独立电压调节回路的最优分散协调励磁控制

提出一种新的励磁控制方法,解决了传统多机系统分散协调励磁控制中电压反馈增益偏低而达不到要求的问题。该方法将电压反馈作为独立的调节回路,无须依赖加权系数的二次优化,按调压要求独立设计电压反馈增益。将其余的多个输出量(转速、功率等)作为附加控制信号形成外环控制回路,利用分散协调控制思想,通过求解Levine-Athans方程组,实现对多个附加信号增益优化,从而保证全局稳定和性能最优。既根据稳态调节精度的要求设定电压反馈系数,又实现了多变量协调优化控制。最后,以电力科学研究院EPRI-36系统为实例,分别用所提方法和传统方法设计2种励磁调节器,在小干扰稳定性、暂态稳定性、电压调节精度等方面进行对比,结果显示所提方法的综合性能具有优越性。     

模糊算法在电压/无功综合控制中的应用

采用传统的控制方法可能导致在补偿过程中并联电容器组出现反复投切现象，这也是目前无功补偿装置的一个突出问题，将模糊控制理论用于电压／无功综合控制，对传统的“九区图”控制方法加以改进，提出了一种新的控制方法，该控制方法能够很好地解决并联电容器的投切振荡问题，算例分析也证明这种控制方法的正确性。     

省地协调自动电压控制(AVC)实现方法的研究

对省地协调电压控制的实现方法进行了研究,基于对控制灵敏度问题求解讨论,提出了省地协调的最优潮流(OPF)模型及实现算法、协调二级电压控制(CSVC)模型与实现算法。该算法在综合考虑协调控制时约束条件之间关系的基础上给出了协调控制的设定值。给出了协调控制模式下部分中枢母线电压的计算结果及网损分析结论,结论表明电压协调控制模式有效提高了电网的经济效益和安全性。     

应用MPC和轨迹灵敏度技术实现最优协调电压控制

基于模型预测控制的基本思想,设计了一种紧急电压控制器,协调各种不同类型和性质的控制手段来维持系统的长期电压稳定性。在预测控制模型的目标函数中,考虑了控制实施代价和负荷节点电压偏差;其等式约束条件为连续—离散时间微分—代数方程组。采用混合动力系统的轨迹灵敏度技术先将该模型线性化得到一个二次规划问题,并采用Matlab中的二次规划函数来求解。在IEEE 50机145节点系统上的仿真结果表明,所提方法具有数值稳定性好和计算速度快的优点。     

协调电压控制问题的准稳态模型及其间接动态优化算法

针对长期电压稳定具有慢动态的特点,在准稳态假设的基础上,建立含连续-离散时间微分-代数方程约束的最优协调电压控制模型。并采用现代最优控制理论中的间接法求解该动态优化问题,根据Pontryagin最大值原理建立一阶最优性条件,将动态优化问题转化为两点边值问题,采用多重打靶法求解。此外,为考虑有载调压变压器变比、可投切电容器组和待切除负荷的离散特性,还在控制模型中引入了离散变量的罚函数处理机制。从新英格兰10机39节点系统的仿真结果可看出,所提出方法能有效地协调各种控制设备动作,从而增强系统的长期电压稳定性。     

地区电网电压无功联动协调控制系统的研究

为了提高地区电网电压质量、优化电网无功功率分布、降低网损,研制了一套地区电压无功联动协调控制系统。该系统在地市电网无功容量不足的情况下,自动给县级电压无功控制系统下发关口无功指令,依靠县级电网的剩余无功及时补偿地市电网的无功缺额。考虑市级220 kV变电站关口无功的实际值,结合省调下发的无功指令,确定了下发给县级电压无功控制系统的关口无功指令值,并详细阐述了地区电网电压无功联动协调控制方案。实际运行表明,该联动协调控制系统有利于提高地区电网的电压水平、促进电网无功的合理分布和降低网损,为供电企业带来经济和社会效益。     

自动电压控制(AVC)系统控制策略的比较和研究

比较研究了国内省调AVC系统的控制策略、省地调间的协调控制策略及电压稳定和AVC的协调控制策略,分析了现有系统的特点和不足,提出了构建AVC系统时需技术的解决的一些关键方案,可供浙江电网AVC系统的建设借鉴。     

