基于无迹变换随机潮流建模的主动配电网优化调度

为了解决风电和电动汽车大量接入主动配电网所引发的随机优化调度问题,利用基于无迹变换的随机潮流计算方法处理风电出力的波动性、电动汽车充电的随机性以及电网负荷的随机波动。进而建立了以电动汽车充电功率和分布式电源出力为优化变量,以配电网运行费用最小、有功网损最小和负荷方差最小为优化目标的主动配电网随机优化模型。同时,采用多目标粒子群算法对模型进行求解,并以改进的IEEE 33节点测试系统为例对该模型进行仿真。仿真结果表明:考虑不确定性和电动汽车有序充电的优化调度模型,可以有效地减少配电网运行的成本、降低网损和缩小峰谷差,验证了所提模型的正确性和有效性。     

提高电动汽车接纳能力的配电网动态重构方法

为提高配电网对电动汽车的接纳能力,提出一种考虑光伏出力、负荷及电动汽车充电功率不确定性的配电网动态重构方法。首先通过引入仿射数,对光伏出力、负荷及电动汽车充电功率不确定性进行描述。然后,以最大化电动汽车接纳能力为目标,建立配电网动态重构模型,并通过改进郊狼算法进行求解,得到一天内24 h静态重构结果,并对重构结果相同的时段进行合并。最后,提出了基于欧氏距离的动态重构时段划分方法,将重构时段进行进一步合并,得到最终的动态重构时段。通过86节点配电网对所提重构方法进行仿真分析,结果表明,所提方法能够将电动汽车接纳能力提升21.16%,同时能够减少重构时段,降低开关的动作次数。     

基于最小电压稳定裕度的分布式风电在配电网中的选址定容

为综合考虑分布式风电的良好环境效益和出力的随机波动性,提出改进的基于支路传输功率极限的最小电压稳定裕度指标(minimum voltage stability margin index,MVSMI)的概念,并通过理论证明其合理性。同时基于最小电压稳定裕度指标建立分布式风电在配电网选址与定容的多目标优化模型;模型取系统弱节点的最小电压稳定裕度最大化和系统经济效益最大化作为两个目标函数;并运用自适应变异多目标粒子群算法对该模型进行求解,通过在IEEE-33节点配电系统的仿真验证,表明所提的最小电压稳定裕度指标能够得到风电在随机出力情况下的节点电压稳定裕度,能为风电在配电网的选址定容多目标规划提供更好的指导。     

电动汽车参与主动配电网电压调控的策略研究

未来,电动汽车将成为城市交通中的主导。为了降低大量电动汽车接入配电网的运行风险,提出一种利用电动汽车在充电过程中提供无功补偿的策略。该策略充分考虑车主的充电需求、分布式电源出力、电动汽车充电机的无功补偿潜力,并配合传统电容器组的投切,对主动配电网电压进行优化调控。建立以各时刻接入充电机的电动汽车向电网提供无功功率的绝对值作为优化变量,以减小节点电压偏差和充电时间内电动汽车尽可能地补充更多的电能为优化目标的电压调控模型,并采用淘汰与纵横交叉混合机制的改进粒子群算法求解该模型。通过清远10 kV配电线路验证了所提模型对缓解节点电压偏差、无功不足等问题的有效性。     

考虑风光与负荷时序特性的主动配电网分布式电源优化配置

主动配电网中分布式电源优化配置时,风光机组出力与负荷时序波动特性使场景过多,这既会增加模型求解的难度,也会影响优化配置结果。为此,首先引入戴维森堡丁指数(Davies-Bouldin index,DBI)结合K-means算法对全小时场景进行聚类缩减。然后,建立考虑风光与负荷时序特性的主动配电网双层优化配置模型,上层以系统年综合经济成本最优为目标,决策变量为风光机组接入配电网的位置及容量;下层以系统各时段运行电压水平最优为目标,决策变量为配电网主动管理措施下的运行成本;综合考虑风光机组时序出力和负荷侧时序响应,实现主动配电网分布式电源优化规划。最后,采用改进的自适应遗传算法对模型进行求解。IEEE 33节点系统算例表明,所提方法及模型在确保场景选取的多样性和合理性的同时,兼顾了风光机组出力与负荷时序波动特性,提高了系统运行水平,降低了系统运行成本。     

