基于粒子群算法的变电站电压无功综合控制

变电站电压无功综合控制的作用是在负荷和电压波动情况下向用户提供合格的电能,降低网损。近年来已开发出许多电压无功综合控制优化算法。根据负荷预测,全局规划,寻求最优控制策略,是较先进的一种方法。文章阐述在负荷预测精度不断提高的基础上,如何建立变电站电压无功控制的求解模型,利用改进的粒子群算法求取变电站电压无功最优控制策略。对实例的计算结果表明,利用该算法得出的控制策略与传统方法相比控制效果更优,且能提高系统的安全性和经济性。     

考虑电压故障类型的光伏逆变器低电压穿越控制策略

在传统光伏逆变器低电压穿越(LVRT)控制技术的基础上,提出一种根据电压故障类型进行无功功率输出的可实现柔性电压支撑的LVRT控制策略。基于瞬时功率理论,对αβ坐标系下的功率、电流关系进行了分析;基于上述理论分析,提出一种基于电压正、负序分量加权分配的无功补偿策略,该策略根据不同的电压故障类型,通过调整分配因子生成相应的无功电流参考指令来实现提升三相电压有效值、降低公共点电压三相不平衡度等目标的电压支撑功能;在PSCAD/EMTDC仿真平台上进行了三相对称故障、单相短路接地故障和两相短路接地故障的仿真实验,仿真结果验证了所提策略的正确性。     

考虑光伏逆变器剩余容量的配电网无功优化

在保证光伏电源有功出力最大的情况下,将光伏逆变器的剩余容量作为连续可调的无功电源研究了含光伏电源的配电网无功优化问题。在分析光伏发电出力随机性和不确定性的基础上,建立了光伏电源出力的概率分布模型,并以配电网有功网损和总电压偏差之和最小为目标函数,建立了考虑光伏逆变器剩余容量的配电网无功优化模型,采用线性递减权重粒子群算法(Lin WPSO)对离散变量进行处理,并寻求无功优化最优解。通过IEEE33节点系统算例仿真,验证了本文所提出的模型和方法更接近实际,可以有效降低配电网总电压偏差,改善配电网电压水平,降低配电网有功网损,验证了本文模型和方法的正确性和有效性。     

集成可再生能源发电的配电网无功优化模型

可再生能源规模化接入配电网已经成为共识。针对大量可再生电源以及电力电子器件所导致的配电网无功波动、网损增加以及电压波动等系列问题,提出了一种基于改进自适应粒子群算法的集成可再生能源的配电网无功优化方法。通过对风机以及光伏系统出力进行建模,获得其出力预测数据;建立含有电压越限罚函数的集成可再生能源的配电网无功优化模型;引入了电压稳定指标的概念,对配电网各个时段的电压状况进行评价;并通过改进的自适应粒子群优化算法进行模型求解;利用改进的IEEE-33节点系统进行了仿真验证。仿真结果表明文中提出的模型能够有效地降低网损,减少电压波动,保证电网的稳定运行,可以为后续的无功优化提供参考与借鉴。     

计及分布式电源局部调压能力的10 kV配电网低电压治理方法

为了充分利用分布式电源局部调压能力治理10 kV配电网的低电压问题,提出了一种利用分布式电源改善电压的方法。根据配电网5种典型运行案例的节点电压,利用模糊聚类分析对配电网中节点进行二次分区,并利用改进的粒子群算法在分区内优化配置分布式电源和无功补偿设备。计及分布式电源和无功补偿设备的输出电流以及有载调压变压器变比的影响,推导出了计算节点电压变化量的公式以及基于电流的电压灵敏度分析矩阵,并提出了基于灵敏度分析矩阵的电压控制策略。以存在"低电压"问题10 kV配电网为例,对所提出的方法进行了分析和验证,结果表明了所提方法的可行性和有效性。     

配电网时变无功电压优化方法

为降低电能损耗、提高功率因数和保证终端用户的电压质量,针对考虑负荷变化时配电网补偿调压设备的优化控制问题,提出了完整的模型及求解算法。根据系统负荷曲线变化趋势,提出按单调性初步分段进而采用融合的思想使分段数满足补偿调压装置的动作次数约束。应用粒子群优化算法从整体上获得系统一天内的电容器组及有载调压变压器分接头的最优运行方式。算例分析结果表明,这种分段处理方法不仅考虑了负荷的周期变化,而且使控制方案更为简洁、有效。     

