基于模型预测控制的配电网无功优化控制策略

为了解决配电网中普遍存在的变压器过负荷以及用户电压偏低的问题,提出了一种基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的配网无功优化控制策略。在分析配电网潮流特点的基础上,充分利用配变的过负荷能力来传输更多的有功,而无功则在低压电网中进行优化补偿。基于模型预测控制理论,采用季节时间序列的方法动态预测未来一天内的负荷大小,并考虑配变最大可用传输无功和无功补偿装置最大投切次数的约束,在通用数学模型系统(general algebraic modeling system,GAMS)上建立了以网损最小为目标函数的无功优化数学模型,依次给出无功补偿装置的动作情况。在IEEE14节点配网系统上的试验结果,验证了所提出的无功优化控制策略的有效性。     

基于模型预测控制的光热-光伏系统多时间尺度无功优化控制策略研究

针对光热-光伏系统无功控制问题,提出一种基于模型预测控制MPC(Model Predictive Control)的多时间尺度无功优化控制策略。在日前优化同步发电机与光伏逆变器无功出力的基础上,日内采用基于MPC的滚动优化及反馈校正控制思路,利用动态无功补偿设备控制母线电压。通过基于灵敏度的电压预测模型,预测未来多个时刻电压运行状态。在此基础上,以未来多个时刻预测电压控制偏差最小为优化目标,建立日内滚动优化模型,得到动态无功补偿设备的无功控制计划,并通过电压控制偏差反馈校正,完成日内无功电压的模型预测控制。以中国敦煌地区光热电站与光伏电站所组成联合发电系统为仿真算例,通过与传统多时间尺度无功优化控制策略对比,验证该控制策略在提高系统汇集母线电压和光热、光伏电站PCC母线电压的稳定性的可行性与有效性。     

配变低压无功补偿装置的运行状态评估指标体系

由于配变低压侧负荷的不对称性及多样性,基于简单导则规定及工程经验所设计的低压无功补偿装置很难满足配变负荷实时的无功补偿需求,严重影响了无功补偿的调压降损效果。根据装置每日间隔5 min的三相量测数据,建立一套配变低压无功补偿装置的运行状态评估指标体系,其评估结果能够明确配变低压侧的电压无功问题及其原因,可为控制策略及容量配置的优化规划提供决策依据。基于所建指标体系开发低压无功补偿装置的广域状态监测评估系统,实际运行表明所提系统可取得良好的效果。     

农网全网无功优化方案探讨

针对农村配电网出现的无功匮乏面广、无功缺额大及功率因数低等问题,基于现有的几种无功补偿方式,提出了全网无功优化控制策略,阐述了无功优化控制策略的基本原理及控制过程。依托实际工程,证明了在全网实行无功优化控制策略的可行性,确实能够实现无功的优化补偿,对于实际工程具有一定的参考价值。     

区域电网无功优化控制系统的研究和应用

目前所使用的电压无功自动控制系统虽能满足电网对电压无功控制的要求,但却缺乏对其所提控制策略的调节效果进行量化评价的手段。介绍了如何通过统计和分析区域电网自动电压控制（AVC）系统历年来的运行数据,采用改进后的灵敏度算法和无功优化算法,对萧山电网当前无功设备配置情况进行经济效益分析。基于原有的无功控制系统研究开发的无功优化控制系统可评估无功电源分布的合理性,同时根据现有电网结构和负荷水平得到无功补偿设备配置的效益分析报告,为电网无功优化配置提供量化参考,并对AVC策略优化提供量化依据。     

配电网无功电压集中-分布协调控制策略研究

提出了一种基于两层无功电压控制模式的配电网无功电压集中-分布协调控制方法,该方法根据控制对象的补偿效果与动作周期的不同,将配电网无功电压控制体系解耦为无功的就地分布补偿与电压的集中优化控制两个层面,建立控制模型并研究了相应的控制策略.最后采用工程算例进行分析验证,计算结果表明所述控制模型与控制策略能够有效降低网损、提高...     

