均值–方差模型在风电并网系统无功优化中的应用

针对风电并网的无功优化问题,提出基于均值–方差模型的风电并网系统无功优化模型。该模型以有功网损的均值作为无功优化控制策略的经济性指标,以网损的方差作为风险性指标,同时考虑经济性和风险性;模型采用应用反向学习策略的群搜索算法进行求解。采用含风机和无功补偿装置的IEEE-14系统作为算例,将系统的有功网损优化结果和节点电压偏移量与传统的有功网损最小化这一目标函数的无功寻优控制策略结果进行对比,验证了所提出模型的有效性。     

考虑新能源接入的配电网两阶段有功无功协调降损方法

随着新能源的大规模并网,因其具有的波动性和不确定性,给配电网的降损工作带来新挑战。提出基于二阶锥规划的配电网日前日内两阶段有功无功协调降损方法。利用二阶锥规划对潮流模型进行松弛,并对非线性离散设备进行线性化,使该问题成为一个非凸的混合整数规划问题;考虑配电网有功无功的强耦合性,在日前阶段通过有功无功协调配合降低配电网的网损,并利用日前阶段慢响应设备的优化结果以及日内短时间尺度的新能源出力预测,对配电网系统进行日内阶段的滚动无功降损优化,保证系统安全运行的同时也满足了经济性需求;通过在改进的IEEE 33节点系统上进行仿真计算,验证所提方法的可行性。     

考虑柔性负荷无功调节能力的配网日前两阶段无功随机优化调度

针对高比例分布式光伏接入配网所引起的电压控制问题，利用柔性负荷的无功调节能力，并考虑光伏和负荷的不确定性，提出了配网日前两阶段无功随机优化调度方法。首先，在第1阶段根据光伏和负荷的预测值，优化反映电容器组动作和柔性负荷无功调度的离散决策变量。其次，在第2阶段考虑光伏和负荷的不确定性，优化光伏的无功出力和柔性负荷的无功调度量。在优化模型中，设置了电压偏差最小化和柔性负荷的无功调度次数最小化两种目标函数，采用ε约束法对多目标优化问题进行求解，并利用熵权优劣解距离(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)法选择最优折衷解。在修改的IEEE33节点系统进行仿真，结果表明所提方法能有效缓解由高比例分布式光伏并网所引起的电压越限问题。     

含能源路由器的交直流互联配电网协调动态优化

能源路由器(energy router,ER)作为能源互联网的关键设备，可以灵活控制潮流分配，提升电压水平，实现区域互联、能量互济、故障隔离等功能，研究采用ER实现交直流互联配电网的优化运行具有重要意义。考虑到ER和多种有功和无功调节设备的协同运行，提出了一种日前–日内双时间尺度下的有功–无功协调动态调度模型，该模型以系统综合成本和电压偏移度为目标函数，通过日前离散设备调度和日内连续设备调节相互配合，实现协调动态优化。提出了一种改进的多目标粒子群算法求解模型，以改进的IEEE 33节点交流配网和13节点直流配网系统作为仿真样本，结果表明，ER的接入对降低配电系统损耗、改善电能质量、优化运行策略、促进新能源消纳和降低综合成本有积极影响，并验证了所述算法的有效性。     

考虑多个分布式电源接入配电网的多目标无功优化调度

坚强智能电网的建设促进了分布式电源(Distributed Generation,DG)并网技术的发展,DG并网对配网进行无功优化不仅能够提高电压质量、降低有功网损,还增加了配网运行的灵活性、经济性与安全性。以系统有功功率损耗最低与电压偏压量最小为双目标函数,建立无功优化模型。针对目前无功优化问题尚缺乏一种能兼顾求解的高效性与全局搜索最优性的方法,文中将一种新的启发式算法-鲸鱼优化算法(WOA)运用到电网无功优化调度中,对多个DG接入的IEEE 33节点系统进行无功优化仿真分析。研究表明DG并网增加了配网的稳定性,并且证明了WOA算法在解决此问题上的鲁棒性和有效性。     

多端柔性直流输电系统有功优化分配

多端柔性直流输电系统有功优化分配对交直流系统运行的经济性有很大的影响。建立了一种多端柔性直流输电系统日前优化调度模型,以一天交直流系统总网损最小为优化目标,考虑电压源换流站功率调节范围、调节次数、功率状态的最小持续时间限制和静态安全约束,最后应用遗传算法求解模型。通过IEEE 39节点系统进行验证,优化所得多端柔性直流输电系统有功功率计划曲线,可以有效降低交直流系统总网损,提升系统运行的经济性,同时保证系统运行的安全性。     

考虑氢-电混合储能的直流配电网优化调度

针对氢-电混合储能系统的运行模型和多端柔性直流配电网的电压-功率下垂特性二次调节过程,提出了一种源-储-网联合多时间尺度优化调度策略.日前调度阶段以运行成本和电压偏差率最小为目标,优化混合储能运行模式、微型燃气轮机的启停与下垂特性二次调节参数,为日内优化调度提供参考;日内滚动优化调度阶段以经济性为目标,微调设备出力并修正预测误差带来的功率波动.以某环形多端直流配电网为例,验证了所提调度策略的可行性、混合储能的优势和下垂特性二次调节对运行的改善.     

