基于模型预测控制的光伏场站快速协同无功电压控制

为解决新能源大规模接入配电网带来的电压波动及越限问题,提出了一种针对光伏场站及静止无功发生器(static var generator, SVG)接入的配电网系统动态无功电压控制方法,以实现扰动下多无功源协同调压目标。首先,分别推导了光伏场站和SVG的无功-电压控制小信号模型。其次,通过类比等效实现了不同类型无功源电压控制模型形式的统一,并结合系统电压灵敏度关系建立了系统整体电压控制模型。在此基础上考虑系统状态变化对控制参数的影响,并计及各设备无功出力约束,设计了系统模型预测控制器。最后,基于IEEE33节点系统进行仿真,验证了在光伏出力波动和负荷投切两种情况下所提方法均能够快速、有效地抑制电压波动,为有源配电网快速电压协同控制提供了理论基础。     

Coordination of PV Inverters and Voltage Regulators Considering Generation Correlation and Voltage Quality Constraints for Loss Minimization

Abstract

Distributed generation sources (DGs) are widely considered as important sources of power generation in distribution systems during the last few decades. Despite the substantial benefits of DGs, increasing the penetration level of the DGs can cause dramatic voltage magnitude fluctuations. Coordination of the use of dynamic reactive power sources such as photovoltaic (PV) inverters and voltage control equipment can mitigate rapid voltage magnitude fluctuations. A coordinated volt-var control method is proposed herein to achieve the optimal expected performance (e.g., system losses) while considering the spatial correlation among PV source powers and constraining the variability of voltage magnitudes throughout the distribution network within permissible ranges. The proposed strategy formulates chance constraints on the voltage magnitude and considers the uncertainty of PV power injections over the interval of interest to maintain voltage magnitudes within acceptable limits. The proposed method has been tested on the IEEE 123-node radial distribution system for validation. Moreover, the simulation results demonstrate that the proposed method can effectively mitigate the fast voltage magnitude deviations with an acceptable reduction in system losses in the presence of intermittent renewable resources.     

无功优化控制在区域电网的应用研究

区域电网无功优化控制系统是在确保电网与设备安全运行的前提下,着眼于区域全电网进行无功电压优化控制,实现无功补偿设备投入合理和无功分层就地平衡与稳定电压,从而进一步提高了电网调度自动化水平,具有很大的经济效益和社会效益。     

解决电力市场无功优化问题的序优化级联编码遗传算法

发电机和并联补偿设备是系统中主要的无功源,负责满足负荷的无功需求并维持系统电压水平。在电力市场环境下,对无功的优化调度要考虑各类无功电源的成本,并以此作为建立无功市场机制的基础。建立了一个在电力市场环境下考虑无功成本的无功优化模型,该模型将电容的投切标志作为0-1变量,即描述为一个非线性混合整数规划问题,采用级联编码的遗传算法解决该非线性混合整数规划问题。引入了序优化的思想,以指导遗传算法的个体选择和进化代数,并对计算结果的可靠性进行定量评估。在IEEE 30母线系统上的仿真结果验证了该方法的有效性。根据5种情况的计算结果,分析了考虑无功成本时系统的运行状况以及相应的经济效益。     

考虑电压稳定的电力系统无功优化规划

建立了模糊多目标无功优化规划的数学模型。在目标函数中考虑了网损、无功补偿设备的投资、静态电压稳定裕度以及负荷节点电压的偏移。首先采用电压稳定灵敏度排序法找出电压稳定性最差的节点,作为候选无功补偿节点;然后采用遗传算法对数学模型进行求解,得到优化补偿节点及补偿节点的优化补偿容量。通过对IEEE30节点的计算结果表明:采用文中的优化规划方法能够达到很好的降损效果,提高了整个系统的电压稳定性。     

基于粒子群算法的配电网无功补偿优化规划

无功补偿优化配置在电力系统规划设计中有着重要的作用.文中建立了针对10 kV配电网的无功补偿优化配置的数学模型,以配网年电能损失费用与折合为等年值的无功补偿设备的投资费用之和最小为目标函数,以无功平衡、电压合格等为约束条件.求解方法上,采用了改进的粒子群算法,使算法能更好地适应问题的求解.算例结果表明,该方法技术上可行且具有较好的经济性.     

变电站无功补偿分析

阐述了无功补偿对电力系统稳定、经济运行的作用。无功功率不足会使系统电压及功率因数降低,从而损坏用电设备,严重时会造成电压崩溃,系统瓦解,造成大面积停电的问题。介绍了无功功率消耗设备和补偿设备。指出了要尽量避免发电机降低功率因数运行,同时也防止向远方负载输送无功引起电压和功率损耗,探讨了电压调整和无功补偿的途径。     

基于地县一体化的电压无功监测和综合管理系统的研究

通过对基于地县一体化电压无功监测和综合管理系统进行探究,对无功设备的管理考核,提高无功设备的可用率和投运率,达到减少无功功率的传输损耗、提高电网功率因数的合格率。     

变电站无功补偿分析

阐述了无功补偿对电力系统稳定、经济运行的作用。无功功率不足会使系统电压及功率因数降低,从而损坏用电设备,严重时会造成电压崩溃,系统瓦解,造成大面积停电的问题。介绍了无功功率消耗设备和补偿设备。指出了要尽量避免发电机降低功率因数运行,同时也防止向远方负载输送无功引起电压和功率损耗,探讨了电压调整和无功补偿的途径。     

