光伏发电系统的发电机有功和无功功率补偿器

光伏发电系统作为分布式电源,它发出的电能通过逆变器输向电网.目前用于分布式系统的大多数逆变器是运行于单位功率因数电流源型逆变器.如果将电压源型逆变器用电流源型逆变器取代,那么光伏发电系统可以在任何时间发出无功功率.根据瞬时功率的理论,逆变器的无功功率可以通过改变其输出电压幅值控制,而有功功率可以通过调整输出电压相位来控制,且有功功率的供给和无功功率的补偿都可以同步进行.当光照强度弱或者光伏模块无法运行时,光伏系统的无功补偿仍然可以用来提高逆变器利用率.     

水电机组监控系统有功功率调节仿真研究

考虑到目前水电机组有功功率调节主要以监控系统有功功率闭环调节为主,本文针对水电机组监控系统有功功率调节仿真研究,建立了包含监控系统、调速器、输水系统、水轮机的详细有功功率调节数学模型,通过与实测结果的对比验证了数学模型的准确性。基于数值仿真分析了监控系统及调速器参数对有功功率调节过程的影响,即监控系统脉宽计算参数β主要影响有功功率调节中接近目标值的调节过程,β越小导叶开度调节量越大;脉冲周期T越短功率调节速度明显加快;最大脉宽T_kmax设定值越小每周期内导叶开度的调节量越小,整个有功功率的调节时间越长;最小脉宽T_kmin对整个有功功率调节速度无影响,但影响调节精度;调速器导叶开度给定调整的速度主要由开度给定积分器中参数T_iy所决定,T_iy越大导叶动作越慢,减小T_iy可以增加导叶开度的调节速度,但是功率反调值也会增加。     

有源电力滤波器在分布式发电系统中的应用

提出了利用现有的设备(软启动逆变器)来抑制分布式发电系统中微型燃气轮发电机谐波电流的方法,并详细给出其拓扑结构,谐波电流检测方法及滞环控制策略.仿真结果表明:所设计的拓扑结构和采用的控制方法是可行的,完全消除了5次和7次谐波电流.     

有源电力滤波器在分布式发电系统中的应用

提出了利用现有的设备(软启动逆变器)来抑制分布式发电系统中微型燃气轮发电机谐波电流的方法,并详细给出其拓扑结构,谐波电流检测方法及滞环控制策略。仿真结果表明:所设计的拓扑结构和采用的控制方法是可行的,完全消除了5次和7次谐波电流。     

弱交流/多端柔性直流混联的群岛电网有功/无功联合优化

传统群岛交流电网通常较为薄弱,面临着海底电缆充电功率较大、系统状态接近稳定极限、设备投切频繁且使用寿命较短等多项挑战。多端柔性直流输电(VSC-MTDC)技术较适用于群岛供电场景,弱交流/多端柔性直流混联逐步成为群岛供电的新模式。在群岛弱交流电网中,有功和无功功率的传输特性相互关联,电压幅值差不只与无功传送有关,相角差也不仅与有功传送相关。提出一种有功/无功联合优化策略,借助电压源换流器(VSC)调节有功功率和无功功率输出的能力,实现VSC-MTDC的可控输出与并列运行交流电网中措施之间的优化协调,建立了考虑网络损耗、设备投切成本和系统稳定裕度等的多目标优化模型,并采用遗传算法进行求解。结合群岛电网的实际运行需求,依托浙江舟山±200kV五端柔性直流示范工程的仿真案例,验证所提优化策略的有效性,并通过经济和稳定指标的比较,证实了有功/无功联合优化优于单一的优化策略。     

苏州地区电网电压无功优化系统的应用实践

介绍了苏州地区变电站电压无功控制的现状以及电压无功优化系统的建设背景,设计了一套基于全局电网范围的电压无功优化系统,详细分析了该系统的硬件构成及网络的安全构成方式,接着分析了该系统的数学模型、最优的算法设计以及软件设计流程,还详细说明了系统的安全闭锁功能设计,最后阐述了该系统实现的功能以及在苏州市区电网的实际应用效果.     

