暂态电压安全预防控制的优化

为了优化暂态电压安全的预防控制，根据暂态电压安全裕度对于各节点无功功率的灵敏度系数，将暂态电压不安全点与注入点进行关联分区。按控制区分别调整无功注入量，将大系统暂态电压的预防控制问题转化为各分区的对应问题，以改善整个系统的暂态电压安全。通过试验系统和实际系统验证了该方法的有效性。     

计及无功功率成本及其资源价值的无功采购方法

摘要： 电力市场中，满足负荷无功功率需求以及提供系统电压支持属于辅助服务的范畴，一般由系统运行员(ISO)进行集中优化调度和控制计算，向相应的辅助服务提供者购买无功功率，并将成本分摊到用户。在分析无功和电压支持的特点、无功的生产成本和资源价值的基础上，文中提出了一种新的无功/电压辅助服务市场机制，并设计了向发电机、调相机等动态无功源采购无功功率的算法。该算法的特点是：考虑了无功的容量成本和电量成本；引入基于等效无功补偿法的无功价值因子，从而考虑了系统中不同位置无功源的资源价值差异；计及了无功分布对有功网损以及相应的有功功率生产成本的影响。IEEE 14节点系统的算例表明，该方法能够优化无功采购成本，算法合理有效。     

电力系统电压调节器PSVR

当前，对发电机励磁系统的控制多基于维持发电机端电压为设定值这一原则上，为此因故障造成系统输电电压显著下降时将增加全系统的无功功率损失并降低系统电压的稳定性。本文介绍了一种以维持发电机升压变压器高压侧电压为设定值的电力系统电压调节器（PSVR），从而可显著提高发电机的输出无功功率极限值和系统电压的稳定性。文中还叙述了日本所开发的一种PSVR励磁控制系统的结构原理，线路组成，以及在500kV系统中的应用情况。     

基于神经元自适应PID的STATCOM直接电压控制方法

根据配电网无功功率补偿的工程要求，提出了一种静止同步补偿器（STATCOM）电压控制的新方法———基于神经元自适应PID的直接电压控制。该方法利用瞬时功率平衡的思想，通过简单的代数运算获取电压指令信号，基于该控制方法，STATCOM能够维持公共连接点电压稳定在给定值附近，而且该控制方法具有对主要参数扰动的鲁棒性。仿真和试验结果表明了该控制方法的有效性。     

变速恒频双馈电机风电场电压控制策略

提出了一种基于变速恒频双馈电机的风电场电压控制策略,该策略以风电场出口升压变压器高压侧电压为控制目标。介绍了该控制策略的总体结构,阐述了风电场高压侧电压控制的原理,并考虑风电场无功功率极限,研究了无功功率控制、分配和故障情况下紧急电压控制方案。针对风速扰动和电压骤降2种情况进行了仿真。仿真结果表明,所提出的控制方案与功率因数控制和传统的电压控制策略相比可以明显地提升风电场电压水平,且无需高压侧信号、经济有效。     

水轮发电机并网瞬间抢无功功率现象分析及处置探索

东风发电厂是贵州乌江流域二级梯级水电厂,共有3×190 MW和1×125 MW 4台水轮发电机机组。机组并网瞬间会向系统输送大量无功功率,从而引起本侧母线电压和其他正在运行机组无功功率大幅度波动,严重影响到电网和其他机组安全稳定运行。笔者结合东风发电厂机组运行实际,从水轮发电机组无功产生理论和无功功率波动现象进行分析,发现东风发电厂同期装置的待并侧机端侧电压、系统侧电网电压以及调压系数、励磁系统电压预设系数等重要参数设置不合理,进而制定相应参数优化对策进行处置。     

变电站电压无功控制范围的整定计算方法

现有变电站电压无功控制装置的控制策略主要是依据九区域图法。文中根据1天24 h各负荷点的有功和无功负荷曲线进行全网离散无功优化计算，并以此为基础提出了变电站电压无功控制装置控制范围的整定计算方法。既考虑了对受控变压器低压侧母线电压和高压侧无功功率的最优变化曲线的跟踪，又顾及了减少变压器分接头动作次数的要求。用广州鹿鸣电网的计算结果和变电站电压无功控制装置的模拟试验结果验证了所提出的方法的合理性和有效性。     

