交直流系统主导节点选择与无功分区的概率优化方法

为保证分区电源对其分区内部换流站节点具有较强的电压控制能力,提出了一种交直流系统主导节点选择与无功分区的概率优化方法。通过对换流站进行负荷等值,模拟了源-荷-换流站节点功率的典型场景,进而采用机会约束计及源-荷-换流站节点功率变化时无功的分区平衡要求,建立考虑交直流耦合点可控性目标的优化模型,并基于目标相对占优的免疫遗传算法进行求解,从而进一步加强区域内电源对换流站的电压控制能力。基于IEEE 39节点系统进行仿真分析,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑不确定性和无功需求的风电场群接入系统协调规划方法

风电功率由于其随机性和波动性,接入系统后对于主网潮流分布有着较大影响,且大规模风电场大多距离接入点较远,功率汇集后并网有着较大的无功需求,因此风电场不同接入方案对电网运行安全性和投资建设经济性影响显著.传统直流规划模型无法计算系统无功潮流及功率损耗,也无法将主网母线电压及汇集站节点电压进行有效约束,规划结果精确度差甚至某些情况下可能产生不可行方案.文章统筹考虑风电场直接并网和经汇集站汇集后并网的不同并网方式,以经济性最优为优化目标,提出一种风电场集群接入系统协调规划的混合整数二阶锥规划(MISOCP)模型.该模型采用交流潮流模型,可有效计及风电并网功率与系统有功、无功潮流及线路损耗、节点电压之间的耦合关系.利用随机优化方法,通过考虑基础场景与随机场景来平衡风电出力随机性带来的经济性和安全性问题,规划方案更加经济灵活.最后通过算例分析验证了所提出模型和方法的有效性.     

考虑源荷随机性与相关性的直流配电网量测概率优化配置方法

大规模分布式能源以直流源荷形式接入直流配电网,其功率强随机与强相关特性深刻影响实时量测数据不足、依赖伪量测数据的直流配电网态势感知的准确性,急需研究实时量测点的优化配置保障系统状态估计精度。为此,本文首先考虑源荷功率的随机性与相关性影响,建立节点注入功率伪量测模型,提出基于三点估计的改进Nataf变换的直流配电网概率状态估计方法,计算节点电压状态量的估计偏差概率分布;在此基础上,建立以量测点配置成本最少为目标,考虑节点电压估计偏差机会约束的直流配电网量测概率优化配置模型,求解得到最优配置方案。采用改进的IEEE-33节点系统开展算例仿真,结果表明,所提方法能够有效兼顾量测配置的经济性与状态估计精度。     

考虑无功裕度的电压自适应分区方法及主导节点的选择

针对当前二级电压分区未能较好实现动态无干预调节的现状,基于电压/无功灵敏度及模块度函数,该文提出一种随电网运行工况实时变化的自适应动态分区和主导节点选择方法。以每个无功源为分区中心,根据电压/无功灵敏度大小将负荷节点映射到对应的无功源;构建考虑无功裕度的改进模块度函数,以其为衡量指标进行区域合并自动形成最佳分区。引入其他区域节点对本区主导节点的抗干扰指标,结合主导节点在本区域的可观性和可控性指标,确定主导节点选择方案。从区域内无功源控制灵敏度、无功裕度及主导节点的可观性出发,对分区结果进行评估验证。最后,以IEEE39节点系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和优越性。     

考虑区域负荷无功裕度的无功电压优化分区方法

考虑到无功电压分区控制对区域无功平衡能力的要求,提出了区域负荷无功裕度的概念,并建立了同时考虑节点间电气耦合程度、区域静态无功平衡能力与无功储备分区要求的无功电压优化分区模型。模型包括使各分区区域电气半径平方和最小与使所有分区中区域负荷无功裕度值最小的分区无功裕度值最大两个目标函数,约束方面要求各分区内静态无功平衡。针对所建模型的特点采用了多目标自适应进化规划算法求解,并基于IEEE 39节点算例系统,仿真对比分析了所提方法的特点,仿真结果验证了方法的有效性。     

一种基于潮流追踪的电力系统无功控制分区方法

提出了一种基于潮流追踪和凝聚算法的电力系统无功控制分区方法.该方法通过无功潮流追踪,确定无功源节点对各个节点无功输入的贡献比例,以此量化系统节点之间的无功耦合程度.在此基础上,定义了节点之间的距离,进而采用凝聚算法对系统所有节点进行聚合,并确定最优分区数目.IEEE 39节点和IEEE 118节点系统的分析计算验证了所述方法的有效性.所得无功控制分区能使分区内部的无功功率基本平衡,且能随系统运行条件的变化而变化.所提分区方法计算便捷,在实际系统中具有一定的应用价值.     