基于SVG+智能电容的混合式无功补偿系统研究与设计

为了实现低成本、精确地大容量无功补偿,设计了一种基于"SVG+智能电容"混合式无功补偿系统。系统由一台高精度补偿的小容量静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)和多台智能电容组成。首先对混合系统中SVG的电流跟踪控制进行分析,针对PI控制对周期性信号跟踪性差和重复控制在负载突变时导致补偿电流畸变的问题,提出采用加权式并联型重复控制的电流跟踪控制策略。然后对整体系统的运行特性进行分析,给出系统无功分配控制方法。最后以TMS320F28335作为混合式系统的核心控制器,设计了一套混合式无功补偿系统。通过仿真和试验结果表明,混合无功补偿系统可以对无功电流进行有效的补偿。     

基于DSP的不平衡补偿和单纯形优化的静止无功补偿器

针对静止无功补偿器SVC(Static Var Compensatot)作为不平衡负荷补偿和电压稳定控制的工况,提出了不平衡补偿和优化控制方法.对于不平衡负荷补偿,提出基于虚拟对称三相系统的同步参考旋转坐标变换的补偿电纳计算方法,利用电网电压中的一相电压构造虚拟的对称三相系统,由此可以准确计算所需的补偿电纳,该方法计算简单,基于该方法的静止无功补偿器不需要硬件锁相环,能够快速、准确地补偿负荷的无功功率;对于电压稳定控制策略,提出了基于改进的单纯形加速算法SPX(SimPleX method)优化递推积分PI控制方法,以ITAE准则作为寻优目标函数,对PI控制器的参数Kp、Ki进行实时调整、寻优,使SVC系统的瞬态响应过程达到最佳,能快速、无超调地跟踪SVC系统的电压设定值.仿真和实验结果表明所提不平衡补偿和优化控制方法的可行性和有效性.     

基于三端口柔性多状态开关的电压波动治理研究

配电网内间歇性分布式电源和负荷的波动性使系统的运行稳定性、调控灵活性受到制约。对于大面积零散分布的工厂负荷和居民负荷,单端电压波动治理设备已无法满足要求。针对上述问题,研究了用于多条馈线互联的柔性多状态开关(Flexible Multi-state Switch, FMSS)电压波动治理技术。基于三端口FMSS的拓扑分析,分析了FMSS与三端馈线进行功率交换的原理。利用解耦控制策略,实现装置同时独立进行有功潮流和无功补偿两种功能。搭建了仿真模型,进行配电网三条馈线潮流控制和无功补偿功能验证。然后提出了无功协调控制优化模型,实现了多重化控制。仿真和优化结果显示,所提的开关模型电压波动治理快速有效。     

基于智能电容器的无功补偿系统设计

根据目前国内电力市场的发展和电容无功补偿技术的水平,本文设计了基于智能电容器的无功补偿系统, 分析了该系统的原理,阐述了无功补偿的控制策略和电容器的投切方式,介绍了智能电容无功补偿器的硬件模块和软件的设计,并进行了实验仿真。     

含STATCOM的双馈风电场无功协调补偿策略

双馈异步发电机(DFIG)可以参与系统无功功率的调节,但其无功补偿作用有限,为了实现DFIG的恒功率因数模式运行,仍需要多种无功补偿装置(如FACTS装置、固定电容器)间的无功协调补偿。针对无功补偿装置不同的补偿特性,本文提出了一种含STATCOM的无功协调补偿策略,适用于解决风速波动期间STATCOM和固定电容器对无功的协调补偿问题,其根据并网点电压通过闭环反馈灵活整定风电场所需无功参考值,按照与集电母线的电压差将参考值进行不同母线间的分配,并按照磁滞控制策略进行无功补偿装置之间的协调控制。PSCAD/EMTDC下的算例仿真表明,所提无功协调补偿策略在暂稳态情况下均具有良好的补偿效果。     

DSTATCOM在电网中的应用

根据传统电网所采用的并联电容器组无功补偿方式及自动投切方式的诸多弊端,提出一种对已有并联电容器补偿装置的变电站进行智能化改造的最优方案.通过电网220kV某变电站电网负荷对系统电压影响的研究,确定DSTATCOM（配电网静止同步补偿装置）无功补偿容量,并设计综合控制策略控制并联电容器组的自动投切,实现无功补偿容量的柔性...     