苏州地区电网电压无功优化系统的应用实践

介绍了苏州地区变电站电压无功控制的现状以及电压无功优化系统的建设背景,设计了一套基于全局电网范围的电压无功优化系统,详细分析了该系统的硬件构成及网络的安全构成方式,接着分析了该系统的数学模型、最优的算法设计以及软件设计流程,还详细说明了系统的安全闭锁功能设计,最后阐述了该系统实现的功能以及在苏州市区电网的实际应用效果。     

电力系统无功优化方法综述

电力系统无功优化问题作为最优潮流的重要一支,由于具有离散性、非线性、大规模、收敛性依赖初值等特性,使其成为电力系统中至今仍未能圆满解决的问题.因此,本文综述了无功优化模型和算法的研究成果,分析了这些方法的特征,以此来探讨如何更好地解决这一问题.     

电压无功优化控制系统在地区电网中的应用

介绍了地区电网电压无功优化控制系统的结构、技术特点及功能。系统针对电力系统无功优化调度分层、分区的实际特点,按分层控制结构设计,其优化算法以网损最小为目标函数,考虑电压质量、控制代价等约束条件。系统在徐州地区电网的实际应用中达到降低运行劳动强度、提高电压合格率、降低网损等效果。     

安全约束下的500 kV系统最优无功的调控方法

为了提高电力系统电压质量和降低线路损耗,对安全约束下的５００ｋＶ南方电力系统最优无功功率调整方法进行了研究。该方法以发电厂和变电站注入电力系统实时无功功率的优化计算值与实际值的偏差来调整发电厂和变电站的无功功率,使无功功率的优化计算值近似等于实际值,保证５００ｋＶ电力系统在最优无功功率方式下运行,最优无功功率通过经济压差优化潮流计算程序计算。介绍了该方法的控制单位、界面设置、安全约束、最优无功功率、控制策略、实现方法和管理方法,以及经济压差优化潮流程序。     

无功补偿设备在电力系统中的应用分析

分析了无功补偿的作用和补偿容量的选择方法,着重论述了低压电网和异步电动机无功补偿容量的配置.结合应用实例说明,采用无功补偿技术可提高低压电网和用电设备的功率因数,已成为节电工作的一项重要措施.     

光伏并网系统参与电压调节的有功和无功协调控制策略研究

针对配电网线路阻抗大、分布式光伏并网系统无功调压能力有限,导致光伏电源在有功出力较大时并网点(PCC)电压越上限问题,在深入分析光伏系统PCC电压特性基础上,提出一种光伏逆变器有功和无功协调控制策略。在该控制策略下,光伏系统实时跟踪监测PCC电压变化,PCC电压不越限时,逆变器按最大功率点跟踪(MPPT)输出;PCC电压越上限时,优先利用逆变器剩余容量进行无功调压,若剩余容量不足,调节逆变器有功输出,并动态计算有功、无功最佳输出值,保证将PCC电压调节至满足要求的前提下,实现逆变器有功输出最大化、无功输出最佳化。算例结果验证了控制策略的有效性。     

APF在光伏发电系统中的应用与研究

考虑到有源电力滤波器和光伏发电系统在电路结构上有诸多相同之处,通过分析,将有源电力滤波器(APF)应用到光伏发电系统中,可以对两种系统进行统一控制。有源电力滤波器采用基于瞬时无功理论的ip-iq法进行谐波电流检测,对系统进行谐波抑制和无功补偿。并进行Matlab/Simulink仿真,实验表明,这种方法达到了很好的补偿效果,减少了电网电流的谐波畸变率,与此同时,充分利用了APF。     

改进粒子群算法在电网无功优化中的应用

粒子群算法作为一种随机搜索算法,适合解决电网无功优化问题。考虑到粒子群算法收敛速度过快,容易进入局部收敛,导致收敛精度不高,研究了粒子群算法的改进措施。建立了一个全面考虑实际约束条件和无功调节手段的无功优化数学模型,提出了采用改进粒子群算法求解电网无功优化问题的方法,以确定无功优化的最优方案。以IEEE14节点系统进行仿真分析,对3种不同方案进行了对比,结果表明所用方法寻优质量高,不仅节点电压满足系统运行要求,而且系统网损也有一定程度的降低,采用该改进粒子群算法进行电网无功优化行之有效。     

分析备自投装置的启用与运行接线方式关系

备自投的启用与电网一次接线运行方式的适应,即运行方式是否满足备自投启用的条件一直是一个问题.针对某地区-35 kV变电所实际接线情况,分析外桥接线方式中无法使用备自投的实际困难,供电可靠性无法满足,如果设置主变高压侧开关与外桥开关间备自投,因开关位置的限制,无法实现恢复供电,也因短路故障电流再次冲击而威胁电网.采取的办法是通过下级分段备自投来部分弥补上级电源进线供电可靠性得不到满足的缺陷,同时,因设计、施工中现场接线原因导致分段备自投使用过程中存在种种局限性,因只能在主变开关与分段开关间备投,两台主变只能采用分供方式,不能灵活改变两台主变间经济运行方式时自适应备自投启用.提出均衡负荷、改变一次接线及备自投方式出口回路,增加继电器扩展接点等方法,确保备自投装置在电网故障时能真正发挥作用.     

