含分布式电源的配电网无功补偿分区平衡优化调节方法

提出一种含分布式电源的配电网潮流可行解调节方法。在配电网进行无功控制分区的基础上,定义了配电网分区负载率,然后设计考虑电压自动控制系统AVC站配协调控制的无功平衡优化调节方法。具体包含:配电网无功补偿分区平衡优化调节方法和变电站AVC站配协调调节方法,并且在调节过程中前者优先于后者。对于前者模型采用免疫遗传算法进行求解,对于后者采用直接法进行计算。所提方法通过对配变低压侧无功补偿柜、分布式电源进行无功补偿分区平衡和变电站AVC的电压协调控制,调节出无功分区平衡、各个节点电压满足合格要求、有功网损较低的潮流可行解。成都某实际10 kV 55节点配电网的仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于模型预测控制的配电网无功优化控制策略

为了解决配电网中普遍存在的变压器过负荷以及用户电压偏低的问题,提出了一种基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的配网无功优化控制策略。在分析配电网潮流特点的基础上,充分利用配变的过负荷能力来传输更多的有功,而无功则在低压电网中进行优化补偿。基于模型预测控制理论,采用季节时间序列的方法动态预测未来一天内的负荷大小,并考虑配变最大可用传输无功和无功补偿装置最大投切次数的约束,在通用数学模型系统(general algebraic modeling system,GAMS)上建立了以网损最小为目标函数的无功优化数学模型,依次给出无功补偿装置的动作情况。在IEEE14节点配网系统上的试验结果,验证了所提出的无功优化控制策略的有效性。     

配变低压无功补偿装置的运行状态评估指标体系

由于配变低压侧负荷的不对称性及多样性,基于简单导则规定及工程经验所设计的低压无功补偿装置很难满足配变负荷实时的无功补偿需求,严重影响了无功补偿的调压降损效果。根据装置每日间隔5 min的三相量测数据,建立一套配变低压无功补偿装置的运行状态评估指标体系,其评估结果能够明确配变低压侧的电压无功问题及其原因,可为控制策略及容量配置的优化规划提供决策依据。基于所建指标体系开发低压无功补偿装置的广域状态监测评估系统,实际运行表明所提系统可取得良好的效果。     

考虑泵类负荷特性的低压配电网分散无功补偿优化配置

针对以增氧泵、抽水泵等农业负荷为主的低压配电网台区常出现馈线末端电压过低而导致泵类负荷无法正常启动的问题,提出了考虑泵类负荷特性的低压配电网分散无功补偿优化配置模型。模型中目标函数综合考虑了补偿装置的投资成本和降低台区网损的经济效益,约束条件包括配电台区在泵类负荷正常运行和启动条件下的各种约束。采用sigmoid函数近似逼近目标函数中不连续的符号函数,并采用在离散取值附近曲率较大的非线性罚函数处理无功补偿容量的离散变量特性,进而采用原对偶内点法求解优化模型。通过对某个实际低压配电台区的计算分析,验证了该方法获得的补偿方案能够改善配电台区电压质量,保证泵类负荷的正常启动,并能有效降低台区网损。     

多层级协同补偿的配电网无功平衡优化降损方法研究

电力系统无功补偿配置应整体规划、合理布局,坚持分层分区、就地平衡的原则,避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率。无功平衡优化降损是指通过合理规划电网变电站层、配电线路层、配电台区层、用户补偿层各级无功补偿点位置、优化补偿容量、提升现有无功补偿装置利用效率等无功平衡优化手段,使传输线上流动的无功功率减少,是实现电网降损的重要途径。提出一种多层级协同补偿的配电网无功平衡优化降损方法,该方法采用自下而上、分层分区、就地平衡的原则,各级无功补偿优先考虑本层级的无功就地平衡,兼顾变电站层、配电线路层、配电台区层、用户补偿层四个配电网层级间的协同配合,在配电网各电压等级间形成四级联动,最大程度实现无功就地平衡优化,使传输线上流动的无功功率减少,有效实现配电网降损。     

0.4kV配电网无功补偿多点配置研究

针对低压配电网无功补偿问题,建立了以最小网损为目标函数的无功补偿优化模型,运用改进内点法对优化模型进行求解.并对在配变低压侧根部一点配置补偿装置无法解决的低压配电网网损等现象,提出了在配变低压侧三相线路上多点分布配置无功补偿装置的优化方式,先以所有负荷节点做为待补偿点用改进内点法对模型进行求解,得到理想配置方案后,考虑到补偿的经济性及检修方便等因素,选定几个最终补偿点进行无功补偿装置配置.对实际的低压配电网进行了分析计算验证方法的可行性和实用性.     

