基于电网中枢点识别的无功电压控制分区方法

针对传统无功电压聚类分区后各分区中枢点较难定量分析确定的问题,从先定量判别出整个电网的中枢节点再完成无功电压分区的角度,提出将电网所有PV节点松弛为PQ节点,由注入电流形式的潮流方程计算出全网电压越限节点,利用越限节点电压与电网其余节点电压间的线性灵敏度不断校正直到全网节点电压不再越限,通过进一步潮流计算校验,确定所有中枢节点。将全网中枢点数目确定为应划分成的分区数,以节点电压与节点注入无功电流之间的线性灵敏度为无功电压标度,建立无功源控制空间,引入云聚类算法,完成全网节点从无功源控制空间向云模型的转换,进而由云发生器完成以所定中枢点为中心的电网所有节点的聚类软划分。IEEE 14、IEEE 30节点输电网络仿真测试结果,验证了所提方法的有效性。     

基于AP聚类的含分布式光伏的配电网分区方法

分布式光伏(Distributed Generation Photovoltaic,DGPV)接入配电网(Distribution Network,DN),其出力具有随机性和波动性,为配电网分区带来了挑战。为获得稳定的全网分区,提出了一种基于AP聚类的分布式光伏接入配电网的分区方法。首先,针对分布式光伏接入配网其出力对电压的影响,提出了一种适用于除平衡节点外所有节点的综合电气距离指标;其次,考虑以离散概率分布处理光伏出力,建立节点间电气距离期望矩阵作为分区依据,采用AP聚类对除平衡节点外的所有节点进行分区,以IEEE-123节点系统对上述方法进行了验证,结果表明所提方法的有效性和可行性。该分区方法优于以往方法,降低了将PQ节点与PV节点分别进行分区处理的复杂度,且避免了人为确定聚类数目带来的人为主观性,并将分布式光伏出力的随机性和波动性考虑在内,具有广泛的适用性。     

基于无功源控制空间聚类分析的无功电压分区

首先分析了现有电气距离定义在无功电压控制分区研究中的不足,通过考虑PV节点准稳态物理响应的灵敏度计算,构造了无功源控制空间。在这个空间中,待分区节点坐标的每一维表示了相应无功源节点对它的控制能力,从而将原有的电网分区问题转换为数学上的高维空间聚类问题。在此基础上,提出了新的电气距离定义,利用凝聚的层次聚类算法,对无功电压控制的分区问题进行研究,分别针对IEEE 39节点试验系统和实际电力系统数据进行了分析计算。该算法已经在江苏省调度中心的二级电压控制系统中得到了实际应用。     

模糊聚类法在二级电压控制分区中的应用

电力网络分区常用于电力系统状态评估、稳定控制、电压控制等领域。使用模糊聚类分析方法解决二级电压控制中的分区问题。文章首先系统阐述了模糊聚类方法的原理,然后基于无功源控制的思想,以电网中的节点为分类对象,每个无功源对其控制作用构成这个对象的特征指标,并结合新英格兰39节点系统论证应用模糊聚类完成电网分区的步骤。验证结果表明该方法有效、可行。     

模糊聚类法在二级电压控制分区中的应用

电力网络分区常用于电力系统状态评估、稳定控制、电压控制等领域.使用模糊聚类分析方法解决二级电压控制中的分区问题.文章首先系统阐述了模糊聚类方法的原理,然后基于无功源控制的思想,以电网中的节点为分类对象,每个无功源对其控制作用构成这个对象的特征指标,并结合新英格兰39节点系统论证应用模糊聚类完成电网分区的步骤.验证结果表明该方法有效、可行.     

基于潮流断面修正的含风电电网无功-电压分区方法

在风电接入的背景下,为了获得相对稳定同时满足风电波动时电压控制要求的合理分区,在牛顿-拉夫逊法中雅可比矩阵的基础上,采用逐次递归方法得到系统的全维灵敏度矩阵,通过建立全维空间电气距离矩阵反映系统所有节点间电气耦合关系的强弱;采用基于各潮流状态下风电概率模型和各节点电压值的电气距离矩阵修正系数,建立表征风电波动导致系统潮流状态动态变化的量化关系式,以修正后的各潮流状态下电气距离矩阵之和为分区依据,采用凝聚层次聚类方法进行全网分区;利用主成分分析法对修正后的电气距离矩阵进行降维,快速准确地得到系统分区数,以区域耦合度和区域无功平衡度2个指标对分区质量进行量化评估。对改进的IEEE 39和IEEE 118节点系统进行仿真,仿真结果表明所提分区方法能够有效地满足风电接入下获得稳定电网分区的要求,保证系统的安全、稳定运行。     