电网故障下光伏并网低压故障穿越控制策略的研究

电网发生故障或扰动可能造成光伏并网点电压跌落,严重影响电力系统的安全运行,光伏发电站有必要具备在电压跌落范围和时间内保证不脱网运行的能力。提出一种基于无功补偿的光伏并网低压穿越控制策略。该方法在检测到电压跌落时,通过断开外部电压环路将双闭环控制模式更改为单电流环路操作模式,采用改进后的无功补偿控制策略防止逆变器产生过电流,为电网电压提供无功补偿,较好实现不脱网运行。最后利用Matlab / Simulink软件比较和分析低压穿越控制策略前后的相关参数。仿真结果表明,改进的控制策略可以有效地抑制逆变器输出电流的增加,并且能提供无功功率来支持电网电压,以在电网电压骤降期间实现低压穿越。     

大型同步调相机控制策略研究

随着特高压直流输电的发展,“强直弱交”电网的无功补偿问题越来越突出。大型同步调相机无功响应快、故障穿越能力强,是理想的无功补偿设备。介绍了国家电网公司大型调相机项目的应用背景,阐述了大型同步调相机的静止变频器（SFC）启动方式和励磁控制策略;重点分析调相机的SFC启动控制策略、励磁系统无功-电压协调控制、基于电力系统电压调节器（PSVR）的无功控制策略,并通过仿真试验对控制策略进行验证。试验结果表明,所提出的调相机控制策略可很好满足大型同步调相机启动和运行控制需求。     

基于预测控制的DFIG电网无功补偿优化方案

提出一种基于预测控制的DFIG功率调节控制方案,增强DFIG调节电网电能质量的能力,提高DFIG系统的无功输出能力。首先比较了DFIG系统和统一电能质量调节器的控制方法。针对DFIG功率分配动态多变量的过程,设计三输入三输出的广义预测控制方案,通过模型预测、滚动优化和反馈校正,提高了DFIG的无功补偿能力。仿真对比了多种情况下最大功率点跟踪控制和广义预测控制下的DFIG的无功输出,证明了使用广义预测控制可以有效的提高DFIG的无功补偿总量,增强DFIG系统调节电网电能质量的能力。     

DFIG风电场与D-STATCOM无功协调控制研究

提出了一种利用配电网静止同步补偿器（D-STATCOM）和双馈异步风电场（DFIG）对风电并网点进行无功协调控制的策略。该控制策略考虑了DFIG风电场的无功功率极限,结合D-STATCOM快速补偿的特点,将并网点的无功需求在两者之间进行合理分配,满足并网点快速、准确的无功补偿要求。仿真结果表明,由DFIG风电场和D-STATCOM组成的联合无功控制系统可以根据该控制策略在风速波动以及电压跌落时实现无功补偿,校正功率因数,并能稳定并网点电压,保证系统的稳定性。     

井下1140V链式静止同步补偿器系统的设计研究

基于链节H桥单元模块,将多电平调制技术应用于链式静止同步补偿器（ STATCOM ）系统中,并对H桥模块关键参数进行分析与设计。同时,结合反馈解耦控制理论与APF控制技术,研究一种适合于煤矿井下无功和谐波综合电流质量补偿系统,对井下电网电能质量进行优化。最后,搭建1140V 链式STATCOM试验平台,实验证明STATCOM装置能够实现无功和谐波的综合补偿,补偿效果较好。     

N+1混合无功补偿系统的研究

提出了一种采用N组电容器和1台静止无功补偿器构成的N+1混合无功补偿系统,电容器组采用2进制编码。给出了2进编码电容器组的投切策略和基于瞬时无功功率理论的静止无功补偿器的控制方法。与传统的电容器无功补偿结构相比,该混合补偿结构可实现连续无功补偿;与单独的静止无功补偿器相比,可大大降低成本。无功补偿案例的仿真结果验证了上述系统和方案的正确性和有效性。     

单相Buck型动态电容器无功补偿控制策略研究

电力电容器作为静态无功功率补偿的基本元件,被广泛应用于电力系统的功率因数校正。介绍了一种基于Buck型直接交流变换器的新型动态无功补偿器,即结合传统的电力电容器与Buck型变换电路对其加以改造形成动态电容器,使其具有动态无功补偿的性能。由于不需要使用大容量的储能元件,可以使系统的成本降低,可靠性增强。以单相Buck型动态电容器为对象,分析推导了其基本控制方程和无功补偿原理。在此基础上提出了动态电容器的无功补偿控制策略,并针对单相Buck型D-CAP进行了仿真分析和实验验证。仿真和实验结果表明,介绍的Buck型动态电容器能够实现无功功率实时、精确的动态补偿。