计及设备邻近动作影响的电力系统无功优化调度

为避免电网动态无功优化调度中参与调节的设备过多和动作过频繁,考虑设备邻近动作间的影响,提出由设备使用时间及调节频率构成的动态调节代价,建立了一种更加实用的动态无功优化新模型。首先根据设备投资及当前使用年限等数据计算基准调节代价,然后提出以零干涉周期作为设备动作相互影响的时间间隔阈值,进而得到动态调节代价,并将其引入动态无功优化调度的目标函数中,使网损降低和控制设备操作次数减少之间达到协调。仿真算例表明,对于同样的负荷变化,所提方法在取得相近的优化效果的前提下,显著减少了设备的动作次数,使无功优化调度具有更好的合理性和经济性。     

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。     

配电网运行及设备控制综合经济性的无功电压优化

为了避免配电网无功电压优化中参与调节的设备过多和设备调节过于频繁,提出了一种计及系统运行网损、设备操作成本和限制调控设备数的无功电压综合控制新方法。首先对调度周期各时段预优化,获取实时优化所需的部分数据;实时控制中,优化目标采用灵敏度与设备调节成本和次数等多目标相结合,同时对动作过频的设备引入惰性因子,不仅可以避免设备动作次数过多,同时可以将设备的调控合理地分布到调度周期的各个时段,从而对全系统的电压、网损、设备寿命和动作次数进行综合优化。寻优采用改进遗传算法,利用灵敏度、不同二进制长度编码、动态改变种群大小等手段,提高了搜索质量和计算速度。实例表明,该方法可以有效解决无功电压优化中的设备调控限次问题,具有较好的实用性和实时性。     

高压配电网无功/电压的日分段综合优化控制

为了给出配电网全天无功/电压优化调度方案,提出了一种参照电容器最大允许动作次数对次日控制时段进行划分的启发式算法,该算法综合考虑降损效益和有载调压变压器(OLTC)、并联补偿电容器的操作费用。在优化分段的基础上,根据各控制时段内不同时刻的网损及电压质量,再决定是否用OLTC进行二次调节。某实际系统的算例结果表明,所述算法及控制策略能在满足电压质量、降低网络损耗的同时,有效地简化了无功电压调节设备的操作。     

基于双种群粒子群算法的分时段电力系统无功优化

提出了一种基于双种群粒子群算法的分时段无功优化算法,将复杂的动态无功优化问题转化为静态无功优化进行处理。文中把设备的调节代价和网损费用之和作为目标函数,考虑了包括设备相邻时段调节次数限制等约束条件。在该模型基础上,根据负荷的变化趋势,提出了一种考虑设备一天内调节次数限制的分时段算法。该方法简便,不需设置划分时段的门槛值,保证了分段的有效性和可操作性,且采用双种群粒子群算法对每个时段进行静态无功优化。该算法对离散变量进行了特殊编码,较好地解决了连续和离散变量的共同寻优,降低了网损,并减少了设备动作次数。IEEE30节点算例系统结果验证了所提算法的正确性和有效性。     

分散式风电场不同时间等级的多目标无功优化控制

针对具有一定动态无功调节能力的双馈式风力发电机组构成的分散式风电场,为解决其经济稳定运行,提出一种包含风功率预测的不同时间尺度多目标无功优化控制方法。考虑风速变化相关性分组-单机预测风电机组无功输出情况,通过风电机组和SVC共同补偿电网无功需求;根据风电预测无功功率信息,采用多目标无功控制快速有效调节其输出功率以跟踪无功补偿指令。为减少风电场内设备动作次数,选取不同时间级的控制,目标为分钟级无功控制以有功网损最小为优化目标,秒级的无功控制以电压偏差最小、电压稳定裕度最大、短时闪变最小为综合优化目标,毫秒级的无功控制以机组变流器的瞬间最大无功支撑能力为优化目标进行无功分配。工程算例证明所提策略有效的降低网损、提高电压支撑能力并保证电网正常的运行。     

计及电动汽车充电桩无功响应能力的电网节能降损控制方法

提出计及电动汽车充电桩无功响应能力的电网节能降损控制方法。首先分析了充电桩作为无功源的特征以及无功调压原理,进而提出了考虑日前优化调度和日内优化修正的无功电压优化模型,日前优化调度利用传统并联电容器组和有载调压变压器以降低网损,日内正常运行时利用电动汽车充电桩无功支撑来降低网损。提出了基于无功电压灵敏度的时序递进的无功控制方案。最后,以含风电的IEEE30节点系统为算例验证了该节能降损控制方法的有效性。     