变电站电压无功综合控制(VQC)装置的应用

电力系统的负荷需要消耗大量的无功功率,而无功功率平衡要满足众多的接点电压,这就需要分级分层就地平衡。地区电网的电压无功控制．主要是控制其管辖范围内的各级变电站,使电网的电压合格,并实现无功就地平衡．降低网损,节约能源。这样,就要大力推动电压无功综合控制装置（VQC）在变电站的广泛应用,为此．对电压无功综合控制装置的实现方式、控制原理、控制方式以及控制策略进行了阐述,并提供了在变电站实际应用的工程方案。     

Voltage and reactive power control by particle swarm optimization considering control process

This paper presents a new approach to optimal voltage and reactive power control based on a particle swarm optimization (PSO). According to the proposed method, one controller is selected by PSO and the number of control actions to the convergence of the objective function is taken into account. Thus, this method can be used to design a control process. So far, no methods using PSO algorithms for a control process have been proposed. The effectiveness of the proposed method is demonstrated by application to 15‐bus and 118‐bus systems. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 151(1): 9–18, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20055     

Effect of PV Output and Load Power Forecast Error on Operation Design of PV System with Storage Battery

In the past, we have proposed battery operations in a photovoltaic (PV) system using PV output and load power forecasts. In the proposed method, we utilized multiobjective optimization for a residential area model that includes a large number of PV systems with storage batteries. To practically demonstrate that the proposed operation effectively improves economic and environmental efficiency, it is indispensable to evaluate the effects of forecast error on the operation design of a PV system with storage battery. In this paper, we propose a method for evaluating the robustness of battery operation taking account of the statistical characteristics of forecast errors. Some numerical examples, which show the validity of the proposed method, are also presented.     

计及无功裕度的双馈风电场无功电压协调控制

针对双馈风电场的无功补偿能力和电压稳定问题,提出考虑双馈风电场无功裕度的无功电压控制方案。该方案以双馈风电机组为主要补偿设备,以静止无功补偿器作为辅助无功补偿设备,并引入风电场风功率预测,优化计算未来一个时段内的无功补偿优化参考值。在MATLAB/Simulink中建立双馈风电场模型,连接无穷大电网,采用粒子群优化算法优化出风电场无功补偿参考值。仿真结果表明,风电机组按照该无功优化参考值进行无功输出,可留有更大的无功裕度,增强了风电场无功调节能力,并且满足电压要求,提高了风电场的电压稳定性,同时双馈发电机组无需连续无功调节。     

基于粒子群算法的含光伏电站的配电网无功优化

对于含光伏电站的低压配电网,电压等级降低了,输电线路上的电压降不仅受无功功率的影响,有时有功功率引起的电压波动更加明显.由于有功和无功引起的电压变动分量是代数和的关系,因此无功补偿在一定程度上可以弥补有功功率变动造成的电压波动问题.以系统运行成本最优为目标函数,包括采用补偿措施后减小的配电网功率损耗费用和加装无功补偿装置的费用2个部分,建立含光伏电站配电网的无功补偿优化数学模型.该模型考虑了光伏电站并网逆变器的无功调节能力,采用改进的多组织粒子群算法对规划模型进行求解,通过算例分析验证了该模型与算法的可行性和有效性.     

变电站电压和无功功率调节分析

电压和无功功率控制的研究是电网规划和系统运行所面临的重要课题。通过对集中控制和分散控制这两种自动控制方式的具体分析,根据地区电网的实际运行需要,提出变压器和电容器分阶段参与调节、电压网损分级优化的思想,针对现有变电站电压无功控制九区图的特点和三线圈变压器与两线圈变压器的不同,提出了改进措施。     

光伏电站参与电网主动调压的无功优化控制方法

随着光伏发电渗透率以及系统对电能质量要求的提高,常规电源电压调节能力不足,而光伏电站因具有一定的无功容量而具备主动参与电网调压的潜力。在分析光伏电站电压调节特性的基础上,提出光伏电站参与电网主动调压的控制方法;针对光伏电站有功出力与电网负荷大小之间的矛盾性,引入光伏电站负载率和区域电网负荷率的概念,进而确定光伏电站主动调压的控制原理及目标;在此基础上,建立自上而下的光伏电站双层无功优化模型,上层优化模型用于跟踪并网点电压控制目标,下层优化模型将上层优化结果在各组无功补偿单元之间进行优化分配,实现光伏电站参与电网主动调压的精细化控制。以某地区电网为例,验证了所提方法的有效性。     

