基于软分级的全局无功电压最优控制系统

电力系统无功电压最优控制集安全性和经济性于一体,被认为是一个多级、多目标的大规模控制问题.借鉴三级电压控制模式,提出基于软分级的全局无功电压最优控制系统.成功应用于福建省网的运行效果表明:该系统能够在满足全网电压安全稳定运行的前提下,实现无功的分层分区平衡,实现全网的经济运行.     

新能源接入地区电网的电压安全稳定控制策略研究

针对以大规模高渗透率的可再生能源、高比例的电力电子设备“双高”为主要特征的新型电力系统电压安全稳定问题,研究新能源发电波动性对电网电压、无功的影响,通过管理创新将新能源电厂无功调节设备(SVG)纳入调度统一协同控制,通过技术创新建设场网一体化无功电压自动控制系统(AVC),打通电网与电厂设备联动控制通道,破解“双高、双峰”特性电网的无功电压调节难题,打造孝感电网“场网一体化无功电压协同自动控制”联合优化调度管理模式,实现“双高、双峰”特征下新型电力系统电网电压稳定,改善系统电压质量,提高新能源消纳能力。     

分布式电压无功全局优化控制系统的研制与应用

介绍了分布式电压无功全局优化控制系统的结构原理、技术难点。电压和无功控制通过全网离散无功优化计算获得,实现对电网电压无功全局优化和分布式实时控制。     

基于遗传算法的无功优化新算法

无功功率优化是减少电网损耗的有效措施。文中阐述了遗传算法在电力系统无功功率优化中的应用。实例计算表明，遗传算法收敛性好、适应性强，可以达到全局或准全局最优，是实现离散电压无功功率优化的一种好方法。     

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。     

考虑机网协调的阻尼优化控制系统研究

随着电力系统规模的不断扩大,小干扰稳定已经成为影响电力系统安全稳定的重要因素之一。为了有效地阻尼电力系统的小扰动振荡,提出了基于机网协调优化的阻尼控制方法。借鉴混成控制系统的思想与理念,考虑自动发电控制和自动电压控制系统之间的协调,建立了分层控制的阻尼协调优化控制系统。该系统将电力系统的阻尼强弱作为事件形成的指标,并以事件驱动作为系统调节的触发机制。该阻尼协调优化控制系统不仅能消除系统的弱阻尼模式,而且有效解决了传统自动发电控制和自动电压控制系统之间相互作用而导致的负面影响,实现了2套自动控制系统的控制指令的优化协调。在IEEE 5机14节点系统上进行多种运行方式下的仿真研究,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

河北省南部电网在线电压无功优化协调控制系统的建设与应用

1 成果介绍 河北省南部电网（简称“河北南网”）在线电压无功优化协调控制系统是以网、省、地三级协调优化控制的设计思路为指导,以满足实用化运行为核心,采用在线自适应动态“软分区”技术、基于协调的二级电压控制策略等新技术手段,建成的新一代在线电压无功优化协调控制系统。     

改进遗传算法的无功优化

电力系统实现无功优化控制是保证系统电压质量、降低网损的重要措施。对于高维、非线性和连续变量与离散变量共存的电力系统无功优化数学模型，对一般遗传算法的无功优化算法在遗传操作过程中，进行了“灾变”，在选择操作中将轮盘赌和竞标赛方法相结合，对交叉变异算子根据每代个体的实际状况进行自适应调整。通过IEEE30节点算例表明了本文方法可有效提高每代种群的多样性，从而提高了一般遗传算法的无功优化的收敛速度和全局优化特性。     

基于模型预测的分布式电压协调控制

电力系统电压控制是维持系统电压水平的重要环节.文中基于模型预测控制理论和方法,利用分解协调法及辅助问题原理构造了分布式电压协调控制模型,实现了电压预测控制模型及结构的分解,使全局集中的优化问题转化为若干个只需本区域系统模型及数据的可分布式协调求解的子优化问题,有效降低了优化问题的求解规模,提高了计算和控制的灵活性及安全性.仿真结果表明,该方法能有效地控制系统电压,防止电压失稳,获得与集中电压预测控制相似的控制效果.     

特约主编寄语北大核心CSCD

在实现“双碳”目标、建设新型电力系统的进程中,可再生能源在电力系统中的渗透率不断增加,改变了以同步机为主的传统电力系统的动态特性,使得不同时间尺度的暂态现象相互耦合,在更大的频率范围内引起宽频振荡和频率、电压稳定问题,给新能源送出和电网安全稳定控制带来很大挑战。     

基于多Agent的二级电压控制系统

介绍了基于多Agent系统（MAS ）的分层分布式控制系统基本原理，提出了基于多Agent的二级电压控制系统的结构、功能 、特点和实现技术方案。该方案较好地解决了二级电压控制中存在的问题，在正常和紧急情况下都能较好地进行无功电压的协调控制，维持系统的电压水平。用经典的3机9节点电力系 统进行数字仿真，结果验证了该控制方案的有效性。     

基于稳压控制的独立光储微电网控制策略研究及仿真分析

独立光储发电系统不与大电网连接,仅靠系统控制策略保障电能质量,目前仍具有电能质量较差、系统不稳定的问题。以提高系统电能质量、增强系统稳定性为目的,提出一种基于稳压控制的控制策略。对于储能系统,在通过逆变器前首先进行稳压控制,再通过逆变器的双环控制结构维持系统的电压与频率恒定。光伏电池在逆变器前采取最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)及稳压控制,并采用空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation, SVPWM)的恒功率控制策略(PQ control)维持稳定输出。在Matlab/simulink环境下进行仿真测试,验证控制策略的有效性。     

