含电压调节装置的配电网三相潮流分析

<正>在配电网中,为了保证负荷端的电压在一定水平,传统的配电网馈线上都装有电压调节装置(SVR)和无功补偿装置(SVC、SC等)。本文建立了SVR的潮流计算模型;对前推/回代算法进行改进,提出了分布式电源配电网系统综合潮流计算方法,并通过仿真算例分析SVC对电压分布的影响。1三相潮流计算中的设备模型1.1三相变压器模型在三相潮流计算中,与常规单相潮流计算不同,除了要考虑变压器对电压、电流大小的影响,还     

考虑设备动作损耗的配电网分布式电压无功优化

电压无功控制是保证配电网经济安全运行的重要任务,协调多种调节手段能提高配电网的运行效率。考虑了有载调压变压器、电压调节器、分组投切电容器和分布式电源逆变器等电压无功调控设备,并针对现有电压无功控制模型存在的无谓动作和求解效率低等问题,提出了一种考虑设备动作损耗的配电网分布式电压无功优化策略。首先,基于支路潮流方程建立了配电网电压无功控制模型,并松弛为混合整数二阶锥规划。同时考虑到设备的动作损耗,提出了基于模型预测控制的滚动优化模式。进一步基于交替方向乘子法实现配电网多区域分布式协同优化。最后,基于改进的IEEE33节点测试系统进行了仿真。仿真结果表明：所提控制策略能够避免设备的无谓动作,并解决了“维数灾”问题,提高了配电网的电压无功控制效率。     

计及分布式电源无功出力的ISFLA算法配电网无功优化

针对含分布式电源的配电网无功优化的特点,将分布式电源的无功调节能力和传统无功调压手段相结合,研究了考虑分布式电源无功调节能力的配电网无功优化模型和算法。针对分布式电源出力的随机性,采用场景概率的决策方法计算分布式电源的出力情况和对应无功功率极限,以网损最小和节点电压越限惩罚作为目标函数。提出了基于免疫蛙跳算法(ISFLA)的无功优化算法,该算法通过在混合蛙跳算法(SFLA)的算法框架中引入克隆选择算法(CSA),在蛙群混合后选择较优解进行克隆、变异和选择,克服了SFLA局部搜索能力弱的特点。利用改进IEEE33节点系统作为算例仿真分析,结果验证了模型及算法的有效性。     

自适应灵敏度的配电网分布式电源无功控制

分布式电源(DG)的大量接入,使配电网潮流变得复杂。为减小分布式电源对配电网电压的影响并充分利用分布式设备的剩余容量,文章提出一种自适应灵敏度的分布式电源本地无功控制策略。各节点利用逆变器的控制计算能力获取自身的无功-电压灵敏度,并根据灵敏度的大小配置节点的Q(U)控制曲线,使所有节点较为均衡地参与无功控制,提高了系统的无功调节能力。采用IEEE33节点配电网测试系统对所提控制策略进行了仿真验证。结果表明,在发生节点电压越限时,所提控制策略下测试系统的电压调节能力和总无功补偿能力优于传统Q(U)控制策略。     

含分布式电源的三相不平衡配电网潮流计算

根据配电网三相不平衡的实际情况,为准确计算各种分布式电源(distributed generation,DG)并入配电网后的潮流问题,文章基于前推回代法,提出了可处理PV和PQ节点模型DG的三相不平衡潮流算法。按照配电网拓扑结构,利用支路分层技术,加快了潮流计算速度。在处理PV节点模型DG时,将电压正序分量幅值作为电压调节参数,计算电压正序分量幅值和额定电压幅值差,得到PV节点的无功补偿量,将DG由PV节点运行模型转换为PQ节点运行模型。IEEE 34节点系统算例结果验证了该算法的正确性。最后,通过分析DG对电压的调节和无功补偿能力,研究了不同类型DG对配电网电压的影响。     

基于改进蝙蝠算法的含分布式电源配电网无功优化

针对分布式电源接入传统配电网后,导致传统配电网的网络损耗增加和节点电压偏差增大等问题,提出一种计及分布式电源并网逆变器无功输出的优化策略。首先建立含分布式电源的配电网无功优化模型;然后基于前代回推算法计算配电网的潮流分布;进而利用改进蝙蝠优化算法对模型进行求解,有效地避免了求解陷入局部最优解,获得了分布式电源并网逆变器最优的无功输出;最后通过Matlab搭建IEEE-33节点含分布式电源的配电网模型进行仿真实验,仿真结果证明了所设计的无功优化策略的有效性和可行性。     