无功电压优化集中控制系统在青岛电网的应用

阐述基于调度自动化系统的“四遥”功能,实现地区电网无功电压优化运行集中控制的原理、方法和控制策略等。介绍无功电压优化集中控制系统在青岛电网的应用状况,探讨系统应用中应注意的问题。实际应用表明,该系统可有效提高全网各节点的电压合格率,减少网损,能产生较好的经济和社会效益。     

计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法

针对高渗透率分布式光伏发电并网造成主动配电网原有保护无法适应的问题,提出计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法。根据分布式光伏发电低电压穿越控制策略对其故障特性的影响,定性分析了光伏发电故障电流与并网点电压的相位关系,推导主动配电网各馈线电流正序故障分量特征,结合电压信息,提出基于母线故障前电压正序分量与各馈线正序电流故障分量相位比较的保护方法。最后利用PSCAD建立主动配电网系统模型,对所提方法进行仿真算例分析,结果表明该方法正确、有效。     

基于全天优化的供电网络电压与无功集中控制软件

介绍了基于全天优化的供电网络电压与无功集中控制软件，包括软件的开发环境，组织结构和各模块的功能，并就其中的两个主要问题：软件的优化计算方法和软件的数据库组织结构进行了较详细的阐明，开发的软件包密切结合地区供电网络实际情况，具有较高的实用和推广价值。     

不平衡电网下逆变器功率波动/电流质量协调控制

电网电压不平衡条件下系统的输出功率和电流质量是并网逆变器的主要关注指标。首先对两种控制目标下对应的参考电流进行量化分析。在此分析的基础上,提出一种功率波动抑制与电流平衡协调控制策略。该控制策略采用降阶谐振器提取参考电流中的谐波信号,利用一个权重系数调节参考电流中谐波分量的大小,基于无差拍电流控制实现提出的策略。该方法无需使用锁相环和正负序分离模块,利用瞬时电压计算电流参考值,简化了控制结构。通过Matlab/Simulink仿真和RT-LAB半实物实验平台,验证了控制策略的有效性和可行性。     

基于改进粒子群算法的中压配电网无功优化

建立了以年费用最小为目标函数的无功优化数学模型,提出一种融合裂变和变异操作的分合群粒子群算法求解该模型,并结合对系统分区、合理设置补偿上限等方法减小搜索范围,实现了同时求解补偿点和补偿量。算法在标准粒子群优化（particle swarm optimization,PSO）算法的基础上通过分群和裂变,保持粒子的多样性,避免收敛早熟;通过合群和变异,加强算法的搜索精度,提高算法的收敛稳定性。用IEEE33节点系统进行仿真计算,与标准PSO算法对比表明,改进PSO算法在计算精度、收敛稳定性等方面具有明显优势;与无功二次精确矩法对比表明,改进PSO算法具有自动调整补偿点个数的能力,补偿方案经济性更好,能有效解决中压配电网的无功优化问题。     

江门地区电网电压无功优化控制系统的实施

电压质量对电网稳定及电力设备安全运行具有重大影响,而无功潮流又是影响电压质量的一个重要因素。为了适应高速发展的经济对电能质量日益提高的要求,配合国家城市电网“十五”规划关于电能质量原则要求的贯彻实施,提高电压无功调节的自动化水平和调节效能成为供电调度发展的一个主要方向。为此,在江门地区建立了区域电压无功优化控制系统(VarCS系统,以下简称优化控制系统),利用高效稳定的计算机算法在调度中心集中对电网电压进行调控,达到了预期的控制效果,为进一步的应用扩展奠定了良好基础。     

基于自然选择粒子群算法含DG接入的配电网无功优化

以分布式电源接入配电网运行时产生的有功网损最小并能改善电压质量为目标,提出将自然选择机理与粒子群算法相结合的配电网无功优化方法。将DG向系统注入的无功功率作为配电网无功优化的控制变量,建立了包括目标函数、潮流方程等式约束和不等式约束的配电网无功优化数学模型。基于自然选择的粒子群算法其核心思想为每次迭代过程中将整个粒子群按适应值排序,用群体中最好的一半的粒子的速度和位置替换最差的一半的速度和位置,同时保留原来每个个体所记忆的历史最优值。通过对改进后的IEEE33节点配电系统进行仿真分析,结果表明所提出的算法具有很强的全局收敛性和稳定性,并能以最快的收敛速度搜索到系统最小网损值。