适应三相不平衡主动配电网无功优化的二阶锥松弛模型

三相不平衡主动配电网无功优化的非凸非线性给全局优化求解带来一定挑战.传统方法采用二阶锥松弛方法来凸化原始非凸优化模型,从而实现全局最优解的有效搜索.然而,传统所提方法忽略了三相配电网相间耦合关系,从而导致三相不平衡场景下与全局最优解之间存在误差.为此,文中提出适应三相不平衡主动配电网无功优化的二阶锥松弛模型,通过将原始优化模型映射到高维空间,松弛秩约束,并采用Sylvester准则形成相间二阶锥约束.最后,通过IEEE 33节点、IEEE 123节点和906节点算例仿真分析验证了所提方法的有效性.     

带蓄电池储能系统的DSTATCOM有功无功联合优化控制

蓄电池储能系统接入配电网静止同步补偿器(B-DSTATCOM)进行有功无功联合控制可有效缓解高波动性分布式电源大量接入配电网导致的电压越限、网损加重、三相不平衡度增加等系列问题。对此,文中提出一种计及光伏发电的不平衡主动配电网B-DSTATCOM实时有功无功联合优化控制策略。首先,对B-DSTATCOM四象限运行原理进行研究,在此基础上以电压偏移、网损、电压不平衡度及运行成本为子目标函数建立B-DSTATCOM实时有功无功联合多目标优化控制模型,并采用加权求和法、改进粒子群优化及直接潮流法求得最优控制方案。最后,基于澳大利亚某实际含光伏低压不平衡配电网进行MATLAB仿真,验证所提方法及模型的有效性、实用性和鲁棒性。     

基于二阶锥规划的交直流主动配电网日前调度模型

为适应未来配电网可能出现的交直流混合拓扑形态,提出了基于二阶锥规划的交直流主动配电网多时段日前优化调度模型。该模型以购电费用和弃光弃风惩罚费用之和最小作为目标函数,通过分布式电源有功和无功调节、容抗器投切、储能充放电功率调节、电压源换流器无功调节及配电网动态重构等多种主动管理措施实现主动配电网有功功率-无功功率联合优化,消除潮流及电压越限,解决高比例分布式电源接入交直流主动配电网后的日前优化调度问题。50节点算例的分析验证了所提模型的正确性。     

多能耦合三相不平衡主动配电网与输电网交互随机模糊潮流方法

随着能源互联网建设推进,含能量枢纽和高比例风电主动配电网与输电网交互更加紧密,输配全局潮流计算面临新挑战。该文基于体系(system of systems,SoS)概念,定义输电网和其接入的多个主动配电网为既独立又交互的体系系统,考虑含随机模糊性风电能量枢纽与配电网有功功率双向交互,获取主动配电网与输电网交互状态;进一步考虑输电网规模化风电接入和配网负荷三相不平衡,建立含风电和能量枢纽等的多能耦合三相不平衡主动配电网与输电网交互全局随机模糊潮流So S模型;提出结合随机模糊模拟、输配交互状态、前推回代和牛顿拉夫逊法的模型并行求解算法。改进的IEEE39节点输电网和IEEE33节点配电网算例仿真结果表明文中方法正确有效。     

主动配电网三相电压优化及校正控制方法

研究主动配电网三相电压的优化与校正控制技术,提出了全网集中优化、局部协调校正的控制方法。在长时间尺度内,协调全网有功和无功资源,基于半定规划理论建立计及本支路相间互感的主动配电网三相电压优化的数学模型,实现全网优化控制。在短时间尺度内,利用电压相量对节点注入功率的三相灵敏度建立电压相量校正二次规划模型,实现电压相量校正控制。IEEE 33节点三相标准测试系统的仿真表明,全网优化控制能有效降低网损,局部校正控制能利用最小的功率调整量快速校正越限节点的电压幅值,并减少三相不平衡度。     