计及分布式电源输出特性的有源配电网重构方法

针对含分布式电源的配电网重构算法将分布式电源等效为恒功率因数输出模型,未考虑节点电压变化对分布式电源无功出力影响的问题,提出一种考虑分布式电源不同输出特性的配网重构方法。首先对分布式电源进行分类并建立等效模型,该模型充分考虑了节点电压对分布式电源无功出力的影响,能够根据节点电压确定不同属性的分布式电源无功出力。再使用自适应烟花算法对配网重构进行寻优求解,对重构后的系统网损和节点电压进行对比分析。含分布式电源的IEEE 33节点典型测试系统的仿真结果对比验证了所提模型的有效性和真实性。     

新能源配电网多运行指标协同的灵敏性分析方法

配电网电压和网损指标协同控制一直受到高度重视。在新能源环境下,配电网电压和网损指标协同控制的难度更大并更具挑战性。根据配电网中各个物理量之间的变化关系与交互作用特性,将物理量分为独立参数变量、状态变量和控制变量3种类型,建立配电网在新能源环境下电压和网损运行指标,构建针对分布式电源和传统无功补偿装置的配电网潮流分布、节点电压和网损的灵敏度矩阵。以局部电压稳定指标作为分布式电源接入电网后电压和无功分布的技术指标,以分布式电源的投资和运行维护成本作为经济指标,分析分布式电源大规模接入电网后对电压和网损造成的影响。以IEEE 30系统为实例,通过仿真计算对所建的模型和算法进行了验证。     

基于量子混合蛙跳算法的含分布式电源配电网无功优化

将分布式电源(DG)的无功调节能力与传统的电压调节手段相结合,研究了含DG的配电网无功优化问题。建立以降低系统网损、抑制电压波动为综合目标的配电网模糊无功优化模型。通过蒙特卡罗仿真对配电网系统进行无功补偿选址,采用量子混合蛙跳算法求解含DG的配电网无功优化问题。最后,通过IEEE 33节点系统进行仿真计算,表明在配电网接入DG的基础上进行无功优化能较大程度地改善系统电压水平和降低系统网损,并且证明了所提算法的快速性和有效性。     

含分布式电源的配电网电压无功优化问题研究

本文根据分布式电源对配电网的有功损耗和电压稳定与分布等方面的影响,针对含分布式电源的配电网,构建以节点电压合格率最高为目标的电压无功优化模型,然后结合配电网负荷变化及太阳能容量的变化特点,选取一天中3个典型的负荷点,采用多种电压无功调节装置(OLTC、SVR、SC和SVC)组合优化的策略对配电网电压进行优化控制,并采用收敛性较好的遗传算法求解最优电压,最后通过算例仿真分析几种电压无功调节装置不同组合情况下的电压优化效果,验证了几种组合方法均能对配网电压起到优化作用的正确性。     

基于约束型深度强化学习的主动配电网 电压控制策略

随着分布式电源与随机性负荷的大量接入,配电网的电压波动问题变得愈发严重。主动配电网能通过各种电压无功控制器平抑电压波动,但通常需要求解一个复杂的混合整数二阶锥规划问题,难以做到实时控制。文中利用深度强化学习建立了一个主动配电网实时电压控制模型,能快速得到满足潮流约束的控制策略。采集节点有功、节点无功、设备档位、时间步作为环境状态变量;以和网损及设备操作相关的费用作为回报函数来协调三个控制设备;通过基于长短时记忆网络的约束型强化学习来求解,从而建立主动配电网实时电压控制模型。基于4节点测试系统和IEEE-33节点测试系统进行了仿真,仿真结果表明,所提的深度强化学习方法能确保潮流约束,电压控制模型能实时控制电压无功控制器,以保证配电网的电压质量。     

Maximum capacity of distributed generators connected to a distribution system with a step voltage regulator,as determined with an electric power density model

In a distribution system containing a step voltage regulator (SVR), the maximum capacity of distributed generators (DGs) is calculated for DGs completely dispersed on a distribution line. The maximum capacity of the DGs is calculated under the constraint of an upper or lower voltage regulation value and an allowable current value by using voltage and current profiles expressed analytically in terms of our proposed power density model. As the voltage control method for the SVRs, we consider the conventional SVR, whose transformation ratio is fixed to 1 if it detects reverse power flow, and a reverse power flow SVR which operates appropriately even if it detects reverse power flow. Calculation of the maximum capacity of DGs with respect to the power factor of the DGs indicates which parameters, including the power factor of the DGs, the distribution of the DGs, and the load, influence the maximum DG capacity. Calculation of the maximum capacity of DGs versus the system length indicates that the constraints can be subdivided into two modes in the conventional SVR and four modes in the reverse power flow SVR. The maximum DG capacity in the system with a reverse power flow SVR is larger than that in a system with the conventional SVR. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 165(4): 41–51, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20591     

A study on cooperative tap control method for voltage profile maintenance in distribution networks with distributed generators

