小方式下省地电网无功电压调控的去失配策略

现有自动电压控制(automatic voltage control,AVC)策略难以保证220 kV变电站充分利用无功电压调控设备兼顾上下层电网无功电压调控的需求,特别在小方式下,省地电网无功电压调控失配问题突出。提出了一种实现上下层电网协调控制的AVC去失配策略。结合省地电网的管理权限、调控目标和AVC策略的分析了省地AVC在220 kV变电站形成无功电压调控失配的机制,通过等值模型反映的无功电压特性揭示了关口电压是解决失配问题的关键指标,将反映上下层电网电压调控状态的关口电压加入到AVC就地电压校正策略中构成了三维去失配判据,以实现常规方式220 kV变电站优先协助下层电网进行区域电压调控,小方式220 kV变电站优先协助上层电网进行区域无功调控的去失配策略。实例仿真证明了去失配策略的有效性。     

省地电压调控失配机理与三维分析方法

大电网发展的耦合化、容性化,使得电力系统无功电压调控的难度越来越大,具体表现为省地电网间的调控失配问题。考虑分级调度机制的影响,对调控失配问题进行机理分析,得到调控目标、调控需求与调控能力之间的配合特性,提出三维分析方法,从空间、时间与目标3个维度上剖析省地调控配合的关系,得到调控失配问题的解决思路与方向。结合AVC/VQC控制的特点,在就地校正控制中引入变压器高压侧电压判据,兼顾上下层调控的需求,优化调控效果。实例分析验证了解决思路与解决策略的合理性与有效性。     

双向互动的省地协调电压控制

设计并实现了双向互动的省地协调电压控制系统.以"互动化"为核心理念,提出了双向互动的省地协调电压控制模式.引入省地协调控制代理,构造分布式协调电压控制多智能体架构.选择省地关口无功和关口电压作为协调变量,将省地协调控制转化为对省地关口运行状态的协调控制,省调代理生成关口电压控制能力约束和关口无功控制需求约束,地调代理生成关口无功控制能力约束和关口电压控制需求约束,协调代理综合考虑各代理提出的控制能力约束和控制需求约束,生成协调控制策略,供省、地各级代理执行.该系统已在江苏电网投入运行,并取得了明显的控制效果.     

基于AVC系统的省地电网关口无功功率协调控制方法

定量评估省级电网的无功调控能力以确定关口无功功率控制范围,是大电网自动电压控制(automatic voltage control,AVC)的关键。基于电网分层解耦的理念,首先给出了平均协调功率因数限值(average coordination power factor limits,ACPF)的定义来评价省级电网的无功承受极限,并求解ACPF的优化数学模型,得到ACPF与省级电网下送负荷水平的相关性曲线;接着根据各500 kV变电站负荷的差异性,近似线性化计算上游关口协调功率因数限值,并以其为约束条件建立下游关口协调功率因数下限值的计算模型及其快速估算方法,实现AVC系统参数的动态整定;最后给出了AVC系统省地协调的关口无功功率控制实现方法。应用到广东某区域电网的仿真结果表明,所提的方法在节能降损、提升电压质量、提高省级电网电压无功安全裕度以及挖掘片区变电容量等方面优势更加明显。     

广西电网无功电压优化控制系统

详细分析广西电网电压无功控制的现状、存在问题,提出了解决广西电网电压无功优化控制的建设方案是集中控制优化方案。它由实时数据进行在线优化分析和计算,分级分区产生无功控制的策略,在确保电网与设备安全运行的前提下,从全网角度进行在线电压无功优化控制,实现无功补偿设备投入合理和无功分层就地平衡与稳定电压;实现电压合格率最高和输电网损率最小;最终实现电厂无功电压调节、变电站有载调压变压器分接头开关调节、集中无功补偿设备投切协调控制;从而实现对电网内电厂无功电压、变电所的有载调压装置和无功补偿设备的集中监视、控制和管理;实现对全网电压无功优化运行的实时闭环控制。     

DWK—Ⅲ型电压无功综合控制装置

近年来,变压器有载分接开关得到了广泛使用,有效地提高了电网的电能质量.有载分接开关的自动控制装置有电压自动控制器和电压无功综合控制装置两种.电压自动控制器主要按设定的系统电压的上、下限进行调压,采样电压与设定电压相比较,一旦电压偏离预先设定范围,就产生一个"升"或"降"控制信号,使有载分接开关从一个分接头移到下一个分接头位置.电压无功综合控制装置根据电压无功潮流的变化,充分考虑电压合格和无功就地平衡等因素,进行有载分接开关和电容器投切控制,它的控制原则是:若系统电压在设定的电压上、下限范围内,电容器的投切受无功控制;若系统电压在设定的电压上、下限范围之外,电容器的投切受电压控制.控制主要以变压器低压侧母线电压确定电压上、下限定值,但同时能兼顾中压侧的电压合格率.     