无功补偿装置在10KV馈线中的应用

10 kV馈线无功补偿装置在配网中已经得到广泛应用,选择合适的无功补偿装置安装点不仅对提高馈线功率因数、节能降损效果显著,而且还对提高馈线电压有一定的效果.在1条10 kV馈线中的不同点安装无功补偿装置,并利用仿真软件对安装前后及在不同安装点的效果进行仿真及对比分析,说明10 kV馈线无功补偿装置合理选择安装点的必要性及安装无功补偿装置所带来的好处.     

揭阳市10kV配电网的无功优化计算

根据揭阳10kV配电网的实际现状,提出了配电网无功优化的数学模型,采用前推回代法计算网络潮流,利用无功矩法确定补偿点和补偿容量。通过安装低压无功补偿装置及其容量的优化,能够在最大投资收益前提下,提高揭阳10kV配网的电压合格率和降低运行网损。     

低压配电网分散无功补偿与扩大线径协调优化计算

针对低压配电网馈线末端节点电压偏低的问题,提出了低压配电网分散无功补偿与扩大线径协调优化计算模型。目标函数综合考虑了安装无功补偿装置和更换导线的投资成本以及降低配电网损耗的经济效益,约束条件包括配电网运行约束,以及无功补偿点补偿容量和扩大线径支路截面积的上下限约束。采用凸松弛技术对优化模型中的整数变量进行连续化处理,并结合问题特点降低需要引入整数变量的数目。根据低压配电网潮流计算结果选择电压损耗大的支路作为扩大线径候选线路,同时以所有负荷节点作为候选无功补偿点,计算得到分散无功补偿与扩大线径的协调优化方案。以某个实际低压配电台区为例,计算结果验证了所提出方法得到的协调优化方案比单纯无功补偿方案具有更高的经济效益,电压质量也更好。     

揭阳市10kV配电网的无功优化计算

根据揭阳10kV配电网的实际现状,提出了配电网无功优化的数学模型,采用前推回代法计算网络潮流,利用无功矩法确定补偿点和补偿容量。通过安装低压无功补偿装置及其容量的优化,能够在最大投资收益前提下,提高揭阳10kV配网的电压合格率和降低运行网损。     

配电网低压无功装置的补偿度及电容器分组方式研究

结合广东省电网公司低压无功补偿试点工程,以4个10 kV等级的配网为例,以配变的功率因数均方根值作为衡量标准,利用实际电网数据对无功补偿装置的容量选择和电容分组这两个问题进行了实证研究。旨在提出一种较为合理、在实际中切实可行的无功装置容量选择和分组标准。同时,对所采用的电网运行功率因数的定包络线控制策略进行了介绍。在该控制策略控制之下,电网运行中的功率因数在检测周期内的均方根值,将处于所期望的功率因数均方根值的包络线之内。     

基于无功源的分布式光伏电站无功补偿协调控制系统及方法

基于光伏电站内各无功源(SVC/SVG、逆变器)的无功出力及剩余可调裕度,文中提出一种分布式光伏电站无功补偿器SVC/SVG与逆变器无功负荷协调优化控制的系统及方法。该协调控制方法以分布式光伏电站AVC系统为基础,获取本场站的当前总无功功率,及本场站内各无功源的无功出力及剩余可调裕度,根据特定的优化控制原则,将各无功源的无功值进行重新调整,实现无功功率在无功补偿器SVC/SVG和逆变器之前的优化分配。最后,提出一种基于AVC的分布式光伏电站电压控制系统。系统及方法能够在保证分布式光伏电站并网点电压稳定的条件下,充分利用逆变器的无功补偿能力,降低无功补偿器SVC/SVG的无功出力,达到降低分布式光伏电站无功补偿装置的耗电量的目的。     

主馈线和分支线路相结合的配电网无功补偿

针对配电网负荷多变的特点,提出采用电容器对10kV配电网进行无功补偿时,采用分支线路末端配电变压器低压侧和主馈线相结合的优化补偿方式。以系统有功网损、电容器的安置费用加权最小为目标函数。根据配电网辐射状树形分布特征,首先在分支线路末端以提高线路功率因数确定电容器的补偿容量及其类型,然后在主馈线上依无功负荷的分布情况再确定电容器补偿的最佳位置和容量。潮流计算采用配电网广泛使用的前推回代法。最后,以实际电网为例,说明了该算法的可行性和优越性。     

挖掘光伏无功能力的配电网无功电压协调控制策略

在高渗透光伏接入多电压等级配电网中,针对低压分布式光伏无功能力没有被充分利用和高/中/低压配电网无功电压未整体协调优化的问题,提出了一种充分挖掘光伏无功能力的多电压层级配电网无功电压协调控制策略。在低压配电网中,对于暂不具备通信网络,无法实现统一调度的光伏逆变器,采用3种就地自主电压控制模式进行实时无功电压控制;在多电压层级配电网无功电压协调控制模型中,考虑包括具备通信网络的光伏逆变器在内的各种无功源,建立电压分区和主导节点选择模型,设计上层全局优化和下层分区优化的双层协调控制策略,该策略充分挖掘了光伏无功对配电网电压的调节能力,实现对整个配电网的无功电压精准控制。将所提策略应用于江苏某220 kV主变区域实际系统,验证了其无功电压控制和消纳光伏发电的优势。     

