电力系统有功和无功功率充裕度评估

无功功率与系统电压稳定及电压崩溃现象密切相关,其对系统稳定运行具有重要意义。然而,在传统可靠性评估中,很少计及无功功率的影响。文中分别从有功和无功功率两个角度对电力系统可靠性进行研究。在评估中,考虑了有功和无功功率短缺以及由于系统故障引起的电压扰动问题,在事故后采用三级切负荷技术来确定有功和无功功率对电力系统可靠性的影响,并找出最经济的方法来缓解网络参数越限问题。     

基于故障后最优无功补偿的配电系统可靠性评估

在配电系统可靠性评估中,当系统故障后进行负荷转移时,需要计及无功不足引起电压越限造成的负荷转移受限。建立与无功功率不足相关的可靠性指标,研究其对配电系统可靠性的影响非常必要。针对电压越限引起的负荷转移受限,提出一种基于分段最优无功补偿的配电系统可靠性评估方法。采用改进遗传算法对并联电容器组投切组数和待转移负荷点状态进行优化,实现负荷转移受限造成的有功停电损失最小、电容器调节组数最少和系统电压偏移最小的分段优化目标。该优化策略能够有效提高负荷转移成功率,减轻无功不足对配电系统可靠性的影响。通过对IEEE RBTS算例进行仿真,结果表明提出模型的正确性和有效性。     

考虑网损及电压约束的发输电系统可靠性评估

基于直流潮流的有功调整模型广泛应用在发输电系统可靠性评估中,但其忽略了系统网损,当系统出现发电容量不足时,网损的存在会使系统切除更多的负荷,从而影响系统的可靠性;同时,该模型没有考虑系统电压/无功因素的影响,无法发现系统存在的电压问题.因此,将网损引入到可靠性评估的有功调整模型中,使系统状态调整后的交流潮流计算结果变得合理,避免出现平衡机出力越限问题;然后在潮流PQ分解法的基础上提出了电压/无功调整的线性化模型,以研究电压因素对系统可靠性指标的影响.最后,对IEEE-RTS系统进行了发输电系统可靠性评估,研究了网损及不同调压手段对系统可靠性指标的影响.     

含分布式光伏发电的中压配电网电压控制策略

随着分布式光伏发电并网规模的不断扩大,由光伏发电功率与负荷之间不平衡引发的逆向潮流导致的电压越限问题日益受到关注。在光伏接入点的电压分析及无功/有功调压分析的基础上,提出了无功/有功协调控制策略,通过光伏逆变器的无功输出补偿及光伏发电量优化管理,实现配电网节点电压的控制。仿真分析结果表明,该策略能在兼顾光伏利用效率和经济性的同时,较好地解决含分布式光伏发电的配电网的电压越限问题。     

基于遗传算法的风电场无功补偿及控制方法的研究

为了解决风电场并网运行存在的电压稳定问题，提出了应用遗传算法确定风电场并网点处无功补偿电容器的分组和控制方法。该方法考虑了风速和负荷变化对风电场输出有功功率和无功功率的影响，对风电场节点的处理较准确地反映了其无功和电压特性。对某实际风电场的无功补偿优化结果表明：应用遗传算法求解电容器的分组和控制规则，可实现全局寻优，减少计算量，且计算量减少，无功补偿的总容量和分组容量计算准确，在求得的无功补偿值下，可使风电场母线电压在允许范围内，保证风电场正常运行，并且电容器动作次数最少。     

考虑风电机组无功潜力的风电场无功电压控制策略

双馈异步风电机组可以提供无功功率参与电网无功调节,但是其无功功率范围具有不确定性,导致在制定风电场无功电压控制策略时存在困难。对此提出双馈风电场无功支撑范围评估方法,并基于评估结果优化风电场参与电网调压的无功控制策略。首先,基于双馈风电机组有功功率数据,估算出机组的无功功率极限,并分析了风电场的无功容量构成及计算方法。然后,通过两阶段评估方法评估风电场容量。第一阶段获得风电场最大无功支撑范围,第二阶段校验风电场在各种不确定条件下的无功调节能力。在此基础上,以减小风电场节点电压偏差、降低网络损耗和利用风电机组无功潜力为目标,构建多目标问题,并利用优化算法求解。最后,通过算例证明所提控制策略可以在充分利用风电机组无功潜力的前提下,减少风电场节点电压偏差和网络损耗。     

风电场无功补偿问题的研究

研究了改善异步机风电场电压稳定性的措施.基于普通异步风机的恒速风电机组是目前应用较为广泛的风电机组,其发出有功功率的同时吸收无功功率,会导致接入风电地区电网的电压稳定性降低.采用在风电场升压站加装静止无功补偿器(SVC)的方法,控制并网点的电压水平,重点研究在不同风速和负荷下,如何确定SVC的补偿量问题.文中对风电场节点的处理较准确地反映了其无功和电压特性.提出了将遗传算法与模拟退火法相结合的遗传模拟退火算法,采用模拟退火进行个体更新,以增加群体的多样性,避免陷入局部最优.以某实际含风电场的电力系统为例对所提算法的有效性进行测试,结果表明按照该算法确定的SVC补偿量进行风电场的无功补偿,可以明显提高风电场的电压稳定性.     

