基于电压稳定的区域电网无功能力评价

区域电网无功能力作为电力网络安全运行的一个重要指标,直接关系到电力系统的经济性、安全性和可靠性。但目前研究主要集中在无功优化等方面,缺乏一种直接评价电网无功能力的方法。因此,结合静态能量函数提出了区域电网无功能力评估的新方法。首先,在保证电压稳定的情况下,通过内点法求出稳定运行状态情况下各节点参数以及在极限情况下的系统崩溃点数据,然后运用静态能量函数的思想获得各个运行状态下的能量函数值,最后建立表征区域电网无功能力的指标。阐述了新方法的应用背景和实现原理,并对IEEE-30 标准测试系统进行仿真分析,仿真结果证实了该方法的准确性和有效性。     

考虑电压稳定约束的无功优化新模型

为了提高电力系统的安全水平,有必要在无功优化中考虑静态电压稳定约束.现有模型以发电机组恒定不变的无功上下限值来确定电压稳定极限,由此可能导致无功的优化运行不满足实际发电机组的运行极限约束.建立了一种含静态电压稳定约束的无功优化新模型.其中,目标函数为正常状态的有功网损最小,约束方程包括正常状态和临界状态的潮流及其他安全约束和电压稳定裕度约束.由于采用一组基于发电机运行极限图的分段函数来准确反映发电机组的无功限制,从而克服了现有模型可能违反发电机组运行极限约束的问题.采用预测-校正原对偶内点法来求解无功优化新模型,通过IEEE30节点系统的仿真计算,验证了本文所建模型的可行性.     

计及静态电压稳定约束的无功优化规划

选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数,同时考虑满足电压水平和电压稳定性两个约束条件来探讨无功规划问题。选取用电压稳定裕度不低于某一个允许的最小稳定裕度来表示电压稳定约束。分别对正常运行工作点和电压崩溃点引入2组变量和潮流方程,从而使得电压稳定裕度可以用临界运行状态下负荷的总视在功率与正常运行状态下负荷的总视在功率之差来显式表达。该模型相对于传统无功规划模型的优势表现在能够根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案,但其优化模型的等式和不等式约束及变量的数目却大幅增加,使得计算量远大于传统的无功规划问题。在IEEE 14节点和118节点2个试验系统的计算表明,采用非线性原对偶内点法求解该模型时,其计算精度及收敛性都比较好。     

基于原-对偶内点法的区域电网无功能力评估

提出了区域电网无功能力的概念,定义了无功能力指标,建立了评估区域电网无功能力的数学模型.模型中考虑了电压稳定性、节点电压水平、热稳定等安全约束条件,并用原一对偶内点法求解.通过对IEEE 30节点和IEEE57节点样本系统的仿真,证明了该方法的有效性和正确性.     

基于FVSI指标的电压稳定约束无功优化

对表征电压稳定性的FVSI指标原理进行了探讨,提出了一种新的电压稳定约束无功优化计算方法,通过引入调节代价,将电压稳定指标和网损两个目标函数有效结合,能够合理协调两者关系,既提高电压稳定性又降低网损.IEEE 14和30节点系统的计算验证了该方法的有效性和可行性.     

基于FVSI指标的电压稳定约束无功优化

对表征电压稳定性的FVSI指标原理进行了探讨,提出了一种新的电压稳定约束无功优化计算方法,通过引入调节代价,将电压稳定指标和网损两个目标函数有效结合,能够合理协调两者关系,既提高电压稳定性又降低网损。 IEEE 14和30节点系统的计算验证了该方法的有效性和可行性。     

计及电压稳定约束的无功优化及其策略研究

为了防止电力系统发生电压崩溃事故,在传统的无功优化中,引入电压稳定裕度指标,提出了在保证一定电压稳定裕度的基础上以系统有功网损和控制成本最小的无功优化模型,并且考虑了N-1运行方式;当裕度不满足要求时,以增强电网电压稳定裕度为主:用非线性原-对偶内点法求解,将电压稳定裕度指标直接放在约束条件中;同时为了稳定控制的需要,在约束中又考虑了发电机无功储备问题;采用十字交叉链表矩阵稀疏技术,开发了高性能的计算程序,在福建省网173节点系统试验表明,该方法是可行的、有效的,达到了预期的效果.     

