计及电压不可行分区的配电网无功规划方法

为了高效解决中大型配电系统的无功规划,提出一种计及电压不可行分区的配电网无功规划方法。首先,在电压不可行节点概念基础上,定义电压不可行分区,进而构建配电网无功优化模型。该模型包含无功补偿选址与定容、降损与无功容量优化2个子模型。前者以消除电压异常节点为目标;后者则以降低有功损耗及补偿容量为目标,同时将电压质量作为约束条件纳入目标函数。考虑到无法准确掌握配电拓扑中各节点负荷,定义两种基于系统总负荷的负荷分配模型,研究不同负荷场景对节点电压分布影响。然后,采用改进的引力搜算算法求解无功优化模型。最后,通过对某实际34节点10 kV配电线路进行仿真分析,验证所提规划方法的有效性。     

考虑暂态电压稳定的含高渗透率风光的电网动态无功规划方法

随着电网中风电、光伏渗透率的逐渐提高,电网暂态电压稳定问题愈加严重,提出一种考虑暂态电压稳定的含高渗透率风光的电网动态无功规划方法。构造基于电压二元表的区域暂态电压安全裕度指标和无功规划基准场景;基于所提指标给出动态无功补偿装置的布点方法,建立差异化动态无功补偿优化模型,利用多目标灰狼优化算法求解配置容量,并采用改进的熵权逼近理想解距离法筛选出动态无功补偿装置的待配置方案;利用摄动法确定最终配置方案,确保所得规划方案适用于所有场景。改进的IEEE 39节点系统和实际电网的仿真结果验证了所提规划方法的普适性和合理性。     

基于分布式电源有功无功调节能力的配电网无功规划

传统的无功规划方法在应对小概率极端电压场景时往往要求配电网投资大量的无功补偿装置。为此,基于分布式电源及负荷场景,提出一种配电网无功规划模型,该模型充分利用了分布式电源的有功、无功调节能力,在小概率极端电压场景下将分布式电源有功调节作为一种附加电压调节手段,并以无功补偿装置投资费用和分布式电源有功调节费用之和最小为目标以减少系统总支付费用。提出一种嵌入原始对偶内点法的粒子群优化算法对模型进行求解。通过对自定义IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所提模型的经济性和所提算法的有效性。     

基于混合整数凸规划的主动配电网无功电压优化运行方法

合理协调主动配电网电力设备的无功调节资源,能够加强电压运行水平、提高分布式能源的渗透率、以及减少网络损耗。首先,建立主动配电网无功电压优化运行模型;然后,通过引入二进制变量和连续变量,将模型中的变压器离散变比约束和离散无功补偿装置运行约束转化为线性约束,并把节点功率平衡约束松弛为二次锥约束形式,得到混合整数凸规划模型;最后,采用33节点系统作为仿真测试系统,并利用工程优化包求解所述模型,获取主动配电网中不同电力设备的运行方案。测试系统上的仿真结果表明本文方法能够有效处理高度非凸的主动配电网无功电压优化运行问题。     

计及静态电压稳定约束的无功优化规划

选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数,同时考虑满足电压水平和电压稳定性两个约束条件来探讨无功规划问题。选取用电压稳定裕度不低于某一个允许的最小稳定裕度来表示电压稳定约束。分别对正常运行工作点和电压崩溃点引入2组变量和潮流方程,从而使得电压稳定裕度可以用临界运行状态下负荷的总视在功率与正常运行状态下负荷的总视在功率之差来显式表达。该模型相对于传统无功规划模型的优势表现在能够根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案,但其优化模型的等式和不等式约束及变量的数目却大幅增加,使得计算量远大于传统的无功规划问题。在IEEE 14节点和118节点2个试验系统的计算表明,采用非线性原对偶内点法求解该模型时,其计算精度及收敛性都比较好。     

基于局部量测的配网馈线广域无功优化控制方法

提出了一种基于局部量测信息的配网馈线低压无功补偿广域优化控制方法。首先采用负荷功率矩方法将馈线划分为若干无功补偿区域并规划低压无功补偿装置的位置,进而确定各补偿装置的理想注入无功;然后考虑无功分区平衡目标、配变容量约束以及电压安全约束,建立广域无功优化模型,在线优化计算并控制各无功补偿装置的最优投切量。该方法充分考虑了配网馈线无功功率的分区平衡,极大提高了低压无功补偿装置的利用率,降低了配电网的有功损耗,有显著的社会经济效益。采用某390节点实际系统验证了该方法的有效性和实用性。     