基于改进蜉蝣算法的含分布式电源配电网无功优化

近年来,风光等分布式电源（distributed generation,DG）的大规模并网运行给主动配电网无功优化带来新挑战。首先,在对分布式电源无功调控特性进行分析的基础上,针对配电网单相、三相混杂的情况,文中分别建立了考虑三相平衡与不平衡情况下计及DG无功支撑能力的配电网无功优化模型。其次,在蜉蝣算法的基础上,利用Sobol序列生成超均匀分布的初始蜉蝣种群提高算法收敛性;引入自适应重力系数合理化搜索机制和基因突变以增加种群多样性;同时调整越界约束策略以减少无效计算,提出一种改进蜉蝣算法（improved mayfly algorithm,IMA）用于求解含DG的配电网无功优化问题,并给出具体的无功优化流程。最后,通过对改进后的IEEE 33节点和三相IEEE 33节点配电系统进行测试,验证IMA较于其他智能算法在无功优化计算中的优越性。结果表明所提模型和算法能够有效降低配网的有功网损和三相不平衡度,提高各节点的电压水平。     

基于有功-无功协调优化的主动配电网过电压预防控制方法

分布式发电接入配电网,可能引起过电压从而限制其并网能力。针对配电网的运行特点,文中提出了采用三相配电网模型的过电压预防控制方法。首先,采用电压对节点注入功率的三相灵敏度,分析了配电网中利用有功—无功协调控制电压的必要性;然后,基于三相模型,提出了综合调度分布式发电(DG)和无功补偿设备的优化模型。最后,采用IEEE 123节点三相标准测试系统的数值仿真表明,文中方法可以满足不对称主动配电网的运行要求,有效提高配电网消纳DG出力的能力。     

多端直流架构的交直流混合配电网三相不平衡潮流计算

在配电网向交直流混合供电的方向发展的新形势下,提出一种能够计及交流三相不平衡的交直流配电网潮流计算方法。首先建立了电压源型换流器的三相稳态潮流模型,推导了换流器的三相潮流以及直流配电网潮流计算方程,并对不平衡系统进行了补偿。考虑了不同的控制方式及适用于配电网的多端直流控制策略,在此基础上,提出了适合配电网的三相不平衡交直流交替迭代潮流计算方法,该方法采用了模块化思想,不需要全局迭代,可以从交、直流侧任意方向开始潮流计算,自动修正越限变量并调用控制策略,实现了交直流潮流计算的解耦。最后,对修改的IEEE 37节点配电系统进行仿真计算,仿真结果证明了算法的有效性、快速性和准确性。     

计及换流站运行方式的交直流混合配电系统潮流计算方法

针对含有VSC-MTDC的交直流配电网络,在充分考虑交流侧三相不平衡建模和VSC换流站运行控制方式的基础上,提出了一种交替迭代潮流计算方法。讨论了潮流计算时换流站主从控制、下垂控制等多种运行方式下的节点等效处理方法。在交流潮流计算时,将换流站等效为虚拟发电机节点,并采用了可计及三相不平衡的潮流计算方法。通过对改进的IEEE13节点算例的计算分析,表明所述方法可以灵活处理交直流配电网主从控制、下垂控制等多种运行方式并快速收敛,同时通过多端直流可以有效降低分布式电源接入对交流电压分布和三相不平衡的影响,在此基础上可以进一步开展交直流混合配电网三相不平衡补偿控制与运行优化方面的研究。     

多端直流的交直流配电网潮流计算

传统的交直流潮流计算方法主要用于输电网计算,而交直流配电网需要考虑交流网侧三相不平衡和直流网侧分布式电源低压多端直流接入等问题。针对这一问题,提出了一种考虑三相不平衡的含多端直流的交直流配电网交替求解算法。(1)对交流系统和换流站三相不平衡建模;(2)计及换流站不同控制方式,推导了直流潮流方程,在其基础上,推导了含DC/DC变换器的直流潮流计算修正方程式,根据DC/DC变换器和换流站控制方式的不同,在交直流潮流计算中提出不同的等效处理方式;(3)通过改进的IEEE 34节点算例进行了仿真验证。仿真结果表明,在多端直流不同控制模式下,所述交直流配电网潮流计算方法处理三相不平衡、分布式电源直流接入等问题具有较好的收敛性能。     

