自动电压控制中连续变量与离散变量的协调方法（二）厂站协调控制

遵循"离散设备优先动作,连续设备精细调节"的原则,以变电站母线电压上下限为协调约束,提出了一种基于协调约束实时更新的厂站协调电压控制方案。首先在变电站侧增加虚拟调相机,通过站内协调,在给出离散设备控制策略的同时,得到虚拟调相机的期望无功出力;然后,按照控制等价原则,将虚拟调相机无功出力转换为实时更新的协调约束,并加入到本区域的协调二级电压控制(CSVC)模型中统一求解,该CSVC模型无离散变量,避免了混合整数规划问题的求解。所述成果已在国内多个网、省级电网得到实际应用。     

自动电压控制中厂站时序协调控制方法的研究

在已有的自动电压控制中电厂和变电站时间序列协调控制技术基础上,提出了厂站时序协调电压控制的新方法。该方法包括在AVC中自动生成厂站协调组以适应电网结构和运行方式的变化,以及一种新的厂站协调约束限值实时更新方法。文中方法可以适应变电站在各负荷时段、各种无功运行方式下的厂站协调控制要求,能有效处理自动电压控制中厂站协调约束限值的实时更新问题,避免电厂与变电站之间控制方向上的冲突,减少无功的不合理流动,提高电网的电压稳定性。     

基于遗传算法的改进二级电压控制的研究

电压分级控制是协调电力系统电压控制的有效手段和方法,二级电压控制策略又是电压分级控制的关键环节.针对二级电压控制设备既有连续调节设备又有离散调节设备的特点,首先采用了改进的二级电压控制优化模型,用遗传算法对模型进行了求解,得到了与其它策略一样的控制效果.但这些仿真结果表明,在调节过程中存在电压"跳跃"现象和调节时间过长问题.针对这两个问题,该文提出了:(1)用发电机励磁与有载调压变压器匹配调节的方法,成功解决了"跳跃"现象.(2)采用先发电机(无功电源)协调控制方案后多控制设备(增加有载调压变压器等)协调控制方案的措施,解决了调节时间过长的问题.最后以新英格兰39节点系统为例进行了仿真校验,结果表明,该控制方案能够兼顾连续和离散的控制设备,具有令人满意的的控制效果;同时也证明了所提出的两个问题的解决方案的可行性.     

基于协调VQC定值的分层电压无功控制

在基于VQC实现变电站各级电压无功综合控制的基础上,探索县级电网多变电站VQC协调控制。通过通信子系统获取各变电站的开关状态和负荷信息,利用卡尔曼滤波法对次日负荷进行预测,然后使用离散无功优化模型及其扩展内点算法进行全网离散无功优化计算,在有限变压器分接头调整次数和电容器组投切次数约束下得到最优无功和最优电压运行曲线,在此基础上完成县级电网多台VQC定值设定。计算结果验证了所提出的算法的正确性、可靠性以及处理区域电网离散无功优化问题的能力。     

多控制区多无功源协调的风电集群电压控制

通过分析风电集群并网接线的特点,针对风电并网造成电网无功电压问题,文中提出了多控制区多无功源协调的风电集群电压控制体系。在正常、警戒和紧急多控制区下,调度主站实现区域支撑下电厂/直控变电站/风电场的连续型和离散型不同无功源的协调控制,构建快速调制的电压控制体系,在系统层次进行无功的优化分配;风电场子站实现基于SVC/SVG无功备用快速响应的无功控制策略,结合风电场多种无功源不同控制响应特性,进行快速响应迟滞协调的控制,降低风电场自有波动性和间歇性对电网的影响。实际系统应用表明,该控制体系能有效抑制电网电压波动,降低风电集群脱网的风险。     

