电力市场下的无功定价研究

无功定价研究是电力市场研究的一个重要方向,基于微观经济学的理论,提出了考虑暂态电压安全下的无功定价方法,将暂态电压安全作为约束条件去修正最优潮流,用来反映用户消耗无功功率对系统暂态电压安全性的影向.通过算例分析了考虑系统暂态电压安全对无功定价的影响,表明考虑了暂态电压安全的无功定价能反映用户消耗无功功率对系统暂态电压安全性的影响,从而全面反映了系统的运行情况,为系统的稳定运行提供了有益的信息,有利于系统稳定运行.     

交直流混联受端电网动态无功规划研究

能源资源与用电需求逆向分布的特点决定了我国西电东送的整体输电格局.随着用电负荷增长、直流输电技术发展,我国逐步形成多个交直流混联受端电网,严重故障下存在暂态电压失稳风险.文章首先从静态稳定和暂态稳定的角度研究动态无功补偿设备对于提升电压稳定性的作用.考虑多约束故障下动态无功补偿设备对于系统静态电压稳定、暂态电压稳定的提...     

超导储能装置用于改善暂态电压稳定性的研究

建立了超导储能装置(SMES)在暂态电压稳定性分析中的简化数学模型.SMES经双桥系统的电流源型换流电路与电力系统相连.研究了具有快速响应特性的SMES在提高电力系统暂态电压稳定性方面的作用和其无功控制策略,以及采用不等触发角控制时的控制原则.在Matlab平台上编制了暂态仿真程序,对典型3机10母线系统进行了仿真计算.仿真结果表明,超导储能装置安装在动态负荷处,采用无功-电压控制方式能够有效地提高系统的暂态电压稳定性.     

暂态电压安全预防控制的优化

为了优化暂态电压安全的预防控制,根据暂态电压安全裕度对于各节点无功功率的灵敏度系数,将暂态电压不安全点与注入点进行关联分区.按控制区分别调整无功注入量,将大系统暂态电压的预防控制问题转化为各分区的对应问题,以改善整个系统的暂态电压安全.通过试验系统和实际系统验证了该方法的有效性.     

电力市场下的无功定价研究

无功定价研究是电力市场研究的一个重要方向,基于微观经济学的理论,提出了考虑暂态电压安全下的无功定价方法,将暂态电压安全作为约束条件去修正最优潮流,用来反映用户消耗无功功率对系统暂态电压安全性的影响。通过算例分析了考虑系统暂态电压安全对无功定价的影响,表明考虑了暂态电压安全的无功定价能反映用户消耗无功功率对系统暂态电压安全性的影响,从而全面反映了系统的运行情况,为系统的稳定运行提供了有益的信息,有利于系统稳定运行。     

考虑降低暂态电压失稳风险的动态无功优化配置方法

为了降低系统动态负荷尤其是电动机负荷比重越来越大带来的电网暂态电压失稳风险,提出了一种考虑降低暂态电压失稳风险的动态无功优化配置方法。综合考虑动态无功补偿装置的安装地点和容量,使得系统暂态电压失稳的风险最小和动态无功补偿的成本最小。该方法首先通过暂态电压失稳风险指标和灵敏度指标确定关键故障集合、动态无功补偿的候选节点,然后将各个动态无功补偿装置的容量作为变量引入烟花优化算法中求解。为了减少优化过程的时间,在优化算法中增加了一个火花筛选的环节。IEEE39节点算例仿真结果表明,该方法与仅考虑动态无功补偿装置地点的优化方法相比,在相同的无功补偿成本下能更好地降低暂态电压失稳风险。     

含异步机负荷的虚拟同步机并联系统暂态电压稳定性分析及其提升措施研究

含异步机负荷的虚拟同步机并联系统在遭受严重故障后,存在暂态电压失稳问题,严重影响系统的安全稳定运行。该文揭示了并联系统暂态电压失稳机理,并对比分析了虚拟同步机无功环的3种控制模式对系统暂态电压稳定性的影响。分析表明,该并联系统发生对称短路故障时,虚拟机无功环的Q-V下垂和恒无功控制模式的动态特性恶化系统的暂态电压稳定性。且故障期间逆变器的内电势电压跌落程度越浅,系统暂态电压稳定性越高。在理论分析的基础上,提出一种考虑逆变器故障电流限制的系统暂态电压稳定性提升措施。该措施在保证逆变器输出电流不过流的前提下,提升了并联系统的暂态电压稳定性。此外,为定量分析系统的暂态电压稳定性,提出一种考虑无功控制环动态特性的临界故障清除时间计算方法。基于Matlab/Simulink的仿真结果验证了理论分析的准确性。     

