计及网损最小的含分散式风电场配电网多目标优化策略

提出一种计及网损最小的含分散式风电场配电网多目标优化策略。首先,提出了含分散式风电场配电网的3层功率控制系统,该系统整定层通过对比网损减小值和接入点功率损失值,判断采用恒功率因数为1控制或基于网损最小的多目标优化控制,以便灵活控制分散式风电场有功及无功功率主动参与配电网经济运行。其次,提出2个表征电网损耗的指标:有功网损率和无功网损率,并给出了基于权重的多目标网损最小的优化函数,求解得到最优有功功率和功率因数值。最后,分析了分散式风电场并网后对配电网电压稳定裕度的影响,并通过算例验证了证明所提策略可有效减小配电网网损,提高接入点电压水平,增强电网电压稳定裕度。     

基于自适应遗传算法的分散式风电场多目标无功优化

针对具有动态无功调节能力的双馈风力发电机组组成的分散式风电场,提出一种基于不同时间尺度下多目标协调的无功优化控制方法,根据不同的时间尺度选择不同控制目标:针对秒级的无功优化控制,系统以电压偏差最小、电压稳定裕度最大、短时闪变最小为综合优化目标;针对毫秒级的无功优化控制,系统以机组变流器瞬间最大无功支撑能力为目标,通过调节有功功率和无功功率来实现多目标的无功优化控制。仿真表明此方案可以使分散式风电场安全、经济地运行,合理的无功分布可以降低网损,提高机组变流器的瞬间最大无功支撑,并保证电网正常运行。     

双馈风电场AVC系统协调优化控制策略研究

针对当前风电场AVC系统无功出力分配算法功能单一,无法实现风电场电压调节成本最低这一问题,提出了风电场AVC系统协调优化控制策略。该策略通过二阶震荡粒子群法对带有罚函数的风电场无功优化模型进行求解以降低风电场有功损耗,并通过调整无功源的工作方式实现电网电压的稳定。以辽宁地区某风电场为例,建立了该风电场的优化计算模型和包含所提控制策略的仿真模型。仿真结果表明,该策略可在保证风电场并网点电压稳定的同时,有效减小风电场稳态运行过程中的有功损耗,并在电网发生故障时为电网提供一定的无功支撑。     

考虑有功协调优化的配电网动态电压控制

配电网电压动态变化特征日益凸显,对配电网动态优化控制提出了新的要求。除此之外,配电网有功与无功的耦合特性也使得仅基于无功/电压的控制方法效果降低。因此,提出了一种考虑有功/无功快速协调优化的配电网动态电压控制方法,实现在秒级时间尺度内关键节点的电压恢复。首先建立配电网有功/无功控制设备动态模型,并基于模型预测控制理论建立了动态电压控制系统预测模型。设计了面向配电网电压协调控制的多目标自适应优化策略,基于配电网同步相量测量单元动态测量数据实现有功/无功控制设备出力的动态协调。仿真结果表明,该方法能够实现配电网电压波动的秒级抑制,并将目标节点电压快速无差地恢复至扰动前水平。     

大型风电集群无功电压特性研究

通过研究大型风电集群所具有的无功电压特性,为制定风电集群无功电压综合控制方案提供借鉴.通过对瓜州地区风电集群实际有功出力的统计分析,及进行大量的离线仿真计算,分别研究了风电集群在长时间尺度和短时间尺度下的有功出力特性,风电场并网点的P-V特性,风电集群无功损耗的分布状况,风电集群接入的电网所具有的无功电压特性,电网的短路容量与风电集群电压稳定性的关系,初步揭示了大型风电集群的无功电压特性.     

基于区域无功均分法的环网内变电站关口无功控制

针对环网内传统关口无功控制范围无法有效适应系统运行方式变化的问题,基于无功分层平衡原理,提出一种区域无功均分法对环网内变电站关口无功控制范围进行差异化整定。该方法首先通过对不同负荷水平下输电线路产生的无功盈余量进行迭代均分,形成趋优控制条件下的关口无功控制临界值,然后在考虑全网电压质量合格的前提下对关口无功区间的边界值进行修正,最终形成适应系统不同运行方式的关口无功差异化控制区间。仿真结果表明,该方法可有效控制系统运行在最优状态附近,在不同负荷水平条件下均具有明显的降损效果。     

考虑风电功率预测的分散式风电场无功控制策略

分散式风电接网模式可以解决集中式并网限电等问题,但对配电网传统运行模式带来挑战。为解决其经济稳定运行难题,提出了一种包含无功预测、无功整定、无功分配的三层新型分散式风电场无功协调控制策略。其中,无功预测层利用物理和统计方法组合预测单台机组未来无功输出能力;无功整定层针对有无无功补偿设备,提出风电机组基于电网无功缺额降出力的自身补偿和多时间尺度协调离散补偿设备、静止无功发生器(SVG)与风电机组共同补偿配电网无功需求方法;无功分配层基于风电功率预测无功功率信息,考虑风速波动性,按照优先级动态筛选风电机组,调节其输出功率以跟踪无功补偿指令。工程算例证明了所提策略可以有效提高电压支撑能力,减小风电场损耗。     

