考虑直流无功控制的交直流电网改进潮流计算方法

提高交直流电网潮流计算结果的精度对于电网规划、运行和调度有着重要的意义。基于交直流潮流计算的模型特点,在电网有功和无功解耦的基础上,提出一种电网改进潮流计算方法,充分计及直流换流站的功率特性和无功控制特性,得到交直流电网无功交换的准确值,进而提高了潮流结果的精确性。本方法适用于不同直流无功控制策略下的潮流计算,并且计算结果更加符合实际运行情况。最后,以江苏电网为例进行验证计算,结果表明所提方法的有效性。     

考虑交直流无功交互特性的换相失败预测控制优化方法

换相失败预测控制在减小换相失败风险的同时将增大直流系统的无功消耗,但当前研究均未考虑其在多回直流系统与受端电网之间无功交互的影响,因此提出了考虑交直流无功交互特性的换相失败预测控制优化方法。首先,分析了换相失败预测控制作用下交直流混联电网的态势演化规律。然后,综合考虑功率冲击和无功功率来评估各回直流系统对受端电网的影响程度,并据此对换相失败预测控制参数进行优化设置。最后,基于实际电网对所提协调优化方法进行了仿真分析。仿真结果表明,该方法能在有效降低整体换相失败功率冲击的同时,避免直流系统吸收过多无功功率而威胁交直流混联电网的无功电压稳定,有利于故障后的无功电压态势向恢复稳定的方向演化。     

考虑谐波功率修正的地铁交直流潮流计算方法

地铁牵引供电系统是一个不同于交直流电力系统的交直流混合系统,其潮流计算的难点在于交直流系统的解耦和迭代方法。将牵引变电所的交流侧母线节点视为交流系统的PQ节点,将直流侧节点视为直流系统的恒压节点,从而将交直流系统进行了解耦。直流系统中,将节点分为P节点和V节点,适应了直流牵引网结构特点,提高了收敛速度;交流系统中,利用交叉频率耦合导纳矩阵建立整流器组的谐波模型,建立整流器组谐波电压与谐波电流的关系矩阵。用交流谐波潮流的谐波功率对交流基波潮流的PQ节点进行修正,提高了交流潮流计算的精度。该混合潮流计算方法有机地将交流基波潮流、谐波潮流和直流潮流三者结合起来,收敛性能好,适应性强,实例分析结果验证了该算法的有效性。     

考虑VSC控制策略的交直流混合电网潮流计算EI北大核心CSCD

鉴于电压源换流器(voltage source converter,VSC)的控制策略会对含VSC交直流混合电网潮流产生直接影响,该文构建考虑多种VSC控制策略的交直流混合电网潮流计算模型。该模型通过构造等效电路建立换流站内VSC控制参数与交流电网输出功率的直接联系,以实现完整VSC电路模型下潮流方程的统一;并通过引入VSC自适应下垂控制系数作为潮流计算变量,以弥补现有方法无法适用于VSC自适应下垂控制策略电网的不足;此外,该模型将VSC调制度作为求解变量,并考虑调制度的约束问题,有效限制了调制度越限情形,还可实现调制度不同设定值下的潮流计算。基于上述模型,采用统一迭代法最终实现考虑各种VSC控制策略的交直流混合电网潮流计算,并通过算例验证模型的有效性与计算方法的快速收敛性。     

含柔性直流电网的交直流网络潮流计算方法综述

为解决大规模新能源并网和消纳问题,基于柔性直流输电的直流电网技术备受关注。相比传统高压直流输电,基于电压源型换流器的直流电网运行方式更为灵活,其控制方式的多样化将使得传统潮流算法不再完全适用。总结了目前含柔性直流电网的交直流网络潮流计算的相关文献,分析了两端、多端直流输电潮流求解算法以及考虑损耗的换流站建模处理方法。梳理了换流器和直流电网不同控制方式与潮流节点类型的对应关系以及对构建潮流方程的影响,并针对不同控制方式切换带来的雅可比矩阵维数变化问题,总结了交直流网络潮流统一表达和高效求解方法。结合柔性直流电网发展方向,展望了未来潮流计算相关技术领域的研究重点并提出了相关建议。     

交直流混联电网连续潮流计算研究

通过含有一条直流线路的IEEE-14节点算例分析,绘制了两种负荷增长情况下节点的PV曲线,同时分析了算法的可行性,对比结果表明本文所选算法收敛可靠、有效可行。     

考虑电网特性的动态无功优化配置方法

提出一种考虑电网特性的、多准则动态无功优化配置方法。该方法在考虑电网拓扑结构和功率分布特性的基础上,以节点电压稳定的重要度指标,筛选出维持系统暂态电压稳定的重要节点;结合基于偏差量的节点电压稳定的薄弱度排序,快速确定补偿装置的候选安装点;利用改进轨迹灵敏度指标,分析补偿装置配置位置不同时,对多个关键故障的极限切除时间的提升效果和对全系统暂态电压稳定的改善效果的差异,选取最优安装点。最后,利用暂态电压稳定标准校验安装效果,确定最优容量,获得兼顾技术性与经济性的最优配置方案。所提方法通过IEEE 39节点算例进行了仿真验证。     