基于灵敏系数和模型预测控制的电压优化策略

针对智能算法的计算量大、没有考虑发电机旋转备用等问题,提出基于灵敏度系数和模型预测控制(MPC)的电压优化控制策略,可以对大负荷节点和枢纽节点进行电压优化,提高系统电压稳定性。建立了系统无功电压的预测模型,研究了旋转备用容量对系统静态电压和暂态电压稳定性的影响。提出的策略可以有效提高系统故障后暂态电压的稳定性,故障切除后暂态电压可以快速有效地恢复,提升了系统的暂态稳定性,该策略在基于MATLAB的IEEE14节点系统中得到验证。     

并网型光伏系统无功电压稳定性控制策略研究

针对目前光伏电站接入电网所涉及的电压稳定性问题,在对光伏逆变器无功输出能力与控制点无功电压影响特性研究的基础上,提出一种综合考虑电网静态扰动和暂态故障下的无功电压控制策略。将电压分为静态和暂态控制区,根据光伏单元有功出力和控制点电压所处区域采取对应的无功优化方案,实现了无功在光伏电站与无功补偿装置之间及光伏电站内各逆变器之间协调分配。对采用该策略前后光照强度引起的静态电压波动及电网三相故障引起的暂态电压跌落情况进行仿真。仿真结果表明:采用该控制策略后系统在静态或暂态下均能提供较好的电压支撑作用,有效地抑制电压波动与故障脱网,验证了该电压控制策略具有有效性与经济性。。     

达坂城风电场动态无功补偿方案研究

为确保达坂城电网安全有效运行,研究用3种无功补偿装置改善达坂城风电场暂态电压稳定性.在PSS/E环境下建立了达坂城风电场及周边电网详细模型,分析了不同补偿装置在短路故障条件下,保证暂态稳定的机理,通过仿真验证了它们对暂态电压稳定性的作用.结果表明STATCOM能够更有效地帮助风电场在电网发生故障后恢复电压,提高风电场的故障穿越能力,确保风电机组连续运行及电网安全稳定.     

暂态电压质量服务综合定价策略

综合考虑了用户和系统的利益,重点讨论暂态电压质量问题,主要针对电压暂降产生时的4项重要因素:电压暂降幅值、持续时间、(某时段内)负荷、单次暂降造成的经济损失等,提出了一套暂态电压质量服务的综合定价策略.通过对IEEEFuBTs系统的实例分析表明,该定价策略具有一定的现实意义,有助于电力市场的长期稳定发展.     

暂态电压安全预防控制优化的轨迹灵敏度法

建立电力系统暂态电压安全分析的微分代数方程组模型,并提出求解其预防控制优化问题的暂态电压安全约束最优潮流模型。在该模型中,暂态电压安全约束包括防止系统发生暂态电压失稳和暂态电压延时恢复2个方面;目标函数为系统运行费用最小;控制变量为发电机的有功输出、无功输出、有载调压变压器变比和并联电容器组投入电纳。基于轨迹灵敏度法,得到暂态电压安全约束函数与控制变量之间的近似线性增量关系,从而将优化控制模型转化为非线性规划模型。引入二次罚函数处理变压器变比和并联电容器组电纳等离散控制变量,并采用非线性原对偶内点法求得优化模型的解。对IEEE39节点系统的分析计算验证了所提出的优化模型和算法的正确性和有效性。     

供用电双方满意的电压暂降治理增值服务策略

实现电压暂降治理的市场化,需解决降低治理投资成本和合理制定服务费用两大问题。首先提出一种基于过程免疫时间（process immunity time,PIT）的全过程电压暂降风险量化方法;在此基础上,结合暂降治理服务成本,提出一种考虑最大化去风险的电压暂降治理设备优化配置模型,实现满足用户需求的最优治理服务方案决策。引入满意价格策略,定义供、用电双方的满意度,明确其利益诉求,提出一种基于双方满意的电压暂降治理增值服务定价模型。最后,以中国某化工厂为例,通过实例验证所提方法的正确性和合理性,所提方法有助于电压暂降治理增值服务的推行,进而解决用户的电压暂降问题,缓解供用电双方矛盾,具有较大的实用价值。     