基于最优场景生成算法的主动配电网无功优化

针对间歇性分布式电源输出功率的不确定性和随机性,提出采用Wasserstein距离指标和K-means聚类场景削减技术生成最优场景,将随机优化问题转换为确定性优化问题。建立了风—光—荷多场景树模型,并以有功网损最小、电压偏差最小作为目标函数,考虑储能荷电状态约束影响,建立含间歇性分布式电源的主动配电网无功优化数学模型,并采用人工蜂群算法对模型进行求解。仿真分析得出基于Wasserstein距离指标和K-means聚类场景削减技术生成的最优场景能较精确地体现分布式电源有功出力的随机特性。最后,以IEEE-33节点配电系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和可行性。     

考虑电网动态特性的无功补偿配置方案

电力系统中源-网-荷的动态耦合关系及其相互影响特性难以分析,尤其随着新能源、新技术和新设备的投入使得耦合特性日趋复杂。为了得到贴合系统动态特性的无功补偿配置方案,本文在综合动态等值的基础上给出了动态阻抗矩阵的相关定义。结合动态阻抗矩阵和功率权重值,推导并给出了考虑功率权重的节点被动/主动阻抗指标;选取符合稳定特性要求的节点作无功补偿,最终得到了考虑电网动态特性的无功补偿配置方案。仿真证明了所定义的被动/主动阻抗指标可用于分析节点自稳性/致稳性,据此提出的无功补偿配置方案可以有效地减小节点电压波动并提高电压稳定水平。     

一种基于潮流追踪的电力系统无功控制分区方法

提出了一种基于潮流追踪和凝聚算法的电力系统无功控制分区方法。该方法通过无功潮流追踪,确定无功源节点对各个节点无功输入的贡献比例,以此量化系统节点之间的无功耦合程度。在此基础上,定义了节点之间的距离,进而采用凝聚算法对系统所有节点进行聚合,并确定最优分区数目。IEEE 39节点和IEEE 118节点系统的分析计算验证了所述方法的有效性。所得无功控制分区能使分区内部的无功功率基本平衡,且能随系统运行条件的变化而变化。所提分区方法计算便捷,在实际系统中具有一定的应用价值。     

考虑多元异质源荷相关性的区域综合能源系统规划

区域综合能源系统的源荷类型众多,不同能源之间、负荷之间以及源荷之间呈现相关特性,为此提出一种计及源荷相关性的区域综合能源系统规划方法。首先,采用Nataf变换与Cholesky分解对拉丁超立方采样进行改进,得到了考虑风电、光伏及电、气、冷、热负荷相关性的样本矩阵,进而通过改进聚类中心获得区域综合能源系统的典型源荷场景;然后,建立考虑多元异质源荷相关性的区域综合能源系统规划模型,该模型以投资、运行、外部能源交易成本及弃风弃光成本之和最小为目标函数;最后,基于IEEE 39节点电网系统、比利时20节点气网系统、14节点冷/热网系统组合的区域综合能源系统测试算例进行仿真,验证区域综合能源系统规划中考虑多元异质源荷相关性的必要性及所提方法的可行性。     

基于智能软开关和无功补偿装置的配电网双层优化

智能软开关作为一种新型配电装置,其应用将极大地提高配电系统运行的经济性、灵活性和可控性。首先提出了一种考虑智能软开关和传统无功补偿装置并存的多手段互补的电压控制方法,构建了兼顾配电网运行经济性与系统电压水平的双层运行优化模型。然后针对该模型提出了一种基于遗传算法和内点法的混合求解策略,并采用预动作表法确定离散设备的动作时刻,同时根据智能软开关的功率储备对预动作时刻表作出动态调整。最后,在改进的IEEE 33节点系统中,对所提出的运行优化模型进行验证和分析。仿真结果表明,智能软开关与无功补偿装置的组合能够有效应对源—荷不确定变化引起的电压波动,显著提高电网的稳定运行水平与能量传输能力。     

基于模型预测控制的主动配电网多场景变时间尺度优化调度

针对源荷预测误差对主动配电网调度影响较大的问题,充分考虑源荷数据相关性,提出基于模型预测控制(MPC)的主动配电网多场景变时间尺度优化调度策略.在日前、日内优化阶段,采用藤Copula模型描述源荷相关性,结合场景生成与削减技术形成源荷出力场景,以多场景下配电网期望运行成本最小为目标建立优化模型,求解配电网中机组、储能、...     