基于阶梯碳交易的多微网电能合作运行优化策略

针对多微网系统,提出一种基于阶梯碳交易的多微网电能合作运行优化策略。首先,建立多能源形式协调的微电网模型,在建立的模型中加入碳捕集和电制氢装置组成的低碳装置,并且加入阶梯碳交易模型对多微网碳排放进行约束,然后建立多微网电能合作模型;策略分为日前和日内调度阶段,在日前调度阶段,多微网采用改进交替方向乘子法,实现运营成本最小化的目标;在日内调度阶段,采用滚动优化策略,优化设备调整和采购能源调整的运行成本和惩罚成本。最后,仿真验证所提出策略,结果表明：策略在降低成本和碳排放方面是有效的,并且分析阶梯碳交易参数对多微网低碳性和经济性的影响。     

计及电动汽车充电桩无功响应能力的电网节能降损控制方法

提出计及电动汽车充电桩无功响应能力的电网节能降损控制方法。首先分析了充电桩作为无功源的特征以及无功调压原理,进而提出了考虑日前优化调度和日内优化修正的无功电压优化模型,日前优化调度利用传统并联电容器组和有载调压变压器以降低网损,日内正常运行时利用电动汽车充电桩无功支撑来降低网损。提出了基于无功电压灵敏度的时序递进的无功控制方案。最后,以含风电的IEEE30节点系统为算例验证了该节能降损控制方法的有效性。     

计及微网负荷特性的配电网动、静态无功设备优化配置方法

针对大容量光伏以微电网的形式接入配网后的电压越限和经济性问题,本文建立了微网运行模型并提出了一种可投切并联电容器组(C)和静止无功发生器(SVG)协调规划的无功补偿设备优化配置方法。首先考虑了微网内多种电源和储能出力特征、运行成本和电价机制,构建了基础微网发电控制策略规则和微网并网负荷的概率多场景通用出力模型。在此基础上,建立了动、静态无功设备协调配置的双层优化规划模型,下层模型考虑设备最优运行方式;上层模型优化了无功设备的配置方式。通过修改的IEEE 33节点为算例验证了模型的有效性,仿真结果表明,该方法针对含大容量随机性电源的微网并网情况能有效提高电压合格率、降低网损,提高经济效益。     

双时间尺度下主动配电网多目标无功电压优化

考虑新能源出力的波动性和不同无功设备的调节速度,提出了双时间尺度(小时级和15 min级)协调的主动配电网多目标无功电压优化方法。在第一阶段(小时级)无功电压优化中,建立了最小化日前网损和传统无功调节设备动作次数的多目标优化模型,并采用三步优化方法求解该多目标混合整数非线性规划问题。在第二阶段(15 min级)无功电压优化中,考虑新能源出力波动可能危害系统实际安全运行,建立了新能源机组出力代表性场景下的、最小化系统主导节点电压偏差的优化模型,确保系统实时电压水平。通过IEEE 33算例分析,验证了提出的双时间尺度下主动配电网多目标无功电压优化模型和求解方法的有效性。     

基于双层优化理论的多微网协调优化调度研究

微网技术的发展较好地解决了分布式电源并网后其出力随机性给电网带来的不利影响。但当大量分散的微网接入配电网时,难以保证对多微网系统调度的高效性与经济性。基于上述问题,提出了针对电网峰平谷时段的多微网系统协调调度策略,建立了基于双层优化理论的多微网协调调度模型。在上层优化模型中,将考虑网损的多微网系统综合运行成本最小作为目标函数,在下层优化模型中将各微网自身的运行经济性作为优化目标,通过合理分配各微网出力以及微网间的交互,最终得到多微网系统的最佳运行方式。仿真结果表明,本文提出的调度模型和调度策略有效可行,能够降低网损,提高微网运行的经济性。     

考虑风–光–光热联合直流外送的源–网–荷多时段优化调度方法

为解决西北地区大规模风光并网下电力系统的新能源弃电问题,提出一种考虑风–光–光热联合直流外送的源网荷多时段协调优化方法。首先,对源网荷三侧具备的调峰能力及其互补特性进行分析,充分利用源侧光热电站、网侧特高压直流联络线以及柔性负荷的灵活调节能力,提高风光资源利用率。其次,针对新能源、负荷预测精度日前–日内逐步提高的特点,结合源网荷三侧各类调峰资源具有不同响应速度的特性,并以系统综合运行成本最低为目标,构建源网荷日前–日内两阶段多时段优化调度方法;最后,以西北某省电网2025规划构造的算例仿真验证了该调度方法能够有效促进高比例新能源电网的风光消纳,降低系统运行成本。     

考虑SVC和储能接入电网的多目标协同经济调度

针对风电并网引起的电网功率波动和安全运行问题,提出一种考虑SVC和储能的多目标协同经济调度优化方法.以典型日运行为例,建立了以系统综合运行成本、电压偏差和系统网损最小为目标函数的经济调度多目标优化模型,在优化过程中对经济调度和无功优化模型的目标进行协同迭代,获取兼顾电网经济性和安全性的最优解,并将结果与利用权重系数法获...     