考虑风电接入的交直流互联电网动态最优潮流

针对考虑风、火协调的交直流互联电网日前经济调度问题,提出了时空协调、主子迭代的复杂交直流互联系统建模及求解框架,以降低该高非线性问题的求解复杂度。通过精细化考虑交流潮流、直流输电系统稳态运行特性、双馈风电机组及无功补偿装置特性等运行约束条件,建立了风、火、直流线路协调优化的日前动态最优潮流主、子问题模型,在确保日前计划潮流、电压不越限的前提下,为有功、无功协调优化奠定了模型基础。为求解该复杂非线性优化问题,文中基于Benders分解法提出了主、子问题并行高效迭代的求解算法,在保证求解最优的前提下,有效提高了求解效率。算例分析从安全性、经济性、收敛性、高效性等方面验证了文中所述模式、模型和求解方法的有效性。     

考虑换流站损耗特性的交直流系统多目标无功优化控制

交直流互联系统中各个直流输电通道在输送大量电能的同时,也会产生很大的电能损耗。通过协调优化多回超/特高压直流输电系统的电压无功控制措施,能够有效地降低整个交直流系统运行的损耗电量。提出一种考虑换流站详细损耗特性的交直流系统多目标无功优化控制方法,以包括换流站内部各主要设备损耗的整个交直流输电系统总网损和所有关键节点电压偏差平方和的最小化为目标,建立交直流互联系统的多目标无功优化控制模型。提出一种自适应加权和算法,结合GAMS/CONOPT解法器求解得到多目标优化问题的均匀分布的帕累托最优解集。并根据各个最优解的模糊隶属度和熵权信息从帕累托前沿曲线中确定出折中最优解,作为多目标无功优化控制方案。通过对某个6056节点交直流互联系统的计算表明,所提出的算法求得的帕累托最优解集分布均匀,且所获得的多目标无功优化控制方案能够有效降低换流站运行损耗,提高关键节点的电压质量。     

考虑换流站独立控制约束的交直流系统静态无功优化方法

交直流互联电网的三级电压控制结果应当满足换流站运行的独立控制方式,为此,提出一种考虑换流站独立控制约束的交直流系统静态无功优化方法.新模型以三级电压控制周期内直流功率及离散调压设备保持初始运行状态不变为基本假设,在常规交直流系统静态无功优化模型基础上,进一步考虑了直流系统就地无功平衡的死区控制约束以及直流配套电源的非固...     

基于模糊下垂控制的VSC-HVDC交直流系统潮流计算方法

针对传统下垂控制方式无法根据电压与功率偏差的变化调节下垂控制系数大小的问题,提出了一种运用模糊推理改变下垂控制系数的方法。在分析VSC换流站数学模型与控制策略的基础上,考虑了VSC采用下垂控制策略时交直流节点的控制特性,基于模糊下垂理论确定了VSC-HVDC系统潮流模型的计算流程。并进一步提出了VSC-HVDC系统模糊下垂控制改进潮流算法,实现了对VSC直流侧电压与有功功率偏差的调节。最后通过算例验证了所提模糊下垂控制算法能够减小4～5倍直流系统迭代过程中的功率与电压偏差,具备更强的收敛性与可行性。     

考虑静态安全约束的含MMC-HVDC交直流混合系统最优潮流计算方法

提出了含模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)的柔性直流交直流混合系统最优潮流模型,考虑了换流器损耗及系统静态安全约束集,采用内点法求解电网中发电机组及柔性直流换流站的功率、电压最优控制值,从而达到整体电网优化的目的。另外,还结合实际物理电网的特点,提出了最优潮流计算过程中电网静态安全约束的实用化处理方法,并根据静态安全校核结果对优化模型约束条件进行修正。最后,通过测试算例及实际电网算例验证了上述方法的有效性。     

考虑暂态稳定约束的交直流电网ATC实用计算方法

针对交直流电网输电能力计算中考虑暂态稳定约束的必要性和复杂性,提出了一种考虑暂态稳定约束的交直流电网可用输电能力(Available Transfer Capability,ATC)实用计算方法.以电力系统分析综合程序为内置计算平台,以VC++编写计算流程,采用重复潮流算法实现对模型求解.以山东电网为例进行分析,计算及仿真结果表明所提方法能够考虑输电能力计算中涉及到的静态和暂态稳定约束,协调了经济性和安全性两方面,具有较好的功能性.所提算法实用性强且易于编程实现,可有效应用于实际电网的ATC计算与分析.     