直流系统无功动态特性及其对受端电网暂态电压稳定的影响

对交流系统大扰动后的直流系统无功动态特性进行了深入的分析,提出了直流系统无功源-荷转换的新观点。从动态无功平衡的角度分析了直流系统无功源-荷转换对受端电网暂态电压稳定的影响机理和途径,并提出了定量刻画临界暂态电压稳定时直流系统无功动态特性的解析方法。在此基础上,综合考虑直流系统无功源-荷转换特性、无功网络传递特性和直流落点电压支撑强度,构建了一种用于评估直流系统对受端电网暂态电压稳定影响的解析指标。与临界切除时间变化量指标所得结果相比,南方电网的相关仿真结果验证了所提指标的有效性和实用性。     

基于谱聚类的无功电压分区和主导节点选择

传统无功电压分区常采用基于潮流运算的聚类算法。该算法计算较复杂,且难以体现出电网拓扑结构。针对这些问题,提出一种基于复杂网络理论的谱聚类无功电压分区新算法。该算法首先基于电网的节点导纳矩阵构建无功电压分区模型,其次利用谱聚类对模型进行分析得到低维度聚类样本,再应用改进的K-means 聚类算法获取分区方案。为了确保分区方案的可行性,基于模块度、无功平衡与无功储备等三个指标建立了一个评价体系,并对分区方案进行校验。为了提高主导节点选择的准确度,引入了程度中心性评价指标。通过IEEE-39节点标准测试系统对算法进行仿真,仿真结果验证了算法的可行性与优越性。     

基于多时间尺度随机优化的年度调峰辅助服务需求评估模型

为探寻电力系统的年度调峰需求,构建了基于多时间尺度随机优化的年度调峰辅助服务需求评估模型。该优化模型包含中长期、短期以及调峰服务3个阶段：在中长期阶段考虑日电量与最大最小负荷的随机性及其平衡关系,优化机组检修、跨日启停及水库水位的中长期计划;在短期阶段考虑源荷小时功率平衡及其波动性,基于中长期计划逐旬优化机组出力;在调峰阶段通过分析日调峰能力与弃水情况实现对辅助服务启动条件的模拟,考虑火电机组深度调峰与启停调峰能力对短期阶段进行矫正优化。基于中国某省级电网实际数据的仿真分析结果表明,所提模型能有效模拟多时间尺度下的源荷随机性,实现年度调峰辅助服务的需求评估。     

基于一致性算法的源–荷协同分布式优化调控策略

目前基于一致性算法的电力系统优化调度研究存在一个缺点:算法中需要一个集中处理器检测全系统状态信息,导致无法实现完全分布式计算求解。针对此问题,提出一种新颖的基于一致性算法的源–荷协同完全分布式优化调控策略,将一致性算法和调频控制相结合,借助调频控制以满足分布式经济调度中的功率平衡约束,从而规避算法对集中处理器的需求。为了更好地适应主动配电网的“源?荷”双向不确定性场景,将“源?荷”协同调频策略嵌入到所提出的一致性调控方案中,并提出自适应全局平衡修正系数,实现“源?荷”综合效益最优,同时对“源?荷”协同一致性调控的收敛性给予证明。仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

考虑双馈异步风电机组无功极限的静态电压稳定概率评估

风电机组中双馈异步发电机(DFIG)恒电压运行时具备一定无功调压能力。为了准确评估含DFIG风电机组的电力系统电压稳定性,得到更为精确的临界功率或负荷裕度的统计信息,构建了考虑DFIG风电机组恒电压运行的无功极限的静态电压稳定概率分析模型,并采用蒙特卡罗法结合内点法加以求解。模型中将风电场接入节点作为PV节点,考虑了风机网侧变换器的注入无功功率,分析了风速随机性和相关性对风电机组注入无功功率和系统电压稳定性的影响。IEEE 118和300节点标准系统的计算结果验证了所提模型和方法的有效性。     

含可再生分布式电源参与调控的配电网动态分区实时无功优化方法

可再生分布式电源高比例接入,其出力随机性叠加负荷波动性,极大地增加了配电网无功电压调控难度。结合风电、光伏等可再生分布式电源的动态无功调节特性,提出配电网动态分区实时无功优化方法。基于配电网辐射状结构特性,根据支路末端节点性质逆向初步合并,以最大模块度函数为衡量指标进行初始分区,并根据实时运行状态和无功储备约束调整分区,形成可满足动态无功调节的最佳分区方案,然后执行分区实时无功电压调控。最后,以IEEE33节点系统为例通过MATLAB编程进行仿真分析,结果表明:日内实时控制与动态分区相结合,有效提高系统无功电压控制快速性和精确性。     

基于用户自定义特征的反时限有源配网保护方案

由于分布式电源输出功率的随机性与波动性,当分布式电源大量接入配电网后,传统的反时限过电流保护方案很难满足配电网保护选择性和速动性的要求。为此,文章通过研究数字反时限过流保护继电器,提出一种基于用户自定义特征的反时限过电流保护方案。保护方案将反时限继电器的特性常数(A)和反时限的类型常数(B)同继电器的时间整定系数、启动电流共同作为待优化的连续变量,并以最小故障电流时所有保护动作时间之和最小为目标函数,利用内点法求解保护的最优配置。方案保证了线路出口处故障时保护能快速动作,满足了配电网保护选择性和速动性的要求。最后,通过仿真分析,对保护方案进行了验证。