考虑电压稳定的电力系统无功优化规划

建立了模糊多目标无功优化规划的数学模型。在目标函数中考虑了网损、无功补偿设备的投资、静态电压稳定裕度以及负荷节点电压的偏移。首先采用电压稳定灵敏度排序法找出电压稳定性最差的节点,作为候选无功补偿节点;然后采用遗传算法对数学模型进行求解,得到优化补偿节点及补偿节点的优化补偿容量。通过对IEEE30节点的计算结果表明:采用文中的优化规划方法能够达到很好的降损效果,提高了整个系统的电压稳定性。     

风电场（集群）的无功优化规划研究

介绍了无功规划的基本内容和规划模型;总结了风电场电压一无功的特点;分析了风电场常用无功补偿装置的特性及相关管理规范。在此基础上,从计及静态电压稳定约束方面介绍了风电场无功优化规划的数学模型,并对求解方法进行了综述,简要说明了动态电压稳定约束下的无功优化规划问题。最后对风电场优化规划问题提出了建议和未来的发展方向,强调考虑电压稳定性和经济性的风电场无功优化规划是当前该领域的发展趋势,对保持电力系统电压质量与稳定性具有重大意义。     

考虑电压稳定的电力系统无功优化规划

建立了模糊多目标无功优化规划的数学模型.在目标函数中考虑了网损、无功补偿设备的投资、静态电压稳定裕度以及负荷节点电压的偏移.首先采用电压稳定灵敏度排序法找出电压稳定性最差的节点,作为候选无功补偿节点;然后采用遗传算法对数学模型进行求解,得到优化补偿节点及补偿节点的优化补偿容量.通过对IEEE30节点的计算结果表明:采用文中的优化规划方法能够达到很好的降损效果,提高了整个系统的电压稳定性.     

含电压不可行节点的受端电网动态无功优化方法

提出一种含电压不可行节点的受端电网动态无功优化方法。首先对无功补偿节点进行了分类,并提出系统无功补偿节点的基本概念,然后以某时段是否出现电压约束不可行节点为依据,将全天所有时段划分为可行时段簇和不可行时段簇;并在此基础上,构建了含电压不可行节点的受端电网动态无功优化模型。该模型包含了不可行时段簇和可行时段簇的动态无功优化两个子模型,对前者,该文提出了一种基于同伦内点法和并行协同进化算法的两阶段求解算法;对后者,采取免疫遗传算法求解。最后通过实际25节点的110 kV高压配电网仿真分析,验证了所提方法的有效性。     

配电网低压侧自动无功补偿装置安装位置的优化规划

认为安装低压侧自动无功补偿装置的节点的无功功率较好地实现了无功补偿,使补偿后负荷的功率因数提高到0.95以上,建立了在部分节点安装低压侧自动无功补偿装置的配电网简化模型,分别以减少的有功网损最大和投资收益最高为目标函数,并采用惩罚函数的办法对低压侧自动无功补偿装置的安装数量加以约束,使之基本满足预算要求,以各个节点电压符合要求及各个设备不超过其电气极限为约束条件,在此基础上,采用遗传算法确定了低压侧自动无功补偿装置的最佳安装位置。文中给出了程序流程图和规划实例,结果表明提出的方法是可行的。     

配电网低压侧自动无功补偿装置安装位置的优化规划

认为安装低压侧自动无功补偿装置的节点的无功功率较好地实现了无功补偿,使补偿后负荷的功率因数提高到0.95以上,建立了在部分节点安装低压侧自动无功补偿装置的配电网简化模型,分别以减少的有功网损最大和投资收益最高为目标函数,并采用惩罚函数的办法对低压侧自动无功补偿装置的安装数量加以约束,使之基本满足预算要求,以各个节点电压符合要求及各个设备不超过其电气极限为约束条件,在此基础上,采用遗传算法确定了低压侧自动无功补偿装置的最佳安装位置.文中给出了程序流程图和规划实例,结果表明提出的方法是可行的.     