The introduction of distributed generators (DGs) that can utilize renewable energy is of prime importance to solve the energy and environmental issues. When a distribution network has a large number of DGs, voltage maintenance becomes a serious problem. To solve this problem, we had proposed the ‘voltage profile control method’ using reactive power control of DGs. However, the control is limited to continuous reactive power control so far, and tap control has not been considered. It is important that the conventional voltage control equipment such as the load ratio tap changer (LRT) or step voltage regulator (SVR) is utilized in order to enhance the control efficiency of the voltage profile control method. Therefore, in this paper, we develop a new method that can realize a cooperative work between inverters and tap control of LRT and SVR. The proposed method is tested in 8‐ and 24‐node model systems and its effectiveness is shown. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

电力系统临界电压崩溃潮流的柔性节点算法

针对电力系统电压崩溃问题,该文在负荷临界电压崩溃特性分析基础上,讨论功率型负荷的电力系统临界电压崩溃的潮流计算方法.提出利用交流电路临界电压崩溃的特性,规避崩溃支路,设置等值的柔性节点及柔性等式约束条件处理等措施,构成电力系统负荷临界电压崩溃的柔性节点潮流算法,为大型电力系统工作域的边界分析提供定量计算方法.IEEE5节点算例表明,所提算法是正确有效的.     

考虑泵类负荷特性的低压配电网潮流计算

提出了一种考虑泵类负荷特性的低压配电网潮流计算方法。通过将泵类负荷的电动机转矩平衡方程和配电网各节点功率平衡方程组合起来,构成了考虑泵类负荷特性的低压配电网潮流计算模型。在求解配电网潮流计算的牛拉法的基础上,提出通过将泵类负荷电动机转矩平衡方程与各节点功率平衡方程进行统一迭代和交替迭代两种方法进行求解。通过对实际低压配电网台区的计算分析,验证了该方法能获得更加准确的配网负荷节点电压,而且能够获得泵类负荷正常运行时和启动时的节点电压。     

基于电压灵敏度的交直流电力系统静态电压安全域评估方法

特高压直流可能导致近区电网潮流分布不合理,造成电压越限。针对这一问题,提出了一种基于灵敏度分析的交直流混联系统静态电压安全域的快速评估方法。首先结合直流系统准稳态模型得到交直流系统潮流方程,通过对系统功率方程求偏导数得到节点注入功率和支路导纳对电压的灵敏度,进一步给出基于灵敏度的节点电压变化量计算方法。然后设置预想故障集,并将其中的事故等值为节点功率扰动与支路导纳的变化,计算出各种事故后节点电压的变化量。最后基于电压变化量最大值和最小值评估静态电压安全域,给出具体的节点电压安全运行范围。通过对四机两区域的交直流系统及江西500 kV电网的仿真,验证了所提出的评估方法的可行性。     

基于灵敏度分析与最优潮流的电网无功/电压考核方法

针对电网的无功/电压水平考核问题,提出了一种综合应用灵敏度分析和最优潮流的实用化考核方法.当供电公司所辖电网内有节点电压越限时,通过计算各负荷节点的注入无功功率对节点电压变化的灵敏度,可以直接根据考核点的电压偏差求得相应的无功功率偏差;当所有节点电压都在规定范围内时,以全网有功网损最小为目标函数进行最优潮流计算,求得各节点的最优无功补偿量.该方法考虑了电网运行的安全性和经济性,考核结果可以为供电公司实施关于无功/电压水平考核的奖惩提供科学的决策依据,同时也可以对供电公司合理进行无功补偿起到指导作用.     

计及负荷电压静特性的有源配电网线性潮流计算

为了响应配电网快速分析和实时优化的需求,提出了一种基于直角坐标系下的潮流方程考虑负荷电压静特性的有源配电网线性潮流计算方法。在考虑负荷电压静特性和分布式电源DG的基础上,将恒功率负荷和DG模型表示为节点电压相关的二次函数,并通过曲线拟合技术得到函数各系数的最佳取值,最终实现潮流方程的线性化处理。所提方法兼顾了对弱环网的适应性,能够在不需要迭代的情况下实现对潮流模型的高精度逼近。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

双电源故障无缝自愈配电环网潮流优化控制方法

在分析双电源故障无缝自愈配电环网供电系统的基础上,考虑网络有功损耗与节点电压偏差,提出了一种基于统一潮流控制器(UPFC)的配电环网潮流综合优化控制方法。分析了配电环网潮流最优分布规律,得出了网络有功损耗、负荷节点电压偏移与UPFC产生的串联补偿电压之间的内在关系。分别构建了网络有功损耗隶属函数与节点电压偏移隶属函数,用以表征各自偏移最优目标的程度;根据关注程度确定二者的权值进而得到了综合优化目标函数,最后通过全局最优化方法实现对串联补偿电压求解。建模仿真结果表明,该环网潮流综合优化控制方法能够均衡两侧出力,有效控制所有节点电压偏差与网络损耗,为故障无缝自愈技术的实现奠定基础。