直流换流站无功设备投切过程仿真研究

确定合理的换流站无功平衡和投切策略是直流输电系统安全稳定运行的基础。阐述了交直流系统的无功功率需求和无功补偿设备容量的确定。在PSS/E软件中建立CDC6直流准稳态模型,利用其自定义分析功能,分别从直流系统的启动和停运两个方面来模拟含有感性无功补偿设备的换流站无功投切策略。启动过程遵循“先切感性无功,再投容性无功”的投切原则,停运过程遵循“先切容性无功,再投感性无功”的投切原则。最后通过仿真算例,换流站与交流系统的无功交换量始终处于限定的范围内,验证了该方法的有效性。     

电力市场环境下含风电机组的配电网无功优化

电力市场环境下,合理考虑无功成本,有利于配电网无功功率资源的最优利用。本文从降低含网损、设备损耗和无功成本在内的综合成本的角度出发,研究含双馈感应风力发电机DFIG(doubly-fed induction generator)的配电网无功优化调度方法。首先,通过研究DFIG功率特性,对DFIG输出功率进行区域划分,建立无功分区计价模型;其次,分析了风速波动对DFIG无功最大出力影响,基于平均风速预测曲线,给出改良风速计算方法;最后以改进IEEE 14节点系统为算例,采用改进遗传算法优化求解。仿真计算结果表明,本文所提无功优化模型和方法具有合理性。     

冶金企业的无功补偿与谐波治理

介绍了冶金企业用电设备的工艺特点，用电负荷无功、谐波对电网危害的防治措施和技术，以及主要无功补偿滤波装置的性能比较和实际效益。     

基于全寿命周期成本的配电网无功规划研究

在保证电能质量的基础上,评价一个无功优化补偿方案应该以项目寿命周期内的投资净收益为指标,即一个无功补偿方案不仅需要考虑损耗降低所带来的收益,还要考虑由于无功补偿设备寿命周期内建设、运行维护直至报废等成本的增加。综合系统有功网损最小、电压质量最好建立配电网无功优化模型,利用无功二次电阻矩确定无功补偿点,根据改进的遗传算法确定无功补偿的容量,通过引入全寿命周期成本(Life Cycle Cost,LCC)的概念,对于不同的补偿方案进行计及全寿命周期成本的计算,以寿命周期内投资净收益为判断依据选定补偿方案。在Matlab上以IEEE33节点配电系统为例进行仿真计算,结果表明,采用计及全寿命周期成本的无功优化在实际中更具有合理性和有效性。     

变电站无功补偿分析

阐述了无功补偿对电力系统稳定、经济运行的作用。无功功率不足,会使系统电压及功率因数降低,从而损坏用电设备;严重时,会使电压崩溃,系统瓦解,造成大面积停电的问题。介绍了无功功率消耗设备和补偿设备,指出了要尽量避免发电机降低功率因数运行,同时也防止向远方负载输送无功引起电压和功率损耗;探讨了电压调整和无功补偿的途径。     

基于遗传算法的无功优化在福建电网的实用化改进

分析了基于遗传算法的无功优化在实际系统应用中存在的问题,在传统遗传算法的基础上,对适应度函数和群体多样性的保持进行了改进,并将设备动作优先级和历史负荷经验数据引入遗传算法,根据福建电网的实际情况完成了遗传算法在无功优化中的实用化改进.实际应用表明,改进后的算法使得控制设备动作合理,动作次数少,能有效地提高电网的电压合格率并降低网损.     

用于提高电压稳定裕度的发电机无功出力管理

电力系统电压稳定裕度大小与系统无功储备相联系,研究了通过管理系统发电机的无功出力来提高系统的电压稳定裕度。把重新安排系统无功出力形成一个优化问题,采用伪梯度进化算法(PGEP)寻求全局的最优解,在搜索过程中利用模式分析技术指导寻优方向。对新英格兰10机39节点系统的仿真分析表明,与常规进化算法(SEP)相比,所提出的方法具有更快的收敛速度与更好的寻优能力,能够增加系统的无功储备,同时减少系统的有功及无功损耗,在不增加新设备及不改变系统有功分布的情况下使系统的电压稳定裕度得到明显提高。     

配电系统中用投切式无功补偿设备改善有载调压性能初探

变压器有载调压不能保证无功需求,本文考虑用无功补偿装置配合有载调压变压器进行调压。通过对一个典型的110kV配电系统进行仿真计算,比较了仅变压器有载调压与配合无功补偿以后的两种调压效果,分析了用无功补偿设备配合变压器有载调压的优越性。最后,提出了用投切式无功补偿设备改善变压器有载调压性能仍需要解决的一些问题。     

配电系统中用投切式无功补偿设备改善有载调压性能初探

变压器有载调压不能保证无功需求,本文考虑用无功补偿装置配合有载调压变压器进行调压。通过对一个典型的110kV配电系统进行仿真计算,比较了仅变压器有载调压与配合无功补偿以后的两种调压效果,分析了用无功补偿设备配合变压器有载调压的优越性。最后,提出了用投切式无功补偿设备改善变压器有载调压性能仍需要解决的一些问题。     

电力系统无功补偿点及其补偿容量的确定

基于简单交流电路的电压电流特性,提出了无功裕度的概念。利用节点无功裕度的排序确定电力系统无功补偿点,并在此基础上用混合改进遗传方法进行无功优化规划。该方法使无功电源得到合理地配置,无功就地平衡,提高了电力系统的电压稳定性。IEEE 30节点算例的仿真结果表明,该方法实现了无功规划的可靠性和经济性。