基于互补内点法的多目标静态电压稳定约束无功规划

将基于非线性互补理论的内点法成功应用于求解含有电压稳定约束的无功规划问题。将内点法中的KKT条件利用互补松弛条件转化为等式约束,并用牛顿法求解。选取电压稳定裕度不低于某个允许的最小稳定裕度表示电压稳定约束。引入两组变量和潮流方程,将电压稳定裕度可以用正常状态和临界状态的负荷功率显式表达。在该模型的基础上,增加了系统的无功储备为目标之一,能够增加系统的静态电压稳定裕度。在IEEE14、118节点系统中试验表明,该算法具有良好的计算精度和收敛性。     

基于互补内点法的多目标静态电压稳定约束无功规划

将基于非线性互补理论的内点法成功应用于求解含有电压稳定约束的无功规划问题.将内点法中的KKT条件利用互补松弛条件转化为等式约束,并用牛顿法求解.选取电压稳定裕度不低于某个允许的最小稳定裕度表示电压稳定约束.引入两组变量和潮流方程,将电压稳定裕度可以用正常状态和临界状态的负荷功率显式表达.在该模型的基础上,增加了系统的无功储备为目标之一,能够增加系统的静态电压稳定裕度.在IEEE14、118节点系统中试验表明,该算法具有良好的计算精度和收敛性.     

无功补偿对静态电压稳定的影响

基于对临界电压和临界功率在静态电压稳定极限的作用的分析，本文提出以系统或节点所能承受负荷功率变化的能力来衡量无功率补偿对电压稳定作用的观点．从而得出无功补偿有利于系统电压稳定的结论，文章特别讨论了并联电容器的作用，指出当并联电容器用作无功补偿的同时增大节点负荷的无功注入时，其结果会导致潮流方程雅可比矩阵的奇异点及其对应的最小模特征值过零点与极限功率的临界点可能不一致，但它只会影响潮流的收敛性．在总注入不变前提下并不影响系统的静态电压稳定极限，然而从负荷角度来讲它抗拒扰动的能力加强了，因而并联电容对电压稳定是有利的．     

考虑电压稳定约束的无功规划研究综述

随着电力市场进程的加快,系统运行不断逼近极限,电压稳定已成为影响系统安全的焦点问题,而合理的无功规划对保持系统电压稳定具有重要意义。首先解释了考虑电压稳定约束的无功规划基本概念,接着对目前基于静态和动态电压稳定约束的无功规划模型和求解方法进行总结与评述,提出了该领域需要深入研究的五个关键问题,强调了考虑安全性和经济性的无功规划是当前该领域的发展趋势,最后指出了建立基于动态电压稳定裕度的无功规划模型是避免系统电压崩溃的关键。     

电压稳定约束的最优潮流研究

针对电力系统将运行在更加接近电压稳定临界点的情况,建立了一种包含电压稳定约束的最优潮流(OPF)数学模型,在常规OPF模型基础上增加了一组电压稳定裕度约束作为不等式约束。引入能正确反映系统当前电压稳定程度的L指标函数作为电压稳定约束,通过调整该约束的上限值,可以获得系统所要求的电压稳定裕度。利用基于扰动KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的原始-对偶内点算法对问题进行求解。多个IEEE测试系统上的仿真结果表明,该模型能较好地兼顾系统对电压安全性与经济性的要求;在电压稳定约束起作用时,发电总费用会随着系统对电压稳定要求的提高而增大;L指标约束的加入对系统的调节能力有一定影响;所用算法收敛性好、鲁棒性强,能有效地处理大量等式和不等式约束。     

考虑电压稳定性约束的输电能力综合计算

在分析原-对偶内点法和连续性潮流方法计算系统输电能力各自优缺点的基础上．将两者结合,提出了一种系统输电能力的综合计算方法。该方法用原-对偶内点法优化得到的发电机出力值为连续性潮流方法提供最优的发电机出力方向。并用连续性潮流追踪系统从初始运行点到电压崩溃点的过程中各离散事件的变化过程,控制其向最优值靠近,从而提高系统的输电能力。对IEEE-14,30,118节点的算例做了测试,试验证明,该算法既能获得更大的输电能力,又能模拟系统实际运行状况,是常规的连续性潮流方法的完善。     