极坐标系下主动配电网三相线性潮流计算方法

线性潮流计算方法可以提高主动配电网集中优化控制的鲁棒性和快速性。随着分布式电源在主动配电网中的广泛接入,配电网中的电压控制节点逐步增多,以保持正常的电压水平。现有直角坐标系下三相线性潮流无法处理本地压控节点,现有极坐标下的线性潮流模型未能详尽考虑分布式电源控制特性、网损分摊特性与配电网三相特点。因此提出三相极坐标系下的线性潮流计算方法来解决这个问题。所提方法考虑了Y或Delta型连接ZIP负荷、单相或三相分布式电源(Distributed Generators, DGs)等类型。同时考虑了DGs的详细控制模型和分布式松弛母线模型。最后通过三相不平衡的IEEE 13,34,37和123节点系统验证所提方法的精度和对各种节点类型的适应性。     

三相变压器模型分析及其对配电潮流的影响

建立详细的三相变压器模型对配电网分析至关重要.在所建立的变压器三相模型基础上,对比分析了相间磁耦合和励磁支路对模型的影响,讨论了零序参数和励磁支路参数的计算方法,并采用4节点配电网测试系统,详细分析了相间磁耦合、励磁支路对配电网三相潮流计算的影响.算例分析表明,在变压器模型中是否考虑相间磁耦合对潮流计算结果的影响较大,而且励磁支路产生的损耗不应忽略.     

含分布式电源的配电网无功补偿分区平衡优化调节方法

提出一种含分布式电源的配电网潮流可行解调节方法。在配电网进行无功控制分区的基础上,定义了配电网分区负载率,然后设计考虑电压自动控制系统AVC站配协调控制的无功平衡优化调节方法。具体包含:配电网无功补偿分区平衡优化调节方法和变电站AVC站配协调调节方法,并且在调节过程中前者优先于后者。对于前者模型采用免疫遗传算法进行求解,对于后者采用直接法进行计算。所提方法通过对配变低压侧无功补偿柜、分布式电源进行无功补偿分区平衡和变电站AVC的电压协调控制,调节出无功分区平衡、各个节点电压满足合格要求、有功网损较低的潮流可行解。成都某实际10 kV 55节点配电网的仿真结果验证了该方法的有效性。     

考虑光伏选相投切的低压配电网三相平衡优化

单相光伏电源的接入通常会引起低压配电网(LVDN)的三相不平衡度增大.针对当前负荷换相困难以及光伏协调控制在三相四线制LVDN中的适用性问题,提出了 LVDN三相平衡优化模型.基于三相四线制系统的节点导纳矩阵,以注入电流不平衡量建立LVDN的潮流方程,以三相不平衡度最小为目标,建立考虑光伏选相投切、光伏逆变器无功调节和...     

基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制

大规模户用光伏不平衡接入低压配电网会造成严重的电压越限、网损和三相不平衡。针对当前户用光伏消纳控制技术对三相四线制低压配电网不适用的问题,提出了一种基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制方法。考虑电压、电流的幅值和相角,采用三相四线制节点导纳矩阵建立了低压配电网的网络拓扑结构;综合考虑网损和三相不平衡度最小,建立了储能元件有功功率和光伏逆变器无功功率的三相四线制线路多时段协同控制模型;通过复数变量拆分和模型凸化以降低三相四线制模型的求解难度,采用CPLEX算法包求出模型全局最优解。仿真结果表明,所提出的基于最优潮流的控制方法在大规模光伏和负荷不对称接入条件下能够有效抑制电压越限,同时达到降低网损、改善电网三相不平衡的目的。     