风电场无功补偿问题的研究

研究了改善异步机风电场电压稳定性的措施。基于普通异步风机的恒速风电机组是目前应用较为广泛的风电机组,其发出有功功率的同时吸收无功功率,会导致接入风电地区电网的电压稳定性降低。采用在风电场升压站加装静止无功补偿器（SVC）的方法,控制并网点的电压水平,重点研究在不同风速和负荷下,如何确定SVC的补偿量问题。文中对风电场节点的处理较准确地反映了其无功和电压特性。提出了将遗传算法与模拟退火法相结合的遗传模拟退火算法,采用模拟退火进行个体更新,以增加群体的多样性,避免陷入局部最优。以某实际含风电场的电力系统为例对     

风电系统多参数霍普夫分岔分析

应用多参数霍普夫(Hopf)分岔分析方法研究含异步发电机的风电系统电压稳定性。全面考虑了风电场的有功功率、无功功率和静止无功补偿器对电压稳定性的影响,进行了风电系统双参数Hopf分岔研究,求得有功功率和无功功率的两参数Hopf分岔边界,以及静止无功补偿器参数(参考电压和放大倍数)和有功功率的Hopf分岔边界。结果表明,风电场吸收的无功功率限制了有功功率的注入能力,较大的参考电压和放大倍数有助于提高风电场有功出力,避免了电压振荡失稳,而参考电压和放大倍数具有一定的互补性,其共同作用有利于延迟Hopf分岔,提高风电系统的电压稳定性。     

无功补偿对风电系统电压稳定和功率损耗的影响分析

为揭示风电系统注入功率对系统电压稳定性和系统损耗的影响,以及无功补偿的作用,针对以往研究都是定性分析或者并不能表征单位注入对风电系统影响这一缺陷,提出了表征风电有功注入对电压稳定和系统损耗影响的几个指标:单位有功功率损耗ηP、单位无功功率损耗ηQ、单位电压偏移△V/P.研究表明:无功补偿能扩展风电注入功率极限,但由于风电场低压线路无功损耗随注入有功的增加而增加,无功补偿远远不能弥补注入功率继续增大所带来的负面作用;在相同的风电注入功率时,无功补偿能有效降低系统损耗和提高电压稳定性,通过算例分析验证了所提指标的有效性.     

基于DIgSILENT的风电场接入系统无功算例分析

随着风电接入电网的比例逐渐加大,对接入点电压水平的影响越来越明显。电压稳定性是风电场并网运行存在的主要问题。目前大多采取在风电场升压站添加无功补偿装置的方式来控制并网点电压。本文主要分析风电场无功损耗的来源,结合我国内蒙古地区某风电场接入系统实际情况,利用德国电力系统仿真软件DIgSILENT进行模型搭建,提出保证风电场可靠并网的无功补偿方案,并进行算例分析。     

南方电网无功电压运行特性的分析与探讨

介绍了电压失稳的主要形式;根据南方电网无功电压的运行情况,分析电网无功电压的薄弱区域。提出优化无功潮流、提高电网电压稳定性的4种有效措施(如合理规划网架和安排运行方式、合理配置无功补偿设备、制定无功优化控制措施和合理配置电网低压减载装置)。文章指出,为满足电网无功按电压分层分区合理分配,提高系统电压质量,南方电网必须抓紧开展无功优化的研究工作,建立电网电压稳定性分析模型,优化电网无功补偿配置方案和电压调整控制策略,不采用自动电压调整装置。     

DFIG风电场与D-STATCOM无功协调控制研究

提出了一种利用配电网静止同步补偿器（D-STATCOM）和双馈异步风电场（DFIG）对风电并网点进行无功协调控制的策略。该控制策略考虑了DFIG风电场的无功功率极限,结合D-STATCOM快速补偿的特点,将并网点的无功需求在两者之间进行合理分配,满足并网点快速、准确的无功补偿要求。仿真结果表明,由DFIG风电场和D-STATCOM组成的联合无功控制系统可以根据该控制策略在风速波动以及电压跌落时实现无功补偿,校正功率因数,并能稳定并网点电压,保证系统的稳定性。     