考虑风光与负荷时序特性的主动配电网分布式电源优化配置

主动配电网中分布式电源优化配置时,风光机组出力与负荷时序波动特性使场景过多,这既会增加模型求解的难度,也会影响优化配置结果。为此,首先引入戴维森堡丁指数(Davies-Bouldin index,DBI)结合K-means算法对全小时场景进行聚类缩减。然后,建立考虑风光与负荷时序特性的主动配电网双层优化配置模型,上层以系统年综合经济成本最优为目标,决策变量为风光机组接入配电网的位置及容量;下层以系统各时段运行电压水平最优为目标,决策变量为配电网主动管理措施下的运行成本;综合考虑风光机组时序出力和负荷侧时序响应,实现主动配电网分布式电源优化规划。最后,采用改进的自适应遗传算法对模型进行求解。IEEE 33节点系统算例表明,所提方法及模型在确保场景选取的多样性和合理性的同时,兼顾了风光机组出力与负荷时序波动特性,提高了系统运行水平,降低了系统运行成本。     

含固态变压器新型配电网动态无功多目标优化

风机和光伏电池等分布式电源(distributed generator, DG)大量接入配电网会导致电压波动和网损增大等问题,需要对动态无功进行优化。但是由于风光存在的不确定性会影响动态无功优化的效果,因此提出了一种含固态变压器新型配电网动态无功多目标优化方法。首先,通过 Weibull 分布和 Beta 分布对风速和光照强度进行曲线拟合,再采用风机和光伏电池出力公式生成 DG 出力模型。其次,通过蒙特卡洛仿真抽样法对上述模型进行抽样,生成上千个DG日出力场景,并采用k-means 聚类算法将上千个场景聚类成k个典型场景,以缩短随机潮流计算时间。再次,以IEEE33 节点系统为基础,建立含固态变压器有源配电网方案和含有载调压变压器有源配电网方案,以日内网损和电压波动最小为目标,采用改进型多目标灰狼算法对两种方案的相关参数进行优化。最后,以优化后的相关参数进行仿真和对比,证明了所提方法在降低配电网网损和维持节点电压稳定方面的优越性。     

计及风光出力相关性的配电网多目标无功优化EI北大核心CSCD

风电-光伏机组的大量接入对传统的无功优化模型提出了新的挑战。提出了计及风光出力相关性的配电网多目标无功优化模型,采用粒子群优化神经网络(particle swarm algorithm-BP neural network,PSO-BP)依据过去天气预报和风电出力的历史数据训练得到风电预测出力曲线,利用综合场景概率法生成光伏出力曲线。用斯皮尔曼相关系数将风光之间的出力相关性量化,再考虑风机和光伏机组共同参与无功优化。采用多目标粒子群算法(multi-obj ective particle swarm optimization,MOPSO)求解模型,以改进的IEEE 33节点配电网系统作为仿真样本,求得兼顾网损和电压偏差的Pareto最优解集,从中选择最优方案。算例结果验证了风光出力相关性对无功优化的影响,以及分布式电源接入配电网能有效降低网损和提高节点电压。在实际运行中,各地区的风光出力均满足一定的自然规律,可以以斯皮尔曼相关系数大小为参考依据,实现分布式电源(distributed generation,DG)和静止无功补偿装置(static var compensator,SVC)的协同优化运行,为配电网的安全经济运行保驾护航。     

基于改进粒子群算法的主动配电网有功无功协调优化研究

随着间歇性分布式电源接入配电网的比例日益增高,配电网局部电压越限、网损增加的情况时有发生,降低了配电网对分布式能源的利用率,制约了配电网的经济运行水平.提出将有功调节措施(储能)考虑到无功动态优化模型中,旨在制定合理的储能充放电策略以平滑风光出力波动,减少无功补偿装置的动作次数,并在此基础之上,以节点电压偏移和网损为最...     