浅析无功功率在电力系统的应用

无功功率对于提高电力系统供电质量、调整电网的电压、抑制系统谐波干扰,保证电网安全运行都有着十分重要的作用。文章简述了无功优化的概念,系统中控制无功的主要设备,并对无功功率的补偿方法及今后无功补偿技术发展的方向：无功功率动态自动无级调节,进行了探讨。     

电网静态电压稳定控制数学模型的研究

在系统最近崩溃点的基础上，以系统的负荷功率裕度定义了系统的静态电压稳定裕度。目标函数考虑了系统的安全性和经济性，并以系统的控制变量、输出变量、支路传输功率和静态电压稳定功率裕度为约束条件，建立了提高系统静态电压稳定裕度的电压稳定控制数学模型。在控制模型中提出了安全经济协调因子和综合控制调节顺序加权系数的概念。使静态电压稳定控制模型更实用化。     

静止无功补偿的一种有效控制方法

提出一种用于稳定供电电压的静止无功补偿的有效控制方法。该方法在计算机内存中以表格 形式建立△Ｑ＝ｆ（△V）曲线，根据电压偏移量查表控制静补装置的无功功率输出，并在 无功调节过程中动态修改曲线，使之趋近真实情况。仿真结果和动模实验验证了可行性和有 效性。     

动态电压恢复器的最小视在功率控制

动态电压恢复器(DVR)是补偿电压凹陷最有效的装置，控制方式是其技术核心。文中从能量角度提出了DVR的最小视在功率控制方式，该方式在使DVR的视在功率最小的同时，大大减小了DVR的容量、无功功率和注入电压幅值，并降低了DVR的造价，而且控制简单、计算量小，是一种综合性能较好的控制方式。对采用最小视在功率控制时DVR各方面性能的改进做了详细的理论论证。仿真结果验证了理论论证的正确性。     

自备电源供用电系统电压质量的研究

自备电源系统由于发电容量的限制,对非线性负载的扰动抵抗能力较差,使电网电压的供电质量受到严重影响。提出一种采用主动控制方式实现电压质量控制的装置,其充分考虑了独立小电网系统中严重的谐波扰动、电压凹陷、瞬间失电及供电频率波动等电压质量问题,提出了以瞬时无功功率理论为基础的软锁相技术解决同步、相位锁定及电压幅值恒定等具体保障电压质量的控制技术,并对在频率变化时的谐波定义、计算方法进行了讨论。最后通过系统仿真和实际试验验证了作者的观点,取得了良好的电压质量控制效果。     

电力系统在线电压控制

本文提出了一种用于电力系统安全监视和安全分析的电压在线集中控制的方法。这种方法根 据P-Q分解法的基本原理，首先计算电压灵敏度矩阵，然后取控制变量增量平方和为目标函 数，在一系列约束条件下求使其为最小的控制变量增量。 由于电压灵敏度矩阵在这里是一常数阵，故这种方法计算速度快，适合在线应用。 文章例举了上述方法对一个5节点系统和IEEE14节点系统的计算结果。     

基于灵敏度分析的无功优化潮流

在以减小网损为目标的无功优化问题中，选广义发电机节点(补偿节点和发电机节点)的电压 幅值、可调变压器的变比为控制变量，按照用逐次线性规划方法求解非线性规划问题的思路 ，导出了相应的灵敏度无功优化模型，并采用对偶线性规划方法来求解。控制变量的这种选 取，减小了问题的规模，简化了计算。文中对IEEE 30节点系统进行了计算，获得了较为满 意的结果。     

恢复潮流可行解的优化控制策略

针对一系列预想故障，提出了一种恢复潮流可行解的优化控制策略。该策略采用恢复潮流解和恢复可行解的两步法，以最小控制代价为目标，把恢复系统可行解的控制问题转化为一类非线性规划问题求解。针对无潮流解的故障，利用最优切负荷算法恢复潮流解，同时利用模式分析法研究了节点注入无功功率对应关键电压失稳模式的参与因子，这些参与因子决定了在随后恢复可行解的过程中负荷切除和发电机出力调整的优先权。采用考虑离散变量的原 — 对偶内点法求解上述非线性优化问题。算例仿真表明，通过模式分析选择优化变量减小了优化问题的规模，提高了优化计算的收敛速度。     

