分布式电源并网动态无功优化调度的研究

根据分布式电源并网的控制特性,将分布式电源设计为电压控制型和无功补偿型,考虑其与地区电网的电压无功控制手段相结合,参与地区电网动态无功优化调度。建立以降低地区电网网损、抑制电压波动为综合目标的地区电网模糊动态无功优化调度模型。在该模型中,通过构造模糊评价函数,将目标函数转化为对优化结果的满意度,并利用自适应权重法将综合目标进行归一化处理。最后采用改进遗传算法有效求解含分布式电源的地区电网动态无功优化调度策略。算例表明,提出的模型和方法是合理的,具有一定参考价值。     

基于可信理论的多目标模糊机会约束无功优化

大规模间歇性电源并入电网,其出力的不确定性给电网无功优化带来很大影响。针对间歇式电源出力和负荷的不确定性,将间歇式电源出力和负荷采用梯形模糊参数表示,对传统确定性无功优化模型进行改进,并结合可信性理论和模糊机会约束规划,建立含多模糊参数的多目标模糊机会约束无功优化数学模型。在解法上,通过模糊潮流求解目标函数和约束中的可信度,利用目标隶属度函数和交互满意度将多目标优化转换为单目标优化,并采用蝙蝠算法对模型进行求解。算例结果表明,所提多目标模糊机会约束无功优化模型和算法,能够适应在间歇性电源出力和负荷为模糊参数情况下的电压无功控制优化。     

基于免疫PSO的新能源配电网无功多目标模糊优化

考虑分布式能源的间歇性和随机性对配电网电压的影响,用模糊数表征分布式电源出力不确定性和负荷功率的波动性,构建配电网多目标模糊无功优化模型,提出分布式电源和无功补偿装置输出无功功率的协同优化方法。以有功网损最小和电压偏差最小为目标函数,并将目标函数和约束条件模糊化,根据其隶属度函数形成模糊适应度函数,再将两目标通过最大满意度法转化为单目标,最后利用免疫粒子群算法进行求解,从而确定在负荷功率模糊波动下具有不同模糊出力水平的分布式电源和具有不同运行方式的无功补偿装置输出无功功率的最优值。以IEEE33配电网系统为算例,验证了所提出的模型和算法的可行性和有效性。     

计及无功优化的分布式电源选址与定容

为提高电网的电压水平和降低线路损耗,在分布式电源选址与定容的基础上,加入了无功优化。根据分布式电源出力情况,将计及无功优化的分布式电源选址与定容问题分解成分布式电源并网和切除两种模式,即DG满出力时配电网网损、电压偏移及静态电压稳定裕度综合目标最优和DG零出力时电压合格为约束条件下的配电网网损最小,通过加权法将多目标转换成单目标。运用免疫算法对含分布式电源的33节点的配电系统进行算例分析,证明了计及无功优化的分布式电源选址定容的优越性。通过无功优化和分布式电源选址定容的优化分析,得出了当同时考虑两者时,优化效果最佳。     

基于区间算术的含分布式电源电网无功优化方法

为了解决分布式电源出力不确定性以及负荷波动性所带来的影响,提出一种基于区间数的含分布式电源电网无功优化方法。介绍区间数和区间算术的概念并建立区间潮流模型;建立含分布式电源电网区间无功优化模型的目标函数和约束条件,并给出采用粒子群算法求解区间无功优化模型的步骤;最后通过Matlab对一个修改后的IEEE14节点系统进行区间无功优化仿真计算,并采用粒子群算法对单一潮流断面进行无功优化验证了所提算法的正确性。仿真结果表明,基于区间算术的无功优化方法能够在计及电网不确定性因素情况下,使得电网趋优运行。     

含分布式发电的配电网有功-无功综合优化

为克服配电网中风力发电机和光伏电池出力随机波动、负荷变化带来的电压变动,研究了多种分布式电源接入配网后的电压控制问题。以分布式电源出力随机波动和负荷变化时每个时段的电压偏差和网损最小,以及尽量减少大电网向配电网输送有功为目标函数建立电压控制模型,采用粒子群优化算法对微型燃气轮机和燃料电池等出力稳定的分布式电源进行有功和无功综合优化,在保证电压质量的情况下减少对环境的污染。通过对IEEE33节点系统和一个实际算例系统分别进行仿真计算,结果表明该控制方案能在有效提高配电网电压水平的基础上提高环境效益。     