基于模型预测控制的多时间尺度无功电压优化控制方法

针对高比例风电接入下电网电压快速、频繁波动的问题,提出了基于模型预测控制(MPC)的多时间尺度电网无功电压优化控制方法。在日前优化安排离散无功补偿设备的基础上,日内采用基于MPC的滚动优化及校正控制思路,利用连续无功补偿装置对电压进行控制。首先,建立基于灵敏度的电网电压预测模型,预测得到未来多个时刻的电网电压运行状态;然后,以未来多个时刻的电网电压预计控制偏差最小为优化目标,建立日内滚动优化控制模型,求解得到连续无功补偿装置的无功控制计划,并通过电压控制偏差校正,完成日内无功电压模型预测控制;最后,以我国"三北"地区某风电场集群为例进行仿真计算,通过与传统电压控制方法进行对比,验证所提方法在提高电压控制水平方面的可行性和有效性。     

计及调节次数的变电站动态电压无功优化控制的研究

根据实际变电站电压无功调度的要求,提出一种计及调节次数的变电站动态电压无功优化控制的新模型.以变压器低压侧母线的电压允许偏差和主变的功率因数为控制目标;考虑变电站动态电压无功控制中控制设备的开关动作过于频繁,不但可能增加系统的故障率,而且会减少设备的使用寿命,约束条件增加变压器的分接头和并联电容器组的控制开关连续调节的时间间隔.对基本遗传算法的适应度函数、遗传算子等做了改进,以提高计算效率.仿真算例表明,该方法可以提高变电站的功率因数,并减少变电站动态电压无功调度中控制设备的动作次数.     

华北电网自动电压控制与静态电压稳定预警系统应用

设计并实现了区域电网自动电压控制(AVC)系统。提出了区域电网AVC模式,包含对直控电网的闭环控制和对各下级电网的协调控制2部分;在主站系统中实现了对500 kV变电站内部的电容、电抗器、有载调压分接头(离散控制设备)和调相机(连续调节设备)的综合协调和闭环控制;通过约束条件的实时修改实现了电厂与变电站的协调控制;实现了在线静态电压稳定预警与AVC功能的协调;实现了三维可视化功能。该系统已在华北电网实际运行。     

基于遗传算法的改进二级电压控制的研究

电压分级控制是协调电力系统电压控制的有效手段和方法,二级电压控制策略又是电压分级控制的关键环节。针对二级电压控制设备既有连续调节设备又有离散调节设备的特点,首先采用了改进的二级电压控制优化模型,用遗传算法对模型进行了求解,得到了与其它策略一样的控制效果。但这些仿真结果表明,在调节过程中存在电压“跳跃”现象和调节时间过长问题。针对这两个问题,该文提出了：（1）用发电机励磁与有载调压变压器匹配调节的方法,成功解决了“跳跃”现象。（2）采用先发电机（无功电源）协调控制方案后多控制设备（增加有载调压变压器等）协调控制方案的措施,解决了调节时间过长的问题。最后以新英格兰39节点系统为例进行了仿真校验,结果表明,该控制方案能够兼顾连续和离散的控制设备,具有令人满意的的控制效果;同时也证明了所提出的两个问题的解决方案的可行性。     

多控制手段协调的分布式电压紧急控制

提出了一种多控制手段的协调分布式电压紧急控制方法。先从电压紧急控制的角度分析了常用的几种电压控制手段;再提出了基于无功电压灵敏度矩阵的紧急时对多控制手段(FACTS元件与发电机励磁)进行协调控制的方法,并在必要时利用这些设备的过载能力。在正常响应阶段协调控制并联电容器和快速无功源,以保证系统的快速无功备用容量。仿真结果表明,该方法能有效地维持系统电压水平,同时防止多控制手段间的超调和调节振荡等现象。     

协调二级电压控制的研究

总结了协调二级电压控制(CSVC)的基本思想,提出了一种新的CSVC模型。在优先考虑中 枢母线电压偏差最小的前提下,利用多余的控制自由度保证本区域发电机运行在无功裕度更大、出 力更均衡的状态。仿真结果显示在分级电压控制体系中,如果二级控制环节采用所提出的CSVC 模型将有利于提高系统的电压稳定裕度。基于该CSVC模型的二级电压控制模块已经在国内某 省级电网得到实际应用。     