主动配电网集中/就地自适应无功电压控制方法

针对当前集中控制方法不能适应配电网不同应用配置工况、就地控制难以协调发挥设备及光伏无功电压调节性能的问题,提出一种主动配电网集中/就地自适应无功电压协调控制方法,根据配网控制条件将设备及光伏的控制模式划分为就地趋优控制和集中优化控制两部分。在就地趋优控制方面,建立协同功率因数和动态趋优因子指标,兼顾全局需求调节光伏与设备无功出力;在集中优化控制方面,根据无功充裕程度选择电压越限风险或网损最小为目标,进行无功优化:通过实际配电网算例仿真验证所提策略的有效性。结果表明该方法可以主动适应配电网控制条件不健全的情况,在优化无功出力、改善线损和电压水平等方面具有优越性。     

风电场无功综合控制策略

针对大规模风电接入电力系统后的电网无功电压问题提出了在传统发电厂、变电站自动电压调控系统（AVC）控制的基础上,结合风电场无功控制特点的无功分级调控策略。该策略根据风电机组运行信息和系统无功电压水平将系统无功调控划分为3级：AVC为电压控制的第3级;风电场汇流接入的变电站作为电压控制的第2级;风电场则是无功控制的第1级。提出了系统通过风电场监控系统对风机控制和系统直接对风机控制的两种调控模式。     

受端电网自动电压控制策略的应用现状

自动电压控制(AVC)已成为电压调控主要手段。归纳了二级电压控制研究现状,在结合当前受端电网无功电压调控现状分析的基础上给出了省地协调的本质,也为受端电网推进AVC建设提出建议。     

含分布式电源的配电网电压无功两级协调控制模式

针对大量分布式电源接入配电网带来的电压无功控制问题,提出配电网电压无功两级协调控制模式。该模式包括2个控制层级,其中,二级控制系统针对高压配电网优化,得出关口最优电压;一级控制系统针对中低压线路进行优化,实现无功的就地平衡。关口实现层级之间的信息交互,2个控制层级通过对关口电压和功率因数的不断修正实现系统的全局最优控制。最后,算例仿真结果验证了控制模式的可行性。     

含风电接入的省地双向互动协调无功电压控制

为应对规模化风电接入对电网无功电压运行和控制的影响,结合现场实际,提出并实现了一种跨电压等级风电汇集区域风电场与传统电厂的无功电压协调控制方法。在控制中心内,研究并提出计及风功率波动和电网N-1安全约束的敏捷电压控制方法,该方法通过控制周期和控制模型的自适应调整,充分挖掘省调直控风电场的无功电压调节能力,抑制风电波动对电网电压的影响,保留足够的传统发电机动态无功储备。在控制中心间,研究并提出计及风电场调节能力的省地双向互动协调控制方法,通过地区电网内风电场与地调直控变电站的协调控制,发挥地调直控风电场的调节能力,减少地调直控变电站的电容电抗器动作次数,通过省地双向互动协调,协调省地双方无功调节资源,支撑末端地区电网电压,提高电网整体运行的安全性和经济性。所研发的实际控制系统已在江苏电网应用,仿真运行和实际闭环结果证明了该方法的有效性。     

双向互动省地协调电压控制系统中的协调约束生成技术

双向互动省地协调电压控制模式符合智能电网的要求,具有广阔的应用前景.在该控制模式中,省、地两侧需要将各自的运行信息浓缩为协调约束(包括能力约束和期望约束)并提交给协调层供其决策.文中基于在线自适应分区结果,构造生成省调侧协调约束的优化模型;基于拓扑分区结果,构造生成地调侧协调约束的优化模型.省、地两侧通过实时求解上述优...     