复杂电网环境下的双解耦锁相环设计

在复杂的电网环境下,常会出现电压三相不平衡、谐波侵入、直流量混入等问题,此处提出了一种基于双解耦结构的锁相环(PLL).在双解耦同步锁相环(DDSRF-PLL)的基础上,利用改进型二阶广义积分器(SOGU滤除多次谐波及直流量,结合双解耦环节对电网电压进行正负序分离,完成了复杂电网环境下的PLL设计.实验结果表明,双解耦结构的PLL在复杂电网环境下具有良好的动态响应性和稳定性,能对电网电压的相位和频率进行快速准确锁定.     

面向电网运行方式计算的不收敛潮流无功调整方法

潮流收敛调整是电网运行方式计算的重要工作,其中无功安排不合理是潮流不收敛的重要原因之一。由于无功问题非线性较强,凭借人工经验进行调整较为困难。为此,提出了基于自适应Levenberg-Marquardt的不收敛潮流无功调整方法,将原始问题分解为序列二次规划形式的有功子问题和无功子问题,引入自适应阻尼因子。利用增广拉格朗日函数及信赖域方法决定是否接受迭代步长的更新。详细分析了所提方法能够提升数值稳定性的原因。通过对IEEE300节点系统、波兰3375节点系统以及某省级电网实际系统的算例分析表明,所提方法能够给出无功调整的最小二乘解以实现潮流收敛,进而为方式人员进行潮流调整提供参考和借鉴。     

电网无功补偿的计算方法

无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定：1）根据网络结构的特点,选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制。2）根据无功就地平衡原则,选择无功负荷较大的节点。     

减小交直流电网无功交换的无功控制策略研究

为了解决直流工程小功率运行时过剩的无功功率给交流电网的稳态调压带来的困难,一般的做法是通过增设站内感性低压电抗器或静止无功补偿器吸收过剩无功,或者是通过调节交直流系统的运行方式来改变换流器消耗的无功,以实现交直流电网无功交换的平衡。在对不同技术路线的直流控制保护系统采用的换流器辅助无功控制策略(换流器无功控制与低负荷无功优化功能)进行详细的分析研究基础上,采用实验方法推导出换流器的无功消耗与点火角/熄弧角、直流电流之间的相互关系,表明提高最小关断角可吸收过剩无功,有效解决直流系统小功率运行时的交流电网电压升高的问题。同时针对直流工程广泛采用的低压电抗器或弱交流系统采用的静止无功补偿器参与换流站无功控制策略与无功平衡的配合进行了深入的探讨研究。实验证明所提出的方法能有效解决直流小功率运行的无功过剩问题,同时简化换流站无功配置,可在直流工程中加以借鉴运用,具有较好的适用性。     

交直流电力系统概率潮流计算

基于概率理论的解析法,提出了包含直流系统的概率潮流模型。以节点注入功率和PV节点电压运行曲线构成系统的多运行方式,并计及节点注入之间的相关性,对交直流电力系统进行概率潮流计算,获得了节点电压及直流系统变量的均值和协方差。由随机变量数字特征的基本性质和交流系统概率潮流计算的原理,在直角坐标系下推导了不同直流控制方式的交直流概率潮流算式。以整流器定电流控制、逆变器定电压控制为例,在改造后的新英格兰39节点系统上计算了节点电压及换流器各角度的均值和标准差,分析结果表明了所提算法的有效性。     

交直流电力系统潮流计算综述

直流输电是未来电网的发展方向,具有广阔的应用前景。随着直流工程大范围内的投入运行,对交流电网产生了较大的影响,传统的潮流计算方法已经不再适用于交直流潮流计算。对比分析了现有的传统直流与柔性直流的稳态建模方法及适用于潮流计算的数学模型,并针对直流系统潮流方程组的独立性与非线性问题进行了讨论。同时,归纳了现有的交直流潮流计算的算法,并对这些算法的收敛性与计算效率进行了简要分析。     

含多类型直流的交直流混联电网潮流计算方法适用性分析

作为电网发展的新阶段,交直流混联电网呈现多类型直流参与、大规模交直流互联的特点,而关于统一迭代和交替迭代2种潮流计算方法的适用性尚未得到深入分析。为此基于含多类型直流的交直流混联电网对2种潮流计算方法的运算性能进行对比研究。推导了含常规直流、柔性直流、混合直流的交直流混联电网潮流模型,进而提出了相应的统一迭代法和交替迭代法。通过3个交直流混联电网测试系统和南方电网实际系统数据验证了潮流模型的有效性和潮流算法的准确性,结合系统负荷水平、系统强度、直流嵌入规模等因素对2种潮流计算方法的收敛性能和计算速度进行对比分析。研究结果表明,在含多类型直流的交直流混联电网中进行潮流计算时,统一迭代法的计算效率比交替迭代法高。