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。     

多机电力系统励磁控制的人工神经网络逆系统方法

基于各发电机的完整的实用三阶模型，通过将发电机内部的不可测变量转化为发电机端的可测变量，在未做任何近似或简化的情况下，实现了仅采用本地可测量的多机系统中各发电机励磁控制的精确线性化。在具体的励磁控制器设计中，选取机端电压作为被控量再附加电力系统稳定器(PSS)环节进行辅助控制，使得同时满足系统对电压稳定性和功角稳定性的控制要求；采用人工神经网络(ANN)逆系统方法实现精确线性化，避免了对系统精确数学模型的依赖，使文中方法更实用。针对一个2区域4机系统的仿真结果表明，安装ANN逆励磁控制器可以极大地提高被控机组的稳定性能，同时，全系统的稳定性也可以得到明显的提高。     

同步发电机-电力电子变压器组的最优协调控制

电力电子变压器(PET)是一种通过电力电子变换实现电力系统电压变换和能量传递的新型变压器.文章研究了电力系统中发电机-PET组的协调控制问题,首先建立了由发电机-PET组构成的电力系统数学模型,然后应用最优控制理论,提出了一种发电机-PET组的最优协调控制器.该控制器中的控制量分别为发电机励磁电压、PET一次侧和二次侧的电压源变换器中的脉宽调制的调制度和相角,反馈量则为发电机的功角、角速度、机端电压以及PET的直流环节电压.仿真结果表明,与由常规发变组构成的系统相比,该最优协调控制器有效地提高了扰动条件下的系统阻尼,同时改善了系统的电压特性.     

江苏电网AVC主站系统的研究和实现

文中提出的无功电压控制(AVC)系统主站部分基于分级电压控制结构。其中,二级电压控制通过求解一个考虑多目标的二次规划问题,将中枢母线电压控制在给定的设定值附近;三级电压控制利用以网损最小为目标的最优潮流计算,求出中枢母线电压的设定值曲线。使用符合IEC61970标准的公共信息模型(CIM)导入导出技术与当前能量管理系统(EMS)交换数据,并提出了多条措施来保证控制系统的可靠性和鲁棒性,使之在江苏电网中得到较好的应用。     

电压无功优化控制系统在地区电网中的应用

介绍了地区电网电压无功优化控制系统的结构、技术特点及功能。系统针对电力系统无功优化调度分层、分区的实际特点,按分层控制结构设计,其优化算法以网损最小为目标函数,考虑电压质量、控制代价等约束条件。系统在徐州地区电网的实际应用中达到降低运行劳动强度、提高电压合格率、降低网损等效果。     

基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制

在直流微电网中,传统下垂控制存在功率均分和母线电压控制不能同时兼顾的矛盾。针对这一问题,研究了带阻性负载直流微网系统,提出基于电流一致性的直流微网自适应下垂控制策略。该策略包括一次、二次和电流一致性控制。引入输出电容电压反馈构成一次控制,参考电压补偿和下垂系数修正构成二次控制。各分布式电源间仅相邻变换器交换电流信息,通过电流一致性迭代控制和一次、二次控制结合,在保障输出功率均分的同时,消除了直流母线电压偏差。为验证该策略的控制有效性,对系统进行小信号建模理论分析,分析控制参数变化对系统稳定性的影响,最后进行了仿真验证。理论分析与仿真结果表明,该控制策略在微网结构改变时,也能保证系统稳定,自适应完成直流微网功率均分和母线电压控制目标。     

UPFC潮流控制与优化的研究

FACTS对电力系统暂态的控制作用已被广泛认可,但对稳态方面的作用仍需要进一步的研究。文中基于功率注入法,建立了统一潮流控制器（UPFC）的稳态模型,分析了UPFC的潮流控制特性,同时通过三维立体图像形象地显示出UPFC的控制范围。基于该模型,UPFC的潮流控制研究可转化为一个优化问题的求解。通过求解最优潮流问题可得到UPFC所在支路的传输功率、系统发电费用和系统网损。IEEE-14和IEEE-30节点系统的优化结果表明：UPFC对系统局部范围内的潮流有相当大的调节作用,但对于系统范围内的经济性目标却作用有限。这说明UPFC稳态控制能力依赖于系统的运行目标,因此UPFC在稳态下的最佳控制策略应该是与相应运行方式相结合的区域目标下的优化控制。该结论对UPFC的选址也有一定的参考价值。     

基于超导储能的综合电能质量调节装置及其控制策略

介绍一种新型综合电能质量调节装置——并联处理在线不间断电源,该装置仅采用一套双向电流型变流装置,利用超导线圈作为直流侧储能元件,可实现负载电压调节、有源滤波和改善功率因数等多项功能,并具有损耗小、结构简单等优点。根据装置的结构特点和工作原理,提出了一种基于同步旋转坐标系统的解耦和前馈补偿控制策略,通过采用电源电流“预补偿”的方法,解决了常规前馈补偿方法中电源电流暂态分量衰减过慢的问题。利用仿真软件PSCAD／EMTDC对该装置及其控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了该装置具有良好的运行性能。