分析备自投装置的启用与运行接线方式关系

备自投的启用与电网一次接线运行方式的适应,即运行方式是否满足备自投启用的条件一直是一个问题。针对某地区一35kV变电所实际接线情况,分析外桥接线方式中无法使用备自投的实际困难,供电可靠性无法满足,如果设置主变高压侧开关与外桥开关间备自投,因开关位置的限制,无法实现恢复供电,也因短路故障电流再次冲击而威胁电网。采取的办法是通过下级分段备自投来部分弥补上级电源进线供电可靠性得不到满足的缺陷,同时,因设计、施工中现场接线原因导致分段备自投使用过程中存在种种局限性,因只能在主变开关与分段开关间备投,两台主变只能采用分供方式,不能灵活改变两台主变间经济运行方式时自适应备自投启用。提出均衡负荷、改变一次接线及备自投方式出口回路,增加继电器扩展接点等方法,确保备自投装置在电网故障时能真正发挥作用。     

电力电子变压器在有源配电网无功优化中的应用

尽可能地降低配电网中节点电压的偏差,是配电网运行的基本要求。为实现对节点电压的有效控制,提出利用电力电子变压器通过对其一次侧和二次侧电力电子变换器的脉宽调制控制(Pulse Width Moderation, PWM),改变其一次侧和二次侧潮流的方法加以解决。为此,构建了含分布式电源、储能元件和电力电子变压器在内的有源配电网无功优化模型,并运用粒子群优化算法进行求解。仿真结果表明,含电力电子变压器的有源配电网无功优化后的网损,低于采用有载调压变压器(On-Load Tap Changer, OLTC)对应网络无功优化后的网损;且其节点电压与额定值的相对偏差也优于后者,从而说明了在有源配电网中应用电力电子变压器,利用其灵活的无功调节功能,能提高配电网的运行水平。     

Optimal active and reactive nodal power requirements towards loss minimization under reverse power flow constraint defining DG type

In this paper a novel approach regarding the optimal penetration of Distributed Generation (DG) in Distribution Networks (DNs) towards loss minimization is proposed. More specific, a Local Particle Swarm Optimization (PSO) variant algorithm is developed in order to define the optimal active and reactive power generation and/or consumption requirements for the optimal number and location of nodes that yield loss minimization. Thus, the proposed approach provides the optimal number, siting and sizing of DGs altogether. In addition, based on the optimal power requirements of the resulted nodes, a combination of potential DG types to be installed is recommended. The proposed objective function in this paper is also innovative since it embeds the constraint of reverse power flow to the slack bus by the formation of a new penalty term. The proposed methodology is applied to 30 and 33 bus systems. The results indicate the optimal number, locations, and capacity of DG units, which were calculated simultaneously. Finally, the impact of the predefined amount of permissible reverse power flow to the optimal solution is also examined through two scenarios: the first considers zero reverse power flow and the second unlimited reverse power flow.     

电力系统无功优化研究的进展与展望

介绍了关于多目标函数时无功优化数学模型的建立,在分析了一些常用的优化算法基础上,重点介绍了实际电网中常用的现代智能优化算法,包括遗传算法、粒子群算法、差分算法在无功优化上的应用的进展,最后对无功优化的未来研究方向做出了展望.     

Implementation of active power filter with asymmetrical inverter legs for harmonic and reactive power compensation

An asymmetrical voltage source inverter is proposed to operate as an active power filter to eliminate harmonics and compensate reactive power drawn from the nonlinear loads such that a sinusoidal line current is drawn from the ac source. Two inverter legs are used in the adopted circuit configuration. One inverter leg is operated in the line frequency and the other leg is operated in the high switching frequency to track the compensated current command. In the proposed control scheme, a voltage compensator, a carrier-based current controller and a proportional integral-based dc link controller are used to achieve balanced capacitor voltages, to track line current and to obtain a constant dc bus voltage, respectively. Based on the pulse-width modulation (PWM) control scheme, a three-level voltage pattern is generated on the ac terminal of the inverter. Computer simulation and experimental results are provided to verify the effectiveness of the control scheme.