基于最优潮流的无功定价方法探讨

电力市场环境下精确可行的无功服务定价是近年来研究的热点问题。将无功发电机会成本和无功补偿设备的投资加入到最优潮流的目标函数中,并考虑旋转备用的重要性,加入旋转备用约束条件,提出了新的基于最优潮流的无功功率实时定价模型。并对IEEE4-57节点系统进行了测试,所得的无功电价既能涵盖大部分的无功生产费用,又能提供足够的经济信息。     

一种计算电力系统电压稳定临界点新模型

对有载调压变压器模型进行修正,在有载可调变压器模型中引入虚拟节点,并通过该节点的电压来表示理想变压器对功率、电压的转换关系,建立了有载调压变压器的二次型模型,由此在直角坐标系中提出了新型电压稳定临界点非线性规划模型。该模型的二阶导数是常数,其海森矩阵是精确的常系数矩阵,在预测校正原对偶内点法迭代过程中只需要计算一次,不需每次迭代都进行更新,从而缩短了每次迭代的计算时间。基于标准IEEE14、30、118、300和模拟1338节点系统(S-1338)的5个测试系统进行了仿真计算,算例结果表明:所提模型的迭代次数和计算结果与常规模型一致,但计算速度却有较大提高。     

考虑双馈异步风电机组无功极限的静态电压稳定概率评估

风电机组中双馈异步发电机(DFIG)恒电压运行时具备一定无功调压能力。为了准确评估含DFIG风电机组的电力系统电压稳定性,得到更为精确的临界功率或负荷裕度的统计信息,构建了考虑DFIG风电机组恒电压运行的无功极限的静态电压稳定概率分析模型,并采用蒙特卡罗法结合内点法加以求解。模型中将风电场接入节点作为PV节点,考虑了风机网侧变换器的注入无功功率,分析了风速随机性和相关性对风电机组注入无功功率和系统电压稳定性的影响。IEEE 118和300节点标准系统的计算结果验证了所提模型和方法的有效性。     

计及风电场静态电压稳定性的VMP系统无功电压控制策略研究

随着规模化、集群化风电基地的初步建成,风电作为一种清洁高效的能源得到了快速的发展,但短时间内大规模风电场集中接入电网,给电网的功率平衡带来扰动,造成了电网电压的不稳定。针对风电场并网后的电压控制问题,研究了大规模风电场并网的静态电压稳定机理。并在现有调压手段的基础上,通过适时调整风电机组无功出力,升压站变压器抽头以及调无功补偿装置,进一步提出了基于分层管理的无功功率/电压控制策略,并将该策略嵌入到风电场电压/无功自动管理平台(VMP)。通过新疆某地区风电场现场试验发现,该控制策略能够改善低电压穿越期间无功表现,提高风电场无功电压的稳定性,同时避免了功率振荡的产生。该研究结果可以为风电场无功电压协调控制的理论研究和工程实际提供参考依据。     

基于能量信息的电压稳定性量化指标研究

针对系统电压主要受无功影响的特点,从能量的角度,首先建立了考虑无功补偿和不考虑无功补偿条件下的节点能量函数模型,然后讨论了无功注入集合、电压和能量之间的关系,以此为基础,提出了基于能量信息的电压稳定性量化方法.该方法以无功注入集合影响下的有效能量为基准,以对应节点电压变化的能量值作为量化电压稳定性的裕度指标.将裕度指标随电压变化的灵敏度作为趋势指标,初步探讨了系统多种运行方式下,即由发电机无功出力、无功负荷以及电容器补偿等不同无功注入成分变化影响下的量化指标变化情况以及电网拓扑结构变化影响下的量化指标变化情况.在IEEE 30母线系统中对所提指标进行仿真,结果验证了该方法对评估电力系统电压稳定性的有效性和可行性.     

基于电压稳定性对电压无功控制的改进

介绍变电站电压无功控制(VQC)的调节原理。从电压稳定性的角度出发,分析电力系统在扰动情形下VQC对变压器有载调压分接头(OLTC)的控制及对电压稳定的负面影响。结合广域测量系统(WAMS)和宽域网(WAN),对基于计算机监控系统的VQC提出改进方案。