考虑高比例多元调节资源互动的配电网无功优化降损方法

为了挖掘高比例分布式资源接入背景下配电网全方位多角度无功调控降损潜力,实现更为全面精细的无功优化技术降损目标,提出考虑多元可调节资源协调互动的多目标配电网无功优化降损方法。首先,针对高比例分布式资源接入背景下谐波对线损的影响,给出了考虑谐波损耗的配电网线损计算模型;其次,在此基础上分析多元可调节资源无功调节能力,建立了以日线损最低和静态电压稳定性最大为目标的配电网无功优化调度模型;然后,通过制定多元可调节负荷、分布式电源、储能、无功补偿设备等多元分布式资源协同无功优化策略,达到在综合考虑配电网静态电压稳定性要求下系统线损最小的目的;最后,通过多元分布式资源接入的IEEE 33节点进行系统仿真分析,结果表明通过多元可调节资源的充分互动能够有效提高系统电压稳定性,降低系统线损,实现配电网安全、经济运行。     

分布式电源并网动态无功优化调度的研究

根据分布式电源并网的控制特性,将分布式电源设计为电压控制型和无功补偿型,考虑其与地区电网的电压无功控制手段相结合,参与地区电网动态无功优化调度。建立以降低地区电网网损、抑制电压波动为综合目标的地区电网模糊动态无功优化调度模型。在该模型中,通过构造模糊评价函数,将目标函数转化为对优化结果的满意度,并利用自适应权重法将综合目标进行归一化处理。最后采用改进遗传算法有效求解含分布式电源的地区电网动态无功优化调度策略。算例表明,提出的模型和方法是合理的,具有一定参考价值。     

基于交替方向乘子法的主动配电网日前两阶段分布式优化调度策略

随着主动配电网中可控设备的大量接入,亟需提出新的优化调度策略以适应主动配电网日益复杂的调度运行。针对此问题,综合考虑主动配电网的运营成本和网络损耗,提出了一种日前两阶段分布式优化调度策略。第一阶段为有功优化阶段,考虑可控资源的有功调节作用,以配电网运营成本最小为目标进行经济优化调度;第二阶段为无功优化阶段,在第一阶段调度基础上,以系统网损最小为目标,考虑可控资源的无功调节作用,建立无功优化模型。为减轻系统通信负担,采用交替方向乘子法分别将有功和无功优化的集中式数学模型分解成多个子模型,通过相邻区域间期望信息的交互实现模型的分布式求解。仿真结果表明该策略可有效减小配电网的运营成本和网络损耗。     

Optimal Reactive Power Dispatch Considering Costs of Adjusting the Control Devices

The traditional model of optimal reactive power dispatch (ORPD) for power systems is based on the principle of income maximization, which aims at minimizing active power loss of the whole networks. However, such a model may bring on excessive operations of device-control devices in real-time application. To realize reactive power dispatch, power utilities should increase equipment investment and added manpower for operation and maintenance. On the other hand, the operations would augment the fault probability of power systems. Therefore, the costs of adjusting the control devices (CACDs) are investigated, and a novel mathematical model of ORPD is presented in this paper, whose objective function is to minimize the energy loss at the current time interval and the CACD. A simulation test is presented to demonstrate that the proposed model reflects the principle of profit maximization and describes the ORPD problem with time-varying loads appropriately since it can decrease active power loss and avoid excessive controls simultaneously.     

Solution of optimal reactive power dispatch of power systems using hybrid particle swarm optimization and imperialist competitive algorithms

Management of reactive power resources is essential for secure and stable operation of power systems in the standpoint of voltage stability. In power systems, the purpose of optimal reactive power dispatch (ORPD) problem is to identify optimal values of control variables to minimize the objective function considering the constraints. The most popular objective functions in ORPD problem are the total transmission line loss and total voltage deviation (TVD). This paper proposes a hybrid approach based on imperialist competitive algorithm (ICA) and particle swarm optimization (PSO) to find the solution of optimal reactive power dispatch (ORPD) of power systems. The proposed hybrid method is implemented on standard IEEE 57-bus and IEEE 118-bus test systems. The obtained results show that the proposed hybrid approach is more effective and has higher capability in finding better solutions in comparison to ICA and PSO methods.     