基于柔性多状态开关的交直流配电网有功-无功优化调度

交直流配电网作为主动配电网的重要发展方向,协调其有功-无功资源以改善系统运行特性具有重要研究价值。首先,以基于多端柔性多状态开关(SOP)的交直流配电网为研究对象,计及储能、柔性负荷、SOP、光伏逆变器等关键设备运行约束,以及削峰填谷和电压偏移约束,构建了以运行成本最小为目标的交直流配电网有功-无功调度模型。然后,为适应光伏出力的随机性,构建了数据驱动的两阶段随机-分布鲁棒优化模型,并基于列与约束生成算法进行求解。最后,采用72节点和38节点交直流配电网作为算例,验证了模型的有效性。     

适应高比例户用光伏的中低压配电网集中–分布式协调控制

大量户用光伏并网使得中、低压配电网的电压越限、电压波动以及三相不平衡问题日益突出,该文研究中低压配电网多目标协调控制策略。首先,结合中、低压配电网的通信和计算能力,提出一种"中压集中式–低压分布式"的新型分层协调控制架构。其次,在中压层面基于三相最优潮流建立分钟级优化控制模型,以网损、三相不平衡度为目标,对中压分布式电源、静止无功发生器及PCC的有功无功输出进行优化。此外,在低压层面考虑PCC有功无功优化指令的快速跟踪与波动抑制、改善低压三相不平衡以及避免电压越限,提出秒级多目标分布式控制模型;同时,结合节点量测能力、指标状态以及指标优先级,建立多目标自适应协调策略。仿真结果表明,所提策略能协调低压储能和光伏逆变器为中压提供有功、无功灵活性,降低95%以上的PCC功率波动率(平均波动率不超过0.5%),将电压偏离度和三相不平衡限制在允许范围之内,同时改善了网络损耗。     

基于二阶锥规划凸松弛的三相交直流混合主动配电网最优潮流

主动配电网最优潮流模型是非凸模型,难以保证优化结果的全局最优性和可靠收敛,需要进行凸松弛以保证模型的可靠求解.该文提出考虑分布式电源、不同接线方式的有载调压器、交直流换流器等三相模型的二阶锥规划凸松弛模型,相比于Distflow模型的凸松弛,该文考虑相间耦合的影响,同时给出了分布式电源、有载调压器等元件的物理特性.采用二阶锥规划求解器求解,对比分析了不同条件下的计算精度以及不同求解器的计算效率.基于IEEE 13节点和IEEE 123节点的数值实验表明,当前优化结果能够较好地满足潮流约束,可作为最终控制结果,也可以作为非凸优化求解器初值以更快得到全局最优解.     

单相光伏大量接入的三相不平衡配电网无功优化

随着光伏发电等大量非全相运行的分布式电源(DG)接入,配电网固有的三相不平衡特征更加突出,传统无功优化方法因忽略了三相不平衡导致效果较差。文中提出一种三相不平衡主动配电网的无功优化模型,以系统负序电压最小和网络损耗最小为目标,考虑有载调压变压器、分组投切电容器、静止无功补偿装置等离散和连续控制变量,形成一个带有二次约束的混合整数二次规划问题。利用分支定界法处理该混合整数规划问题,将原问题松弛为多个不含离散变量的子问题,分别求得各子问题中设备的控制量,进而求得原问题的最优解。采用扩展的IEEE 33节点三相测试系统仿真计算,验证了所述模型和方法的有效性。     

考虑逆变器无功支撑和三相选择的不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制

现有电动汽车有序充电控制均聚焦于对有功充电负荷的时空迁移而非消除,仍存在一定的运行越限风险;同时现有研究多基于三相平衡网络模型,而实际配电网是显著不平衡的。为此基于逆变器的无功注入和三相选择,提出了一种新型不平衡主动配电网电动汽车有序充电控制策略。首先定义了电动汽车充电控制的多目标优化模型,以实现最小化网损和充电成本、最大化无功收益的整体优化;接着计及逆变器无功注入和三相选择,提出了一种电动汽车优化协调控制策略,以实现电网24 h范围内运行的优化;最后基于某澳大利亚真实配电网开展详细仿真分析,验证所提电动汽车有序充电优化模型和协调策略的正确性和有效性。