计及电压越限投资的有源配电网节点电价计算方法

有源配电网的多电源特性有利于释放线路容量、改善电压水平、延缓电网投资。针对含分布式电源的配电网,建立了一种计及电压越限投资成本的有源配电网节点电价计算方法。该方法通过量化分布式电源接入引起的潮流变化对未来容量与电压越限投资的影响,对双向潮流情况下元件投资年限进行求解与修正。在此基础上,利用长期增量成本法计算节点电价,评估了现有网络的容量利用水平与电压越限程度。IEEE 33节点系统算例分析表明,所提定价方法能够反映各节点对有源网络容量与电压越限程度的贡献水平,可以指导合理的电力消费与电网规划。     

Gini Coefficient for Voltage Security Assessment of Multi-stage Transmission Expansion Planning

Due to the voltage security uncertainty caused by construction sequence in multi-stage transmission expansion planning (MTEP) in bulk power grids, it is necessary to appropriately arrange the construction sequence of the MTEP schemes to reduce voltage security risk. The Gini coefficient is widely used to weigh the gap of residents' income distribution. In this paper, the voltage security Gini coefficient is defined as the voltage security risk index of the MTEP scheme, and is presented to quantitatively evaluate the entire voltage security of one MTEP scheme. Voltage security evaluation model of the MTEP is established based on voltage security Gini coefficient. Compared to the stabilization cost, the proposed model directly reflects the voltage security of the MTEP scheme, and the local optimum is avoided. The presented method is applied on the IEEE 118-bus 54-generator test system. Results show the validity and effectiveness of the proposed model.     

基于轨迹灵敏度的紧急切负荷优化算法

超/特高压直流远距离、大容量输电使受端电网发生大功率缺额的概率增加。为防御失去大电源导致的电网安全稳定破坏,提出了一种兼顾暂态安全性和经济性的紧急切负荷优化模型,并设计了高效求解方法。优化模型以总切负荷代价最小为目标,计及暂态电压安全、暂态频率安全和切负荷量约束。暂态安全性均基于时域轨迹严格评估,是带时域参数约束的大规模非线性规划问题。分析了问题最优解的特征,针对带时域参量约束的非线性规划无法直接求解的问题,利用轨迹灵敏度将安全约束线性化,将问题转化为线性规划求解,并通过逐次迭代保证解的一致性。以实际省级电网为例进行仿真分析,验证了算法的有效性。     

考虑暂态安全性的低频低压减载量的全局优化

指出了低频和低压减载装置的整定不仅要满足静态和中长期动态对频率和电压的安全性要求，而且要满足暂态过程中的频率和电压安全约束。通过详细模型的时域仿真，在各种运行方式及故障集下寻找使系统暂态安全且总体控制代价最小的减载策略。给出了其减载量优化问题的数学描述，以减栽代价最小为目标函数，把低频和低压减载控制作为多级控制序列。根据暂态频率和电压安全裕度指标计算减载的性价比，把性价比最大的决策作为下一级的初始条件，通过逐级优化来实现全局优化。     

暂态电压稳定性及电压跌落可接受性

阐述了暂态电压稳定,暂态电压跌落可接受和暂态功角稳定三者之间的关系,把电力系统同时保持暂态电压稳定和暂态电压跌落可接受称之为暂态电压安全,把电力系统同时保持暂态功能稳定和暂态电压安全称之为暂态安全。     

Dynamic Reactive Power Compensation and Cost Analysis for Isolated Hybrid Power System

The wind-diesel-based isolated hybrid power system requires dynamic reactive power compensation for the fast recovery of voltage under load and input changes. Dynamic compensation techniques give a better voltage response but at a high cost; in contrast, the static compensator reduces the compensation cost by compromising on the voltage response. The use of, both, static as well as dynamic compensators together may give cost-effective reactive power compensation for predefined transient limits of voltage response. This paper presents the pricing of reactive power compensation under steady-state and dynamic conditions of a system with fixed capacitor (FC) and STATCOM. The main contributions of the paper are: (1) evaluation of reactive power compensation using FC as a static and STATCOM as a dynamic compensator, (2) fast recovery of voltage response using genetic algorithm-based tuning of the STATCOM controller's gain constant, (3) evaluation of reactive power compensation cost for steady and dynamic conditions due to change in load and/or input demand, and (4) comparison of responses obtained for the optimized case with a pre-existing reference compensation method.