基于光伏并网点电压优化的配电网多时间尺度趋优控制

为应对高比例分布式光伏并网引起的电压越限和电压波动问题,充分发挥光伏逆变器的实时无功调节能力,提高光伏消纳率,提出基于光伏并网点电压优化的配电网多时间尺度趋优控制方法。长时间尺度下,建立以配电网运行成本期望值最小为目标,考虑状态变量机会约束的两阶段动态随机优化调度模型,制定传统无功电压设备和光伏并网点电压的经济趋优调度计划。短时间尺度下,以并网点电压调度值为追踪目标,提出基于并网点PV-PQ-QV节点类型转换的自适应趋优控制策略,实时调整光伏无功出力和有功削减量。为提高算法效率,提出二阶锥规划与基于拉丁超立方采样概率潮流交互迭代的随机最优潮流解耦法求解两阶段动态随机优化调度模型。算例结果表明,所提方法能够有效解决配电网实时运行过程的电压安全问题,并提高系统运行的经济性。     

省地AVC系统协调控制技术研究及其实现

基于电压分层控制及无功源区域性分布的特点,结合现代电网调度自动化系统(EMS)的一体化调度需求,阐明了省地自动电压控制(AVC)系统协调控制原理,提出了一种适合省地AVC系统联合优化的协调控制技术方案,并分别探讨了省调侧和地调侧的控制策略以及它们之间通信方案的实现.经实际系统的工程应用表明,所提出的技术方案和控制策略是...     

10 kV配电网无功优化自动化控制系统设计

设计开发了一套基于功率因数和电压双控的、分布式的配电网无功优化自动化控制系统,作为控制参数的功率因数通过TCP/IP协议从调度自动化系统开放的服务端口获得,电压参数由下位控制机从现场的电压互感器获得。为保证10 kV干线出口功率因数和下位控制机现场电压合格,提出了补偿器投切的控制策略。详细介绍了上位机控制软件的架构和设计方法,采用多线程技术实现了该软件。上位机和下位控制机之间采用GPRS进行通信,制定了相应的控制协议。实践证明,所设计的10 kV配电网无功优化自动化控制系统使10 kV干线首端功率因数稳定在整定范围之内（0.95～1.00）,且系统运行可靠。     

基于SoC FPGA硬件并行化计算的配电网电压控制技术

随着主动配电网以及物联网技术的发展,无功设备的接入呈现复杂化和边缘化的趋势,电压无功控制的计算也向边缘计算发展。然而由于算力受限,边缘节点纯软件式的计算所需时间较长,无法满足控制实时性的要求。针对此问题,本文提出一种基于SoC FPGA硬件并行化计算的配电网电压控制策略。首先设计了基于SoC FPGA的软硬件计算框架,在此基础上对配电网电压无功优化模型与遗传算法求解方法做了适用于FPGA的针对性改进,最后分模块设计了FPGA硬件求解结构。通过两个算例场景验证可知,相比于边缘节点纯软件式的求解方式,本方法的平均求解效率分别提升了2.41倍和2.15倍,可有效提升电压无功控制的实时性。     

考虑无功辅助服务分段报价的多目标无功优化方法

电力市场改革对电力系统无功辅助服务机制和无功优化提出了更高的要求。如何在确保电力系统电压质量和安全可靠运行的前提下,实现无功辅助服务市场化、优化无功资源调控是无功电压自动控制面临的重要课题。基于电力市场环境提出了一种无功辅助服务分段报价规则,构建机组进相、滞相时的购电成本模型。在此基础上,提出了一种考虑无功辅助服务规则的多目标无功优化控制方法。对某省级电网实际运行方式进行了仿真计算和分析、讨论。仿真结果验证了该算法无功调控效果的有效性、经济性与均衡性,满足电力市场环境下实际应用需求。     

基于离散猴群算法的变电站动态无功优化控制

为实现动态无功优化,变电站需频繁调整无功投入容量,然而当设备动作频率过高时会增加系统的故障率并减少使用寿命。文章针对这一工程优化问题,提出了一种变电站动态无功优化控制方法。以变电站二次母线电压允许的偏差和主变功率因数为优化目标,重点考虑变压器低压侧电压约束、高压侧功率因数约束、无功补偿容量约束以及调节次数约束,建立了动态无功优化模型;针对所建立的优化模型,首次把离散猴群算法引入动态无功优化模型的求解,为了提高计算效率,通过动态步长策略对算法进行了改进;通过仿真算例证明了所提方法的有效性。     

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。