含分布式电源的10 kV配电网无功电压控制方法

针对分布式电源对配电线路的电压和潮流分布的影响,提出了含分布式电源的10 kV配电网无功电压控制方法。首先分析了接入分布式电源对配电网电压特性的影响;然后提出了一种平衡设备操作次数和优化效果的电网无功控制方法,通过动态调整功率因数来优化无功补偿设备的控制精度,并避免设备的频繁操作;最后提出了一种分散趋优控制方法,通过检测分布式电源的并网点,来评估该点的无功和电压状况,并根据不同的电压水平进行差异化控制。仿真实验结果表明,所提出的双重无功电压控制方法能明显降低有功损耗和提高电压合格率。     

风-光互补发电系统的电压控制

风-光互补发电系统是开放的、分布式系统,适合采用多Agent技术进行分散式决策、分散式控制.根据电压与无功功率和有功功率的关系,建立了考虑电压稳定的以有功损耗最小为目标的电压无功优化控制模型,并提出一种基于均匀设计和惰性变异的改进粒子群算法用于该模型的求解;建立了风-光互补发电系统电压控制系统的自动机模型.仿真实验显示,电压优化控制模型和改进的粒子群算法能够有效实现电压无功优化控制,电压控制系统的自动机模型能够及时跟踪电压变化,实现电压自动控制.     

考虑柔性可控资源的主动配电网动态无功优化方法研究

大规模分布式电源和储能等柔性资源的接入给配电网无功电压控制带来了新的挑战。提出了一种考虑柔性可控资源的主动配电网动态无功优化控制方法，以分时电价为基础，通过协调分布式新能源、储能系统以及无功补偿设备的综合出力，构建考虑柔性可控资源的无功优化模型。以系统有功功率损耗和系统电压偏差最小为目标函数，并通过改进粒子群算法进行模型的优化求解。最后，通过仿真算例验证了所提方法的合理性和有效性。所提方法能够在保证系统安全稳定运行的前提下充分挖掘柔性可控资源的潜力，提高系统运行的经济性。     

Reactive power control of wind farm made up with doubly fed induction generators in distribution system

In recent years, the number of small size wind farm made up with doubly fed induction generators (DFIG) located within the distribution system is rapidly increasing. DFIG can be utilized as the continuous reactive power source to support system voltage control by taking advantage of their reactive power control capability. In this paper, considering both reactive power control and distribution network reconfiguration can be used to reduce power losses and improve voltage profile, a joint optimization algorithm of combining reactive power control of wind farm and network reconfiguration is proposed to obtain the optimal reactive power output of wind farm and network structure simultaneously. The proposed algorithm has been successfully implemented on the 16 bus distribution network and the results obtained demonstrate the efficiency of the algorithm.     

电网电压不平衡下双馈型风电场可控运行区域及其控制策略

电网电压不平衡条件下,双馈感应发电机(DFIG)风电机组实现电磁转矩无脉动等不同传统控制目标时所需要的负序电流幅值不同。结合电网电压不平衡条件下电网侧变换器(GSC)与转子侧变换器(RSC)实现各传统控制目标时所需的负序电流幅值,通过详细分析等值DFIG风电场GSC与RSC的输出负序电流能力,得到基于不同电网电压不平衡度和系统有功出力的DFIG风电场可控运行区域。以该可控运行区域为基础,提出电网电压不平衡条件下DFIG风电场的多目标协调控制策略,即根据电网电压不平衡度及系统有功出力选择或切换系统最优控制目标,进而改善不平衡电压下DFIG风电场的运行能力及所并电网的电能质量。仿真与实验结果验证了所提方案的可行性。     

双电源故障无缝自愈配电环网潮流优化控制方法

在分析双电源故障无缝自愈配电环网供电系统的基础上,考虑网络有功损耗与节点电压偏差,提出了一种基于统一潮流控制器(UPFC)的配电环网潮流综合优化控制方法。分析了配电环网潮流最优分布规律,得出了网络有功损耗、负荷节点电压偏移与UPFC产生的串联补偿电压之间的内在关系。分别构建了网络有功损耗隶属函数与节点电压偏移隶属函数,用以表征各自偏移最优目标的程度;根据关注程度确定二者的权值进而得到了综合优化目标函数,最后通过全局最优化方法实现对串联补偿电压求解。建模仿真结果表明,该环网潮流综合优化控制方法能够均衡两侧出力,有效控制所有节点电压偏差与网络损耗,为故障无缝自愈技术的实现奠定基础。     