配电网全网电压无功协调控制策略

针对当前配电网控制现状,设计了配电网全网电压无功协调控制策略。以"电压自下而上判断,自上而下控制;无功自上而下判断,自下而上控制"为原则,引入节点间电压变化灵敏度概念,在保证受控点电压合格、无功就地平衡的基础上,根据节点间电压变化灵敏度对调控结果进行预判,兼顾不同的电压等级电网及区域电网的电压质量及无功平衡情况,实现高、中、低压配电网间多种调压及补偿设备的协调控制。该控制策略已投入试点工程应用,运行效果良好。     

考虑光伏集群无功贡献的配电网无功电压优化调节方法

为协调运用配电网各类调压资源,实现经济、灵活的电压控制,整合中高压配电网各类无功治理设备,提出考虑低压光伏无功集群贡献的配电网电压无功控制资源协调运行优化方法。针对配电网低压侧分布式小容量离线运行光伏电源,设计了3种光伏集群无功运行模式,使其按模式预设在线自律运行。提出低压光伏集群无功管控策略,建立配电网电压无功控制资源协调优化模型。采用最优分割联合优化方法对变压器分接头及电容器组的切换时间及切换状态进行优化,在此基础上得出光伏集群无功运行模式及其他治理设备无功输出优化结果。采用前推回代潮流计算嵌套粒子群优化的算法进行求解。仿真算例证明了所提方法的合理性及有效性。     

树状配电线路并联电容器无功优化规划

为解决含分支树状配电线路无功补偿问题,提出了在树状配电线路安装多台固定容量电容器的无功优化规划方法。该方法以净节约金额最大为目标函数,采用等效负荷法将树状配电线路转化为多个梳状配电线路,分别对各个等效线路进行优化规划,将目标函数值最大者对应的方案确定为最优规划方案。实例分析和规划结果验证了该方法的正确性和可行性。     

考虑电压-无功调节的台区互联装置规划方法

伴随分布式能源广泛接入低压配网,对配电网运行灵活性和消纳能力要求不断提高。利用低压柔性互联装置将独立运行的低压配电台区分区互联,避免传统电压调节和无功补偿装置频繁动作。考虑柔性互联装置造价昂贵,协同传统电压-无功调节装置,提出了低压柔性互联装置的选址定容规划方法。首先,分析低压柔性互联装置拓扑结构和运行方式,建立其潮流模型。其次,建立低压柔性互联装置优化配置的双层规划模型,上层规划以年综合费用最少为目标,下层规划考虑电压-无功协调控制时间序列模型,以运行成本和电压偏差最小为目标,基于粒子群算法和混合整数二阶锥规划算法交替求解,得出配网系统最优柔性互联方案和最优运行方式。最后在IEEE 33节点算例上进行实例分析,验证该双层规划算法的有效性。     

配电网中基于网络分区的高比例分布式光伏集群电压控制

随着高比例分布式光伏的接入,配电网的过电压问题愈发严重,传统对所有光伏进行集中式电压控制的方法变得过于复杂,难以满足控制时间尺度的要求。文中提出了一种改进的模块度函数分区算法,结合无功/有功平衡度指标与区内节点耦合度指标,自动形成最佳分区,对含高比例分布式光伏的配电网进行无功与有功两个层面的光伏集群控制。在分区基础上,针对光伏逆变器有功与无功的控制能力,采用先无功后有功的电压控制策略,在子分区内部通过对关键光伏节点的控制来调节关键负荷节点的电压,有效地缩小对可控光伏的搜索范围,减少控制节点数目,加快控制响应时间,适合未来高比例分布式光伏接入配电网的电压控制。最后,以某一10kV实际馈线系统为例,验证所提方法的有效性。     

优化无功补偿降低电能损耗的方法与途径

根据本地区配电网的具体特点是提出应优先提高无功补偿度来降低损耗，并做好无功功率的分层，分区和就地平衡，减小因无功潮流引起的线损，从工程实际出发，通过计算比较了10KV侧杆上集中补偿与低压侧分散补偿的降损效果。分析实际的工程设计中需注意的事项，从投资，维护，使用效果等方面综合考虑了补偿电容的安装方式，对公用变压器数量多又相对集中，功率因数较低的配电长线路上，在负荷侧安装10KV杆上电容器是适宜的，其经济效益较好，但对于新建，公用配变较为分散的配电线路（如效区电网，农村电网）适宜采用低压侧分散补偿，其降损效果最佳。