分布式电源接入对配电网电压质量的影响研究

分布式电源在配电网的接入规模越来越大,但分布式电源出力的不确定性对配电网电压质量带来了严重影响。在对分布式光伏和分布式风电出力特性分析的基础上,建立了分布式电源接入配电网的仿真模型,仿真了分布式电源不同接入位置和不同接入容量下的配电网,并从电压谐波含量、电压波动两方面分析了不同接入情况下的配电网电压质量,获得了分布式电源接入对配电网电压质量的影响规律。     

No.5 欧洲配电网智能化发展中的控制技术(下)

首先介绍解决配电网双向潮流的方向保护和防孤岛保护的3个基本类型(被动保护、主动保护、广域保护),以避免可再生能源高渗透率条件下出现的故障保护和非计划孤岛问题。针对客户跟随电源的运行模式,讨论了客户参与主动控制的多种可能性,特别讨论了主动客户给市场与电网带来的影响。针对配电网规划需要考虑网络控制问题这一全新概念,分析了网络控制中网络解与非网络解的作用,并以无功电压优化控制为例介绍了新的控制方式。     

主动配电系统可行技术的研究

传统配电网的规划设计方法和运行控制模式无法适应高渗透率分布式能源(distributed energy resources,DER)的接入。基于信息与通信技术及高级量测设备的主动配电网(active distribution network,ADN)为高渗透率DER的接入提供了一种解决方案。概要分析DER接入对传统配电网的影响,以此说明发展ADN的必要性;介绍ADN的基本概念、相关的研究动态、传统配电网与主动配电网的差异及研究成果;基于技术经济可行性的观点,总结适应ADN发展的可行技术。随着各种可行技术的进步,ADN 不仅可以平衡配电层级的功率,还可平衡配电层级与上级电网之间的功率,ADN将成为局部区域能源交换的基础设施。     

有源电力滤波器谐波电流检测方法的研究

有源电力滤波技术是治理谐波污染问题最有效的手段之一.提出了一种有源电力滤波器谐波电流的检测方法,其不仅可以快速检测出基波有功分量,还可实现谐波有功分量的检测.用MatLab/Simulink仿真研究了谐波电流的检测效果,并搭建了有源电力滤波器实验电路,进行了实验验证.实验结果证明了提出的谐波电流检测方法的有效性.     

Compensation characteristics of shunt active and series active power filters

Active power filters have been used in practice to suppress the harmonic interference in power systems. To compensate for harmonic currents of loads, active power filters usually are connected to power systems in parallel with the loads. These filters, which are called shunt active filters here, are very effective for loads that can be considered as current sources, such as thyristor rectifiers with large dc reactances. Many papers have covered the shunt active filters applied to these current-source loads, however, none has discussed characteristics of the shunt active filters when they are applied to voltage-source loads. On the other hand, since more and more diode rectifiers with capacitive dc filters have recently been used, harmonics generated by them have become an issue. The diode rectifier with capacitive dc filters behaves as a voltage source rather than a current source. When a shunt active filter is applied to such a diode rectifier, the current injected from the shunt active filter may flow into the diode rectifier. As a result, harmonics of the source current cannot be reduced effectively, and harmonic current flowing into the diode rectifier increases greatly. This paper presents the aforementioned problem of shunt active filters analytically and experimentally. Then a series active filter is proposed to suppress the harmonic current of the diode rectifiers. The features, operating conditions, and considerations of shunt active filters and series active filters are described analytically and demonstrated experimentally. Taking a diode rectifier with capacitive dc filter as a typical voltage-source load, compensation characteristics of shunt active filters and series active filters are discussed by experiment and simulation. The validity of the series active filters is illustrated experimentally.     