数字移相法测量无功功率的一种改进方法

无功功率测量在电力系统中具有非常重要的作用。针对传统数字移相法测量无功功率存在的不足,提出了一种改进方法,该方法首先构造一个FIR数字滤波器,同时根据当前频率计算将电压移相1/4周期需要平移的采样点数以及需要补偿的角度,然后通过构造的滤波器对经过采样点平移的电压进行移相,使电压准确移相90毅,接着将移相后的电压采样值和电流采样点值进行点积计算瞬时功率,最后通过求该瞬时功率的周期平均值计算无功功率。本方法中FIR数字滤波器的参数预先做成表格,实际补偿时可通过查表获取相关参数,因而算法的实时性高,易于程序实现。实际应用结果表明,改进方法测量无功功率的效果明显优于传统数字移相法,且不受输入信号频率变化的影响。     

兼顾接入地区无功需求的风电场无功控制策略

越来越多的风电并入电网后,对接入地区的电压影响也越来越大,为此,系统要求风电场能够对接入地区提供电压/无功支撑。文中提出了一种兼顾风电接入地区电压/无功需求的风电场无功控制方法。该方法以接入变电站低压侧电压作为控制电压,将风电场无功控制区分为正常控制区、异常控制区、紧急控制区和脱网控制区,并给出3种控制模式,即异常控制模式、紧急控制模式和故障控制模式。利用某一时段的控制电压平均值作为选择无功控制区的依据,并综合相邻2个时段的平均控制电压差值和接入变电站与风电场之间的通信情况选择无功控制模式。实际系统算例分析结果表明:所提出的方法能够合理调整风电场的输出无功功率,在很少的控制周期内将控制电压调整到合格范围,使一个测量周期内的平均电压合格,有效地为风电接入地区提供无功支持。     

考虑虚拟电源电压特性的区域电网动态无功优化

区域电网常常以1个或多个变电站作为电源向下一级电网供电,相应变电站高压母线被等值处理为虚拟电源。虚拟电源不同于实际发电机,其电压随变电站供电负荷的变化而变化。文中考虑虚拟电源的电压特性以及变电站控制母线的逆调压要求,建立区域电网的多目标动态无功优化新模型,并采用灵敏度方法将虚拟电源电压表示为供电无功的线性函数。相对常规模型,新模型仍然具有多时段非线性混合整数规划特点,但不含发电机端电压的独立控制变量,增加了逆调压的中枢点电压控制目标和虚拟电源的功率因数约束,因而更具有实用价值。     

基于控制模式的地区电网AVC系统设计及应用

介绍了一种新的用于地区电网的自动电压控制（AVC）系统，该系统遵循无功在高电压水平下分层分区平衡原则，通过协调控制，全面实现AVC的各种控制目标。首先提出了区域电压控制、就地电压控制和区域无功控制3种控制模式，分析了各控制模式时间解耦并协调配合的方法；然后介绍了与能量管理系统（EMS）一体化设计的AVC系统的设计与实现。新开发的AVC系统已投入多个地区电网实际运行，结果表明AVC系统对提高电网电压合格率、优化无功、降低网损有明显的效果，并大大减轻了运行人员的劳动强度。     

基于Box算法的无功优化配置

Box算法是工程优化设计中一种重要的直接搜索算法，适用于无法给出目标函数显式 数学表达式的优化问题求解。针对无功优化配置问题非线性、非连续性及目标函数与控制变量的隐式关系等特点，提出了基于Box算法的无功优化配置模型及相应求解步骤，利用罚函数处理函数约束、重复迭代及采用贝斯-德拉姆洗牌与组合方法产生随机数均能改善收敛性。对IEEE 6，14和30节点以及实际大规模系统的数字仿 真结果表明，所提出的模型及算法用于实际电力系统的无功优化配置是可行的。