含分布式发电的配电网有功—无功综合优化

为克服配电网中风力发电机和光伏电池出力随机波动、负荷变化带来的电压变动,研究了多种分布式电源接入配网后的电压控制问题。以分布式电源出力随机波动和负荷变化时每个时段的电压偏差和网损最小,以及尽量减少大电网向配电网输送有功为目标函数建立电压控制模型,采用粒子群优化算法对微型燃气轮机和燃料电池等出力稳定的分布式电源进行有功和无功综合优化,在保证电压质量的情况下减少对环境的污染。通过对IEEE33节点系统和一个实际算例系统分别进行仿真计算,结果表明该控制方案能在有效提高配电网电压水平的基础上提高环境效益。     

计及分布式电源无功出力的ISFLA算法配电网无功优化

针对含分布式电源的配电网无功优化的特点,将分布式电源的无功调节能力和传统无功调压手段相结合,研究了考虑分布式电源无功调节能力的配电网无功优化模型和算法。针对分布式电源出力的随机性,采用场景概率的决策方法计算分布式电源的出力情况和对应无功功率极限,以网损最小和节点电压越限惩罚作为目标函数。提出了基于免疫蛙跳算法(ISFLA)的无功优化算法,该算法通过在混合蛙跳算法(SFLA)的算法框架中引入克隆选择算法(CSA),在蛙群混合后选择较优解进行克隆、变异和选择,克服了SFLA局部搜索能力弱的特点。利用改进IEEE33节点系统作为算例仿真分析,结果验证了模型及算法的有效性。     

考虑分布式电源出力不确定性的城市电网模糊最优潮流分析

针对风力发电、太阳能发电等分布式电源出力的不确定性,引入模糊数学理论将不确定性的发电出力用模糊数表示,将梯形模糊数与最优潮流结合建立城市电网模糊最优潮流模型.依据模糊数的比较规则,通过加权位移法将模糊目标函数和模糊约束转化为确定性目标函数与约束,并采用原对偶内点法进行求解.对一24节点城市电网进行仿真分析,结果表明在某些出力不确定情况下所得优化结果是平均最优值.     

计及分布式电源输出特性的有源配电网重构方法

针对含分布式电源的配电网重构算法将分布式电源等效为恒功率因数输出模型,未考虑节点电压变化对分布式电源无功出力影响的问题,提出一种考虑分布式电源不同输出特性的配网重构方法。首先对分布式电源进行分类并建立等效模型,该模型充分考虑了节点电压对分布式电源无功出力的影响,能够根据节点电压确定不同属性的分布式电源无功出力。再使用自适应烟花算法对配网重构进行寻优求解,对重构后的系统网损和节点电压进行对比分析。含分布式电源的IEEE 33节点典型测试系统的仿真结果对比验证了所提模型的有效性和真实性。     

Optimal reactive power control of DGs for voltage regulation of MV distribution systems using sensitivity analysis method and PSO algorithm

This paper addresses the problem of reactive power control of distributed generation (DG) units in the medium voltage (MV) distribution systems to maintain the system voltages within the predefined limits. An efficient approach for the load flow calculation is used here which is based on the topological structure of the network. It has been formulated for the radial distribution systems. A direct voltage sensitivity analysis method is developed in this paper which is also based on the topological structure of the network and independent of the network operating points. Thus, the sensitivity matrix is calculated once with the load flow program and it is used in all the system working conditions. The problem of DGs reactive power control is formulated as an optimization problem which uses the sensitivity analysis for linearizing the system around its operating points. The objective of the optimization problem is to return the system voltages inside the permitted range by using the reactive power of DGs in an optimal way. The optimal solutions are obtained by implementing particle swarm optimization (PSO) algorithm. Then, the results are verified by running a load flow considering new values of DGs reactive power. The procedure is repeated as long as a voltage violation is observed. Simulation results reveal that the proposed algorithm is capable of keeping the system voltages within the permitted limits.     

Optimal Control of Voltage in Distribution Systems by Voltage Reference Management

Recently, renewable energy technologies such as wind turbine generators and photovoltaic (PV) systems have been introduced as distributed generations (DGs). Connections of a large amount of distributed generations may cause voltage deviation beyond the statutory range in distribution systems. A reactive power control of DGs can be a solution of this problem, and it also has a possibility to reduce distribution loss. In this paper, we propose a control methodology of voltage profile in a distribution system using reactive power control of inverters interfaced with DGs and tap changing transformers. In the proposed method, a one-day schedule of voltage references for the control devices are determined by an optimization technique based on predicted values of load demand and PV power generation. Reactive power control of interfaced inverters is implemented within the inverter capacity without reducing active power output. The proposed method accomplishes voltage regulation within the acceptable range and reduction of distribution loss. The effectiveness of the proposed method is confirmed by simulations. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