考虑风电预测及电压分布的风电场无功设备协调控制优化研究

为解决风电场内多类型设备导致的风力发电间电压偏移和场站内无功分配协调控制研究不足的问题,本文在传统风电场AVC系统的基础上,提出考虑大型风电场内所有风电机组电压控制水平及动态无功储备的多目标控制方法,首先分别计算考虑风机机端电压均衡分布后的每个风电场的所有风力发电机组和无功补偿设备的总无功功率的可调节容量,其次根据超短期风功率预测,确定离散型无功设备的投切计划,使用最小二乘拟合法获得系统安全系数与所有无功补偿设备调节量之间的函数,然后基于最优潮流计算考虑电压偏差、无功调节量最小、动态无功储备满足故障后要求等多目标约束获取无功补偿设备的最佳设定值。最后,本文通过甘肃电网某实际风电场验证了该方法的有效性。     

含风电场的配电网无功优化策略研究

针对传统的配电网无功优化调节手段离散化、难以实现电压的连续调节等问题,研究了含风电场的配电网无功优化模型和算法,分析了双馈感应电机的无功发生能力,将风电场作为连续的无功调节手段参与配电网无功优化。并针对风电出力随机性的特点,用场景功率描述风电的随机出力,使之更具代表性。考虑了配电网的网损、电压偏差以及电压稳定性指标,建立了多目标无功优化模型。提出了基于量子粒子群算法(QPSO)的无功优化方法,该算法通过波函数描述粒子的状态,增加了种群的多样性,有效地避免了种群早熟等问题。用该算法对改进的IEEE33节点进     

大规模风电并入电网对电力系统的影响

研究了风力发电机组并网及风电场对当地电网电能质量的影响,对接入电力系统的影响。分析了风电机组的输出功率特性,分析了风电机组对谐波、电压波动与闪变、电压跌落的影响。讨论了风电场对电力系统调频调峰的影响、对稳态电压的影响、对保护系统的影响,分析了不同风力机的设计方案和选型对电网电压的影响。指出控制系统的设计和优化对改善风电的电能质量,减小对电力系统的影响有积极的作用。     

分布式电源接入配电网的最佳位置和容量研究

提出一种考虑反向潮流次数、电压质量和网损为目标的分布式电源接入配电网最佳位置和容量的方法。该方法利用序贯蒙特卡洛模拟法处理风光联合电源出力的随机特性,根据配电网的运行特点,对配电网中的负荷进行加权处理。以配电网电压改善效果最好、潮流反向次数最少、网损最小作为目标函数,以节点电压、有功功率、无功功率等为约束条件,运用牛顿法进行配电网潮流分布计算,确定最佳位置和容量。结合实际配电网进行了仿真,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于随机矩阵和历史场景匹配的配电网无功优化

配电网的无功优化是保证配电网供电可靠、经济运行的一项重要工作。将大数据理论引入配电网无功优化,提出一种基于随机矩阵的无功优化方法,它不依赖于配电网的模型和参数,直接利用配电网在运行过程中产生的运行大数据以及当地的环境数据构造7种高维随机矩阵,提取57种特征指标,再应用主成分分析法对这些特征指标进行降维处理,然后匹配历史数据库中已有的场景,快速找到特征指标与当前系统最相近的场景,直接采用匹配场景的控制策略作为当前系统的无功优化控制策略,以减小有功网损和节点电压偏移。最后,在改造的IEEE-37节点配电网仿真模型上进行算例验证,其中增加了光伏/风电等分布式发电和电动汽车充电站等随机负荷模型。结果表明,方法可有效地对配电网进行无功优化,摆脱了配电网模型的限制,可快速做出控制决策。     

双馈型风电场双层无功分配策略

针对风力发电效率普遍较低的问题,从减少风电场及风电机组有功损耗的角度出发,提出一种双馈型风电场双层无功分配策略。该策略在传统无功分配策略的基础上,考虑电机定子、网侧变流器功率极限,实现以有功损耗最小为目标的优化分配,以提高风电场发电效率。基于Matlab/Simulink平台搭建双馈风电场仿真模型,仿真结果验证了该控制策略能大大减小机组内部功率损耗,提升风电场发电效率,同时还能有效抑制由于电网负荷变化导致的电压波动,提升电能质量。     

含分布式发电的配电网无功优化

研究了含风力发电的无功优化模型，介绍了包含分布式发电的配电网无功优化。当大量风力发电注入电力系统时，风力发电机随机输出功率引起配电网潮流大小、方向频繁变化，干扰了系统原有电压调节装置正常运行。为克服电压波动，保证系统电能质量，文中引入静止无功补偿器（SVC）作为配电网补偿设备，并考虑配电网中可控制无功输出的柴油发电机的无功贡献，以有功能耗费用、SVC安装费用、柴油发电机无功生产费用为目标函数，建立了含分布式发电的配电网无功优化模型。针对由蒙特卡罗仿真得到的不同风力发电状态，在实际算例中应用遗传算法确定各状态下SVC最优安装位置、输出以及可控制无功输出的分布式电源的最优输出结果。