电网对称故障下基于active crowbar双馈发电机控制

随着风力发电规模和风电机组单机容量不断增大,要求大型风电机组具有低电压穿越能力,因此需要研究三相对称故障下双馈风力发电机控制方法.在电网电压突然跌落时,由于双馈发电机中的电磁耦合关系,在定转子中感应出过电压过电流,为保护转子侧变换器,需要通过crowbar来短路双馈发电机的转子.针对传统的passive crowbar的不足,采用active crowbar电路的控制方法.当电网故障造成双馈发电机转子过流时,开启active crowbar电路来旁路转子侧变换器.当转子电流下降到一定程度时断开crowbar,转子侧变换器恢复工作,此时双馈电机可以向电网同时提供有功无功支持.理论分析的基础上进行了仿真研究.仿真结果证实了采用active crowbar可以有效地实现双馈风力发电机的低电压穿越.     

考虑综合承载力的主动配电网优化调度与运行

随着风、光渗透率不断提高,其多重时序波动与不确定性给主动配电网优化调度工作带来了挑战。为提高主动配电网应对不确定性扰动的能力,提出一种考虑综合承载力的主动配电网优化调度方法。首先,从主动配电网资源充裕度和运行安全性两方面提出了综合承载力指标体系。然后,计及多种主动管理资源的协调调度,构建了考虑综合承载力的主动配电网优化调度模型。其次,引入图论“破圈法”对网架编码策略进行改进,并采用混合编码粒子群算法对模型进行求解。最后,基于改进IEEE 33系统设计算例验证了所建模型的科学性和有效性。     

高精度、低纹波稳定电源用直流有源滤波器研究

对用于一种特殊的高精度、低纹波直流电源的直流有源滤波器的主电路结构和抑制纹波的基本原理进行了分析 ,提出了两种控制方法 ,并在此基础上研制出了实验装置。结果表明 ,由无源滤波器和有源滤波器构成的混合滤波器能大大降低电流纹波和提高电源的稳定精度。一台实际的工业装置测试表明 ,其纹波达到了 10ppm。     

主动配电系统规划的主要影响因素分析

传统配电系统为了满足负荷增长和分布式电源接入的需要,其规模和结构在规划时都有可能进行相应的增加与改变,为此有必要增加相应的投资。而主动配电系统规划通过采取主动控制与主动管理技术,在保障供电可靠性的基础上最大可能地利用现有资产,从而有可能延缓配电系统的投资,增加配电网的投资效益。本文探讨主动配电系统规划需考虑的主要因素,首先给出主动配电系统和被动配电系统的主要区别,定性分析控制模式与数据模型对主动配电系统规划的影响,然后说明外部条件对主动配电系统规划的影响,最后给出绿地电网和棕色电网对主动配电系统规划的不同要求,以期为我国开展主动配电系统规划研究,形成较清晰的主动配电网规划技术路线提供参考借鉴。     

串联混合有源滤波器设计中的几个关键问题

提出了在负载变化范围很大和有严重电网电压畸变的情形下,串联混合有源滤波器（SHAPF）设计和实现中的几个重要影响因素,并具体给出了特殊设计的无源滤波器、自适应的参数控制和多变量的复合控制方案等的解决方案。这种SHAPF工作稳定,谐波抑制性能好,引起的附加无功电流小。仿真与实验结果证明了分析的正确性与设计方案的有效性。     

基于自抗扰的三电平APF研究

首先分析了有源电力滤波器(APF)在d,q坐标系下的数学模型及在此模型下的双闭环比例积分(PI)控制策略,针对电流内环无法全频段精确跟踪谐波电流指令信号及存在电流相位偏移问题,设计了一种自抗扰控制器(ADRC)。仿真和实验结果表明,基于ADRC的APF能有效补偿谐波电流。