具有鲁棒容错特性的网络化二级电压控制

根据二级电压控制的原理和网络传输的特点,建立了同时考虑不确定信息延迟、数据包丢失和乱序的网络化二级电压控制NSVC(networked secondary voltage control)模型,运用线性矩阵不等式LMI(linear matrix inequality)方法设计了具有鲁棒容错特性的二级电压控制器,能保证控制系统在网络环境下具有良好的控制性能和稳定性。以经典3机系统为例进行数字仿真,验证了该网络化二级电压控制器的性能和效果。     

电压不平衡条件下并网逆变器的直流电压控制

电网电压不平衡时,逆变器的并网功率中含有的二倍频谐波分量使得直流电压波动,影响其稳定性和并网质量。在不平衡电网电压条件下进行逆变器直流电压动态过程及其对输出性能影响的分析,在平衡的电网电压条件下的逆变器PQ控制模型基础上引入一个负序控制环,正负序叠加控制和直流电压控制改善了逆变器的控制效果,使得直流电压和并网功率波动更小,同时直流侧电容电压波动的减小也降低了逆变器并网电流中的3次谐波分量。仿真结果验证了并网逆变器控制策略的有效性和优越性,该方法能够提高了逆变器在电网电压不平衡条件下的稳定运行能力。     

电厂侧自动电压控制系统电压控制策略的改进

自动电压控制(AVC)系统是提高电压管理水平、降低网损、保证系统安全稳定运行的重要手段.针对发电系统并网方式变化可能导致电压大幅波动的问题,提出了一种新的基于Boltzmann公式的自适应变步长电压控制方法,该方法根据目标电压与实际电压差值采用快速逼近的办法实现电压跟踪调节功能.从仿真计算结果可以看出,该方法兼备了电压...     

500kV主网电压集中控制模式下的调压方法

针对目前全国范围内正在推进的"大运行"模式下电网管理、控制方式的变革,从工程实际的角度出发,指出了高度集中式无功电压调节控制模式下出现的新问题,进而提出了以无功电压灵敏度为基础的目标优化辅助调压控制策略,以解决"大运行"模式下集中监控调压遇到的实际问题;算例仿真验证了基于无功电压灵敏度的辅助调压方法的正确性。     

基于协调控制的自动电压控制系统分析

介绍河北省南部电网自动电压控制系统及其三级电压控制体系,分析网省地协调控制模式的原理和工作方式,通过实际数据说明系统的运行效果。     

基于自适应控制时域参数的电压协调控制

模型预测控制方法中的控制时域参数通常离线确定,且在优化过程中保持恒定,影响了其在电压协调控制问题中的优化控制效果。针对上述问题,提出了一种基于自适应控制时域参数的电压协调控制策略。基于轨迹灵敏度量化分析了节点电压对于备选控制的响应特性。在控制调节速率的约束下,通过电压响应特性评估当前优化步数下电压的累计最大恢复值,建立极限调压能力指标。在每个采样周期初始时刻,根据预测电压轨迹和极限调压能力指标确定控制时域参数,在滚动优化过程中自适应调整,可减少计算量和耗时,加快故障后电压恢复速度和优化过程的收敛。新英格兰39节点系统的仿真结果验证了所提出方法的有效性。     

三相电压源逆变器功率解耦控制

推导并分析了三相电压源逆变器的输出有功功率及无功功率之间的耦合关系。基于该耦合关系讨论了"V"和"P"2类不同的耦合规范型及对应的解耦方法。将2类解耦方法应用于功率的控制,并通过仿真试验对结果进行了分析比较。仿真结果表明,"P"型规范解耦能实现对三相逆变器输出功率的精确控制。     

MAS控制算法在二级电压控制中的应用

介绍基于多Agent系统(multi-agent system,MAS)的控制算法,该算法采用合同网协议并通过黑板系统实现各智能体之间的通信,能够较好地解决无功电压控制的不确定性;与传统的静态二次规划模型求解相比,MAS更注重考虑控制过程,动态控制品质和效果更好.