二级电压控制模糊聚类电气距离法的研究

鉴于电网间的联系日益紧密、区域间的界限趋于模糊的发展现状,推导出了用于电压分级控制区域划分的模糊聚类电气距离法,用动态聚类图确定最佳分区个数和所对应的电气距离范围,结合孤立节点、PV节点的合并原则,实现了控制区域的划分。利用IEEE39节点系统验证了该方法的正确性和合理性。     

基于映射分区的无功电压控制分区算法

在应用传统聚类算法对电网进行无功电压控制分区时,存在可伸缩性不强的缺点,且分区结果难以保证被控节点与对它控制最灵敏的无功源节点属于同一个分区.文中提出一种基于映射分区的无功电压控制分区算法,首先在电气距离的基础上通过凝聚的层次聚类算法得出最优分区数和无功源节点所在的分区号,然后通过映射分区算法确定被控节点的分区.该方法不依赖于状态估计结果,而仅基于网络的拓扑结构和参数.应用所述方法分别对IEEE 39节点、IEEE 118节点系统和福建电网进行了分析计算,分区结果表明该方法可以保证被控节点与对它控制最灵敏的无功源节点属于同一个分区,计算速度快,占用内存小.     

基于无功电压满维灵敏度的大规模风电场电网VCA方法研究

提出一种包含大规模风电场电网的VCA（电压控制分区）方法：将风电场最经常出现工况的功率作为其在潮流计算中注入功率,求出该工况下包含所有节点耦合信息且计及PV耦合的无功电压满维灵敏度矩阵;利用定义的电气距离使电源节点和负荷节点同步参与聚类分区过程,一次性得到分区结果,优于传统只对负荷节点进行分区再人为将电源节点归并的方法。采用风电场最常出现的工况功率,分区结果可以适应于风电场的大部分出力工况。通过对包含大规模风电场的IEEE39节点系统进行了动态分区,验证了该方法的可行性。     

基于无功电压满维灵敏度的大规模风电场电网VCA方法研究

提出一种包含大规模风电场电网的 VCA (电压控制分区) 方法:将风电场最经常出现工况的功率作为其在潮流计算中注入功率,求出该工况下包含所有节点耦合信息且计及 PV 耦合的无功电压满维灵敏度矩阵;利用定义的电气距离使电源节点和负荷节点同步参与聚类分区过程,一次性得到分区结果,优于传统只对负荷节点进行分区再人为将电源节点归并的方法.采用风电场最常出现的工况功率,分区结果可以适应于风电场的大部分出力工况.通过对包含大规模风电场的 IEEE39 节点系统进行了动态分区,验证了该方法的可行性.     

基于断线扰动的电压控制区域边界节点修正方法

电压控制区域(Voltage Control Area, VCA)之间具有弱耦合性,修正VCA能够提升区域内电压变化的一致性,从而优化电网分区结果。传统分区修正法存在计算量大、PV节点归并缺乏理论依据等问题。因此,提出了一种修正VCA边界节点的方法,可以有效减少分区修正的计算量。所提方法采用小元素去除法得到各阈值下的电网划分结果,以Q-V曲线为判据选取各划分结果中最佳阈值对应的准分区。基于区域间的弱耦合性,采用所提方法修正准分区,得到优化后的分区结果。所提方法针对准分区的边界节点进行断线修正,并采用平均电气距离归并剩余的PV节点,不仅能减少分区修正的计算量,而且为各区域无功源的合理分配提供了理论依据。以新英格兰10机39节点系统为算例,通过仿真分析验证了所提方法的有效性。     

大规模并网风电场集群协调控制策略研究

为实现风电能源接近"常规电源调控"特性的目标,文中探索一种新的风电电源控制方法。基于风电电源现有的控制技术,加入储能新理念,针对风电集群协调控制在有功功率控制、无功电压控制、电网安全稳定控制所应具备的基本功能,提出了大规模并网风电场集群在多时间尺度、空间尺度、功能解耦等方面分层分区的集群协调控制策略;以新疆某地区风电场为例验证了此风电场集群协调控制策略的效果,结果表明风电场集群协调控制效果明显优于以风电场独立控制的传统控制策略效果,为实现风电电源"似常规电源控制",实现智能电网的愿景提供参考。     