风电并网系统中无功电源优化配置方案分析

分析了风电场无功电源的优化配置,针对实际运行状况,给出一种基于无功优化理论的静止同步补偿器(STATCOM)控制策略。利用风电场并网系统的无功优化数学模型和非线性原对偶内点法解决非线性规划问题的方法,实现了无功电源STATCOM的优化控制,并通过有功网损/灵敏度分析法确定并网系统的无功补偿点。在电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory中对某地区部分风电场并网系统进行无功电源配置。仿真结果表明,STATCOM配置方案对提高并网系统电压稳定性、有功网损和电压偏差有更好的改善作用,控制策略有效、可行。     

基于双状态评估器与深度强化学习的配电网无功优化

本文将“深度强化学习”引入配电网无功优化,提出了基于双状态评估器与深度强化学习的配电网无功优化方法。首先提出了一种配电网融合特征的提取方法,从配电网运行数据中提取统计特征,然后将统计特征与历史控制策略作为输入,网损与电压偏差分别作为输出,训练了网损评估器与电压偏差评估器。将无功优化问题转化为一个多步马尔科夫决策过程,以最小化网损和电压偏差之和为目标函数,以无功补偿设备的动作指令为策略,并采用基于Double DQN的深度强化学习算法进行求解。对改造后的IEEE 37节点配电网进行无功优化控制实验。结果表明,本文方法有效降低了节点电压偏移和网络损耗,他与配电网系统的模型和参数无关,在线决策速度快,可以实现在线无功优化控制,提高配电网运行经济性。     

基于三点估计法的含分布式电源配电网无功优化

针对分布式电源的随机性和间歇性对配电网运行环境的影响,综合考虑配电网运行经济性、稳定性和可靠性,以改进IEEE 33节点系统为基础,建立含有功网损、电压偏差、电压稳定性指标的多目标无功优化模型,并利用权重法将多目标函数转换成单目标函数求解。应用三点估计法对输入随机变量进行采样,将概率潮流转化为采样点处的确定性潮流进行计算,然后通过改进粒子群优化算法求解目标函数。该方法降低了分布式电源并网网损,减小了电压偏差,提高了电力系统稳定性和可靠性,为含分布式电源的电力系统无功优化提供了有效方法。     

基于无功电流自适应下垂系数控制的多微网调度与控制协调运行

提出一种控制与功率调度相结合的管控一体化策略,该策略将多微网分为子微网控制层和多微网功率调度层。在子微网控制层中,各子微网按照无功电流自适应下垂系数控制策略运行。当子微网负荷发生变动时,对下垂系数进行修正,提升子微网的无功功率均分效果。此外,针对频率和电压偏差问题,提出频率和电压估计装置对频率和电压进行补偿,保证频率和电压能够维持在额定值上。当子微网负荷超过其发电容量时会触发多微网功率调度策略,调度层根据子微网的运行状态,抽象出负荷节点和发电节点,基于最优潮流实现子微网间的能量互济。最后,搭建了多微网仿真模型,验证了所提出策略的有效性。     

含风电和柔性直流的电力系统多场景概率无功优化

随着大规模风电并网以及多端柔性直流VSC-MTDC的广泛应用,传统无功优化己不能很好地适应现今包含间歇性风电场的交直流并列运行系统。本文提出一种基于场景分析法的含风电场及VSC-MTDC的交直流并列运行系统无功优化方法,首先统计风电场出力的历史数据拟合风电出力的多场景概率,接着通过考虑风电场的多场景组合,建立以多场景下的综合网损期望值最小化为目标函数,计及VSC-MTDC系统级控制策略的交直流系统运行约束的含风电场和VSC-MTDC参与的多场景无功优化模型,并采用全局最优解求解器Ipopt分别求解主从控制模式以及电压下垂控制模式下的最优无功方案。最后以实际的广东南澳片网作为算例进行分析,通过与单一场景下主从控制、下垂控制模型下的优化方案进行对比,验证了本文所提方法的有效性。     

基于区间数的改进NSGA-Ⅱ算法在微电网优化调度中的应用

针对分布式电源出力和负荷波动随机性等不确定因素对微电网运行稳定性和经济性的影响,提出在微电网的优化调度中结合有功和无功优化,以满足安全性和可靠性要求。引入区间数来表述含不确定因素的优化调度目标函数及约束条件,并建立以微电网发电费用、电压偏差量和网损为优化目标的动态多目标优化调度模型。同时提出一种基于区间数的多属性决策NSGA-Ⅱ算法来求解上述模型中的线性多目标函数,从而得到整个调度周期内的多目标优化调度Pareto最优解。最后利用17节点微电网仿真系统进行了仿真计算,计算结果表明本文方法可以协调优化调度问题中的经济性、安全性和可靠性,同时相比单一的有功或无功优化调度可以得到更优的微电网运行费用。