向用户供电。文章结合某城市中压配电网的电网规划方案。介绍一种综合配电网负荷特性、供电线路类型及长度等因素进行中压配电网无功规划的方法及具体实施步骤。     

农村配电网无功补偿最佳优化配置

针对目前农村配电网规划存在无功补偿方式及补偿点选取盲目情况。通过详细分析和综合比较目前常用的几种无功补偿方式,得出农村配电网无功补偿的最佳方式。对当前一些无功补偿最佳配置点寻优算法进行利弊分析,结合所选取的补偿方式提出的一种按管理区域划分的分区改进型遗传算法,并进行无功的最佳优化。采用该算法对IEEE30节点系统和实际配电供电网络系统进行验算,结果表明该算法既具有收敛速度快、稳定性好和可控性强优点,同时在改善无功补偿效果上优势明显,具有一定的实际应用价值。     

含光储系统的增量配电网时段解耦动态拓展无功优化

从增量配电网安全运行及经济效益出发,针对高渗透率分布式光伏接入配网引起的相关问题,构建以系统有功损耗、电容器及变压器调节代价、储能调节代价综合最小为目标的时段解耦动态拓展无功优化模型。在传统无功优化的基础上增加储能有功调节能力和光伏无功调控能力,将动态无功优化解耦为多时段静态无功优化,采用灾变遗传算法求得含高渗透率光伏及储能的增量配网无功优化方案。仿真结果表明,提出的时段解耦动态拓展无功优化模型能够提高增量配电网的无功优化效果,在减少电网损耗、降低设备调节成本的同时,兼顾电网电压运行的安全性。     

含小水电的配电网无功优化研究

针对含小水电的线路上安装双向调压器(BSVR)后无功补偿容量难以合理确定的问题,提出了潮流方向判定准则以及考虑分接头调整影响的双向调压器等值模型重构,采用适应前推回代潮流算法的小水电数学模型,通过对遗传算法的改进,求出最优或较优的补偿方案.实例证明,该方法应用于含小水电配电网的无功优化计算是有效的.     

基于人工蜂群算法的配电网无功优化

针对配电网电压质量较低的问题,建立了完整的无功优化模型。首先提出了一种新的无功补偿候选点的方法,即先基于网损最小选择无功补偿点,在此基础上再用动态优化选择无功补偿点;然后建立以网损最小、并联电容器容量最小、电压水平最好、两类电压稳定裕度最大的无功优化目标函数,用模糊方法将含有量纲的多目标问题转化为没有量纲的单目标问题;接着用人工蜂群(ABC)算法确定无功补偿点和容量。最后对IEEE-33节点配电网系统进行了测试分析,并与其它两种优化算法相比较,结果表明使用该优化算法,配电网无功配置方案较优,线路损耗明显降低,电压质量和电压稳定裕度明显提高。     

基于数据驱动的非全实时观测配电网无功优化方法

现阶段配电网中量测设备覆盖率较低,只有部分节点的负荷数据可以实时采集得到,因此在配电网中进行实时无功优化时无法使用基于潮流计算的优化方法。考虑到以上情况,文章提出了一种基于数据驱动的非全实时观测配电网无功优化方法。该方法基于历史运行数据使用最优潮流离线生成无功优化策略,并通过训练神经网络构建可实时量测节点负荷数据和无功优化策略间的映射关系,实现对非全实时观测配电网的实时无功优化。最后基于改造的IEEE 33节点系统,将所提方法与传统九区图无功优化方法作对比,验证了所提方法的有效性。