地区供电系统的电压无功全局优化控制

针对电力系统无功优化中电容器组和有载调压变压器可能受负荷变化影响而出现频繁动作,影响设备使用寿命的问题,对计及设备动作次数的动态无功优化模型进行了研究,将动作次数约束转换成设备调节代价,并与电能损失费用共同构成目标函数。使各时段的优化不再相关。得到从时段上解耦的动态无功优化模型。同时采用非线性原对偶内点法对该模型进行求解。算例结果表明,该模型和算法能在避免设备频繁动作的前提下降低全天有功网损、提高电压质量。且求解模型的时间满足实时运行的要求。     

长时间尺度下计及光伏不确定性的配电网无功优化调度

针对高渗透率分布式光伏接入配电网所引起的电压控制问题,分析了无功补偿型和电压控制型两种光伏发电系统的无功电压调控特点,在考虑负荷和光伏出力不确定性的基础上,以系统总运行成本最小为目标,提出了长时间尺度下考虑电压越限风险的配电网无功优化调度模型。针对电压控制型光伏无功电压调控特点,提出了含PV类型节点的配电网概率潮流计算方法。最后,通过时间解耦并采用灾变遗传算法求解得到含高渗透率光伏的配电网长时间尺度下的无功优化调度方案。仿真算例表明:与现有光伏无功控制方法相比,所提方法能够有效降低光伏并网引起的电压越限风险,其中基于电压控制型光伏的配电网无功调度方案在降损和抑制电压波动方面的控制效果更明显。     

含风电系统的无功优化调度

针对恒速恒频和变速恒频两类控制模式对风电机组分别进行建模,以系统有功网损最小为目标,以常规发电机和恒电压控制模型风机的无功出力、变压器抽头位置和投入的电容电抗组数为控制变量,建立了含风电系统的无功优化模型。采用原对偶内点算法进行求解,对于模型中的离散变量,提出了优化归整轮流迭代的方法来进行处理。对海南电网汛小方式的算例分析表明,该无功优化模型和方法可以明显地降低系统网损和系统运行成本。     

电力系统无功优化调度研究综述

较为全面地综述了国内外学术界对无功优化调度问题的研究状况.通过对静态和动态无功优化调度数学模型及各种优化算法的分析,总结了该项研究的五个关键问题,即寻优质量、离散变量处理、求解效率、动态优化调度及协同优化计算和控制等.提出采用多智能体(Agent)建模及其协同优化方法进行全局实时动态无功优化调度的计算和控制.最后指出了有待深入研究的问题,例如无功优化调度的控制次序和负荷模型等.     

全局安时无功优化调度的MAS方法

电力系统无功优化调度问题在数学上属于一种具有多目标、多不确定因素、多约束、多极值、非线性的组合最优化问题。通常的寻优方法遇到了许多困难，因此目前无功优化调度技术的应用还停留在计算规模较小的地区局部电网中。为实现电网全局实时的无功优化调度，提出一种基于分布式人工智能中多Agent系统(MAS)的无功优化调度模型。将全网无功调度按区域分解为若干个相互关联的调度子系统进行分布式求解，全局调度系统采用网络控制结构，各调度子系统则采用分层控制结构。在各子网局部实现无功优化的基础上，采用多Agent智能协调技术实现全网的全局无功优化。     

Optimal reactive power dispatch using ant colony optimization algorithm

This paper proposed a procedure to solve the optimal reactive power dispatch (ORPD) problem using ant colony optimization (ACO) algorithm. The objective of the ORPD problem is to minimize the transmission power losses under control and dependent variable constraints. Proposed sensitivity parameters of reactive power at generation and switchable sources are derived based on a modified model of fast decoupled power flow. The proposed ACO-based algorithm is applied to the IEEE standard 14-bus, 30-bus systems, and a real power system at West Delta Network as a part of the Unified Egyptian Network. The obtained simulation results are compared with those of conventional linear programming, genetic algorithm, and particle swarm optimization technique. Simulation results show the capability of the proposed ACO-based algorithm for solving the ORPD problem, especially with increasing the system size.     

Optimal reactive power dispatch based on harmony search algorithm

This paper presents a harmony search algorithm for optimal reactive power dispatch (ORPD) problem. Optimal reactive power dispatch is a mixed integer, nonlinear optimization problem which includes both continuous and discrete control variables. The proposed algorithm is used to find the settings of control variables such as generator voltages, tap positions of tap changing transformers and the amount of reactive compensation devices to optimize a certain object. The objects are power transmission loss, voltage stability and voltage profile which are optimized separately. In the presented method, the inequality constraints are handled by penalty coefficients. The study is implemented on IEEE 30 and 57-bus systems and the results are compared with other evolutionary programs such as simple genetic algorithm (SGA) and particle swarm optimization (PSO) which have been used in the last decade and also other algorithms that have been developed in the recent years.     

考虑拓扑影响的风电场无功优化策略研究

双馈风电机组(DFIG)机群的拓扑结构对风电场无功优化有较大影响。分析了DFIG的无功出力极限,将DFIG作为风电场连续无功源,计及风电场有载调压变压器分接头设置对DFIG机端电压的影响。以风电场内部有功损耗最小为优化目标建立风电场无功优化模型。最后,以丹麦HornsRev1离岸风电场为例,采用粒子群优化算法对所建立的无功优化模型进行求解。仿真结果验证了所提优化控制策略的安全性和经济性。