风电场静态等值及应用研究

文中提出了按照风电场内详细接线图来建立详细风电场静态算例模型;该方法可以使计算结果适应风电场内各种运行条件,解决了传统PQ、PV简化模型和RX模型风电场静态等值方法的局限性,为电网规划和运行提供了实用的计算方法。     

不同控制策略下风电场接入地区电网的稳态分析

对采用不同控制策略的风电场接入系统进行稳态分析,将风电场输出功率随风速变化的间歇性和波动性扰动对所接入地区电网的影响离散化为多个稳态潮流计算,并通过绘制不同控制策略下风电场公共接入点、地区电网电压中枢点、重要变电站的PV曲线、网损曲线,分析风电场接入后地区电网的电压及网损变化,最后对采用不同控制策略的风电场最大接入容量进行分析。     

双馈感应电机风电场对电网电压的影响

介绍了双馈感应电机(DFIG)的数学模型,分析了风电场并入电网后对电网静态电压的影响因素,包括风电场输出功率、风电场接入点以及风电场功率因数等因素。以洋前风电场并入湛江市电网实际工程为例,将风电场等效为PQ节点,仿真研究了风电场输出功率、风电场接入点以及风电场功率因数对电网静态电压的影响;仿真结果证明了理论分析的正确性。     

辽宁电网220 kV系统自动电压控制关键技术研究

在辽宁电网自动电压控制系统升级的控制策略研究中,对于辽宁电网软分区方法、中枢点以及主导节点的选择等问题结合电网实际情况进行改进。针对分区过程中出现的需要认为确定分区个数、存在孤立节点单独作为分区以及分区后个别节点分区结果不合理等问题,提出了基于条件聚类的预分-校正软分区方法。而对于区域中对于电压变化敏感的临界节点,将其与可控主导节点共同作为各区域重点监视与调控的监视节点,并给出其控制原则。通过辽宁电网220 kV系统对上述方法的应用验证,效果良好,满足工作要求。     

配电网中基于网络分区的高比例分布式光伏集群电压控制

随着高比例分布式光伏的接入,配电网的过电压问题愈发严重,传统对所有光伏进行集中式电压控制的方法变得过于复杂,难以满足控制时间尺度的要求。文中提出了一种改进的模块度函数分区算法,结合无功/有功平衡度指标与区内节点耦合度指标,自动形成最佳分区,对含高比例分布式光伏的配电网进行无功与有功两个层面的光伏集群控制。在分区基础上,针对光伏逆变器有功与无功的控制能力,采用先无功后有功的电压控制策略,在子分区内部通过对关键光伏节点的控制来调节关键负荷节点的电压,有效地缩小对可控光伏的搜索范围,减少控制节点数目,加快控制响应时间,适合未来高比例分布式光伏接入配电网的电压控制。最后,以某一10kV实际馈线系统为例,验证所提方法的有效性。     

基于降阶雅可比矩阵的并网风电场局部静态电压支撑能力评估

提出一种基于降阶雅可比矩阵的并网风电场无功/电压支撑能力评估方法。该方法选择研究区域内的部分节点为注入节点,通过雅可比矩阵降阶的方法消去系统中的其他节点,得到仅包含研究区域节点的部分节点降阶雅可比矩阵,进而求得接入点电压关于本地无功功率和风电场无功功率变化的灵敏度,并得出风电场对接入局部区域的电压支撑能力指标。同时,通过相关灵敏度的比较还可以选择风电场接入电网的无功补偿点和确定无功补偿容量。实际系统算例结果表明该方法是准确可行的,并具有良好的适应性。     

含风电场电力系统潮流计算的交替求解方法

风电在电网能源中所占的比例越来越大,使电网的正常运行状况发生改变,潮流计算是分析风电并入电网后电网运行状况的一种基本方法。分析了异步发电机和双馈感应发电机的数学模型,提出了一种将主电网和风电场交替进行求解的潮流算法。主电网计算时,将风电场作为一个PQ节点处理,风电场潮流计算时以主电网计算结果中风电场出口母线电压为输入条件。采用华北某地的实际风电场替换IEEE9测试系统中3号发电机进行了仿真验证,结果表明,该算法可行。