基于二阶锥规划的含分布式电源配电网动态无功分区与优化方法

分布式电源大规模接入所造成配电网电压质量问题一直受到极大关注。针对分布式电源大规模接入所产生的局部区域电压严重偏高问题,提出配电网动态无功分区的方法,构建了配电网无功优化模型。利用锥规划对原优化问题进行了简化并转化为二阶锥规划模型。为解决求解难度大的问题,提出了考虑动态无功分区的求解方法。考虑不同无功分区的分布式电源接入特点和运行特性,构建电压灵敏度矩阵,计算确定配电网节点电压变化量,提出电容器组、静止式无功发生器(statle var generator,SVG)等无功补偿装置的运行策略并优化其在各种运行条件下的无功功率值。分别以IEEE33节点和东莞地区某53节点的配电网为实例进行了计算,验证了无功优化的二阶锥规划方法的适用性和可行性,分析了动态分区对配电网无功优化以及电容器组和SVG等无功补偿装置运行策略的影响。     

采用改进遗传算法的无功优化规划

提出了以有功网损和无功补偿设备投资最小的无功规划数学模型,以无功裕度法确定无功补偿点,采用逐年规划方式和利用改进遗传算法对模型进行求解。在最小负荷方式和最大负荷方式下无功规划的基础上建立了场景检验模型,以IEEE30节点系统为算例,将逐年优化方式与整体优化方式的规划结果进行对比,验证了所提模型和求解方法的有效性。     

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。     

考虑电容器电压特性的配电网无功规划

传统的配电网无功规划中,补偿电容器的容量往往被当作固定值,事实上,电容器的实际补偿容量和其接入点的电压水平有着很大的关系。考虑电容器的电压特性,以年综合费用最小为目标,建立了配电网无功规划模型。针对该模型的特点,提出采用自适应遗传算法进行求解。通过33节点和69节点配电网的仿真分析对模型进行验证。     

考虑节点补偿容量上限的弱环配网无功优化

为了合理确定节点无功补偿的位置和容量上限,基于遗传算法和弱环状配网特点,通过引入无功补偿分布因子来处理环网,提出一种可动态确定含弱环配网的节点补偿容量上限算法。综合考虑补偿效益和节点电压约束,通过计算补偿净效益最大、节点电压约束两种情况下的节点无功补偿容量上限,有效压缩了遗传算法的寻优空间。通过对IEEE33节点系统算例的分析,验证了算法在含弱环配网无功优化中的实用性。     

计及电压不可行节点的配电网低电压治理方法

提出一种计及电压不可行节点的配电网低电压治理方法。首先给出了配电网电压不可行节点的基本概念,然后在配电网电压无功控制分区的基础上,构建了考虑电压不可行节点的广域无功控制的低电压治理模型。该模型包含无功补偿薄弱区的电压控制模型和无功补偿非薄弱区的无功优化两个子模型。对应的目标函数分别为电压不可行节点的电压越下限量最少和网损最低,约束条件则在传统的无功优化模型上更新电压不可行节点的电压幅值安全下限值。为了提高求解效率,采用一种并行协同进化算法求解所建模型。通过杭州某实际10 kV 55节点配电网进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。     

随机模拟粒子群算法在风电场无功补偿中的应用

在风电机组机端装设无功补偿装置有利于改善风电对系统电压质量造成的负面影响。该文针对风电出力的随机性及负荷和系统电压的变化,提出了求最优无功补偿装置容量的机会约束规划模型,并利用随机模拟的粒子群算法求解。该模型以费用最小为目标函数,考虑了风速的概率分布、风电机组本身的有功和无功特性以及含风电场的潮流处理方法等。通过分析某配电网风电场无功、电压、功率因数的变化情况,利用该文方法进行无功补偿优化,结果表明模型与算法的有效性。     

考虑主动管理措施的配电网无功补偿双层优化配置

为了适应未来大量分布式电源(DG)并网及自动化水平显著提高的主动配电网发展,在规划阶段应该考虑主动管理措施,优化系统运行方式。同时,现有的无功补偿规划研究忽略了DG及负荷的不确定性。为此,计及间歇性DG及负荷的不确定性,提出主动配电网无功补偿双层优化配置模型。上层规划以无功补偿电容器的投资成本、网络损耗费用综合最优为目标函数,下层规划在此基础上考虑调节无功补偿容量及调节有载变压器抽头两种主动管理措施,对每个场景进行优化。采用K-均值聚类法对场景进行缩减,结合和声搜索算法和粒子群算法联合求解模型。通过IEEE33节点算例进行仿真计算,验证所提模型和方法的正确性。