风力发电研究现状与接入系统后的影响分析

阐述了对风力发电接入系统所带来问题的研究现状,并讨论了风力发电技术接入系统后对电网调度工作的影响。从电压偏差、谐波等方面分析了风力发电系统对电能质量的影响,从无功补偿和故障切除等方面分析了风力发电系统对电网稳定性的影响,从负荷和电源的角度分析了风力发电系统对电网可靠性的影响。     

考虑风电功率预测的分散式风电场无功控制策略

分散式风电接网模式可以解决集中式并网限电等问题,但对配电网传统运行模式带来挑战。为解决其经济稳定运行难题,提出了一种包含无功预测、无功整定、无功分配的三层新型分散式风电场无功协调控制策略。其中,无功预测层利用物理和统计方法组合预测单台机组未来无功输出能力;无功整定层针对有无无功补偿设备,提出风电机组基于电网无功缺额降出力的自身补偿和多时间尺度协调离散补偿设备、静止无功发生器(SVG)与风电机组共同补偿配电网无功需求方法;无功分配层基于风电功率预测无功功率信息,考虑风速波动性,按照优先级动态筛选风电机组,调节其输出功率以跟踪无功补偿指令。工程算例证明了所提策略可以有效提高电压支撑能力,减小风电场损耗。     

风电接入对电网电压的作用机理

鉴于风电场并网运行对电网无功电压的影响很大,首先分析了风电场并网运行时对风电场以及电网的电压产生的影响机理,探讨了风电功率因数与电网电压波动的关系,并通过实例仿真验证了风电场电压与风电出力、功率因数之间的相关性。由此指出了风电场无功电压控制和无功补偿配置方面的一些对策和建议,要求风电场通过足够的无功补偿配置和无功电压控制策略将其高压母线电压控制在110.0～117.7 kV。     

兼顾接入地区无功需求的风电场无功控制策略

越来越多的风电并入电网后,对接入地区的电压影响也越来越大,为此,系统要求风电场能够对接入地区提供电压/无功支撑。文中提出了一种兼顾风电接入地区电压/无功需求的风电场无功控制方法。该方法以接入变电站低压侧电压作为控制电压,将风电场无功控制区分为正常控制区、异常控制区、紧急控制区和脱网控制区,并给出3种控制模式,即异常控制模式、紧急控制模式和故障控制模式。利用某一时段的控制电压平均值作为选择无功控制区的依据,并综合相邻2个时段的平均控制电压差值和接入变电站与风电场之间的通信情况选择无功控制模式。实际系统算例分析结果表明:所提出的方法能够合理调整风电场的输出无功功率,在很少的控制周期内将控制电压调整到合格范围,使一个测量周期内的平均电压合格,有效地为风电接入地区提供无功支持。     

随机模拟粒子群算法在风电场无功补偿中的应用

在风电机组机端装设无功补偿装置有利于改善风电对系统电压质量造成的负面影响。该文针对风电出力的随机性及负荷和系统电压的变化,提出了求最优无功补偿装置容量的机会约束规划模型,并利用随机模拟的粒子群算法求解。该模型以费用最小为目标函数,考虑了风速的概率分布、风电机组本身的有功和无功特性以及含风电场的潮流处理方法等。通过分析某配电网风电场无功、电压、功率因数的变化情况,利用该文方法进行无功补偿优化,结果表明模型与算法的有效性。     

大规模风电汇集系统动态无功补偿装置性能测试及改进措施探讨

风电场配置动态无功补偿装置可以有效提升风电汇集地区无功电压控制水平,但实际运行中,无功补偿装置存在运行可靠性差、动态响应时间不满足要求等问题,未能有效发挥其动态无功支撑能力。通过开展无功补偿装置性能检测,针对检测中发现的运行可靠性差、动态响应时间不满足要求、电能质量不合格等问题提出有效的整改措施。实践表明,通过开展无功补偿装置性能检测,可有效提升装置技术性能,保障风电汇集系统安全稳定运行、提升风电消纳能力。     

考虑风电预测及电压分布的风电场无功设备协调控制优化研究

为解决风电场内多类型设备导致的风力发电间电压偏移和场站内无功分配协调控制研究不足的问题,本文在传统风电场AVC系统的基础上,提出考虑大型风电场内所有风电机组电压控制水平及动态无功储备的多目标控制方法,首先分别计算考虑风机机端电压均衡分布后的每个风电场的所有风力发电机组和无功补偿设备的总无功功率的可调节容量,其次根据超短期风功率预测,确定离散型无功设备的投切计划,使用最小二乘拟合法获得系统安全系数与所有无功补偿设备调节量之间的函数,然后基于最优潮流计算考虑电压偏差、无功调节量最小、动态无功储备满足故障后要求等多目标约束获取无功补偿设备的最佳设定值。最后,本文通过甘肃电网某实际风电场验证了该方法的有效性。