计及电压波动的配电网无功优化运行

针对由于分布式电源(Distributed Generation,DG)出力和负荷的不确定性而引起的电压波动的问题,采用电容器组、分布式电源和静止无功补偿装置(Static Var Compensator,SVC)协调控制的方法,平抑电压波动。首先,在电容器组静态优化时,运用网络参数变动定理修正系统潮流,提高潮流计算的速度,快速得到补偿后新的各节点电压。其次,对于电容器组的静态优化结果,采用谱系聚类法合并分段,满足投切开关动作次数的约束,确定各电容器组的动作时刻和补偿容量,为实时电压控制建立良好的控制环境。最后,在电容器组补偿的基础上,分析DGs、SVC无功出力极限并作为约束条件,当实时节点电压越限时,通过电压灵敏度分析计算DGs、SVC实时无功调节量,并通过算例分析验证该方法的有效性。     

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。     

考虑电压约束裕度的无功优化新模型

传统无功优化算法的目标函数一般为满足电压限制下的有功网损最小,未考虑电压的"软约束"特性,这通常会使得优化后的系统部分母线电压非常接近其合格范围的边界,成为系统安全运行的隐患。针对无功优化问题的这些特点,本文基于模糊集理论建立了带有模糊安全约束的无功优化模型,并采用非线性原-对偶内点法求解。算例的结果表明,该模型能够有效降低系统的网损并保证节点电压留有一定的安全裕度。     

地区电网感性无功补偿优化配置方法

提出地区电网进行感性无功补偿优化规划的思路和方法,建立了兼顾电压质量、投资成本和运行费用全网优化的地区电网感性无功补偿模型,以解决由于小水电等分布式电源大量接入时在小运行方式下地区电网无功过剩电压偏高的问题。结合某地实际电网,进行了感性无功优化计算,比较了所提方法与工程估算法、平均功率因数法等方法的结果。仿真结果表明,按照优化方案进行感性无功补偿配置后,该地区的无功电压水平显著改善,取得了较好的经济效益和社会效益。     

计及光伏多状态调节能力的配电网多时间尺度电压优化

随着分布式电源的渗透率逐渐增大,其本身所具有的波动性和不确定性给配电网的电能质量及其稳定性带来了巨大挑战.考虑配电网在现有慢动作调节设备难以满足无功电压调节需求的情况下,将改善因光伏随机波动性所引发的电压偏差和波动作为优化目标,提出了一种考虑分布式光伏多运行状态调节能力与传统无功调节设备相协调的配电网多时间尺度无功电压...     

A smart distribution system reconfiguration algorithm with optimal active power scheduling considering various types of distributed generators

This paper presents an efficient way of solving the distribution system reconfiguration (DSR) problem in electrical power systems with consideration of different types of distributed generators (DGs). The objective of a DSR is to minimize the system power loss while satisfying the system constraints and keeping the topology of the system radial. In this paper, a new DSR algorithm based on a modified particle swarm optimization (PSO) is proposed to incorporate DGs with the constant voltage control mode. The proposed method is very efficient because it avoids an extra iteration loop for computing the reactive power at PV buses in order to keep the voltage at a specified magnitude. Furthermore, if the reactive power requirement is not met in between the extreme limits, the proposed algorithm strictly searches for the best possible tie switch combination to simultaneously reduce the power loss and ensure that the DGs operate in PV mode within acceptable reactive power limit. The proposed algorithm also integrates hourly DSR with optimal DG active power scheduling considering the DG type, generation limit constraints, and the allowable DG penetration level. The validity and the effectiveness of the proposed method has been tested using standard IEEE 33‐bus and 69‐bus distribution networks with various case studies. Test results show that the proposed method is robust and delivers a minimal average power loss compared with different methods, and it efficiently models DGs in DSR, demonstrating that the presence of DGs can further reduce the system loss. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于模糊聚类和学习自动机的多目标无功优化

电力系统无功补偿需确定无功补偿的选点及具体的补偿容量.基于模糊聚类的方法寻找系统薄弱节点,得到候选节点信息,动态聚模糊类过程中采用了 U/U0指标、Γ指标和电压偏移指标.综合考虑发电成本和无功投入成本最小、电压偏移最小和有功网损最小化,建立了候选无功补偿节点的多目标优化模型,并采用学习自动机法获得优化问题的最优权衡解.采用模糊聚类法和学习自动机法对 IEEE 57节点测试系统进行算例分析,分析结果表明了所提方法的有效性