计及电压稳定的自适应协调低频减载策略

为了提高资源利用率,电网经常处在临界稳定的运行状态,大停电事故往往在系统重负荷运行时发生,多表现为多个电气量协同作用下的系统崩溃。提出一种计及电压稳定的自适应协调低频减载策略。根据功率缺额的动态计算值对扰动的严重程度进行分类,以期有针对性地采取不同的控制措施。若发生严重故障则需要进行两阶段的减载,先基于各负荷母线的频率调节效应来指导阶段1的选址定容,然后应用有功网损灵敏度来获取电压薄弱区域信息,计及时延后实施阶段2的减载;若发生一般故障则直接进行阶段2的减载过程。仿真对比验证了所提策略的有效性和优越性,该策略可以自适应不同严重程度的故障扰动,并能及时有效地保证系统频率稳定以及各母线处的电压稳定。     

特高压交直流混合电网协调电压控制策略及仿真研究

特高压交直流混合电网的电压运行特性对AVC系统的建设提出了新的需求。首先分析了AVC系统需应对的当交直流系统分别发生不同时间常数扰动后的四种工况,提出了增加直流换流站母线协调电压约束、自适应地调整AVC系统中母线电压限值、调节优化计算的时刻以及控制目标等手段的协调控制策略。基于AVC仿真平台和IEEE39节点标准算例系统的连续仿真,通过比较当交流和直流系统分别发生方式变更时,采用协调策略前后的系统响应,验证了协调策略可以减少无功补偿设备不合理的投切。提出的协调策略将在四川电网得以实际应用。     

Application of a dispersed autonomous voltage control system to a real high‐voltage distribution network

This paper focuses on the application results of the dispersed autonomous voltage control system, which the authors have proposed, to a real distribution network. This system is effective for regulating the supply voltage of an entire HV line within an optimum range. In the system configuration, an SCC is installed together with an SC and/or ShR on the line. Individual SCCs autonomously control the operation of SCs and/or ShRs based on the voltage measured where the SCs and/or ShRs are located on the line. A field test on a real high‐voltage distribution network found that the proposed system could sustain a high fault tolerance ability and also be cost‐effective in regulating line voltage. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 146(1): 27–36, 2004; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10252     

配网无功电压分散协调控制策略研究

为了保障电网运行的安全性和经济性,无功电压调节是配网控制的一个必要手段。分散协调控制将集中式调度主站控制与就地式子站控制相结合来对电压无功进行控制,主站控制与子站控制分别以简单的线性化的优化模型来描述,克服了就地控制的局限性和集中控制的复杂性等缺点,可以达到更好的无功电压控制效果。在实际网络中的计算表明了这种控制策略的实用性。     

考虑电压暂降指标的电压协调控制方法研究

针对电压暂降给敏感负荷带来严重损失的问题,提出一种改进的紧急电压控制方法。通过STATCOM动态无功补偿和紧急切负荷控制策略协调补偿故障电压,改善电压暂降发生概率。首先,基于蒙特卡洛方法搭建故障模型,并计算电压暂降发生概率。接着,构建年总支出费用函数,优化求解费用最小所对应的STATCOM最优容量。进一步地,针对不同故障给节点造成不同的电压暂降深度,引进紧急切负荷控制。综合运用STATCOM补偿和切负荷控制手段,优先进行STATCOM补偿,但当STATCOM补偿容量达到上限时,进行紧急切负荷控制,最大限度抑制并降低电压暂降发生概率。最后,以广东东莞片区为例进行分析,仿真验证所提出方案的正确性和有效性。     

基于SOC下垂控制的独立直流微电网协调控制策略研究

储能系统(ESS)作为独立直流微电网的关键组成部分,其主要由多组储能单元(ESUs)组成。针对多组ESUs荷电状态(SOC)均衡速度较慢,在SOC均衡过程中会产生母线电压偏差问题,提出一种改进SOC下垂控制策略。首先,该控制策略根据各储能单元(ESU)的充放电状态和SOC值寻找最优下垂曲线,合理分配负荷功率,减小母线电压偏差。然后通过确定主储能单元进行功率再分配,并在允许范围内动态调整下垂系数,使系统快速收敛到均衡状态,进一步减小该过程中产生的母线电压偏差。此外,考虑当ESS因满充等原因退出运行时,ESS稳压变为光伏系统稳压,光伏系统由变步长MPPT控制切换为带有前馈补偿的下垂控制,确保母线电压稳定和微电网安全运行。最后利用Matlab/Simulink搭建仿真模型,仿真结果表明所提控制策略可在保证SOC快速均衡的前提下,减小母线电压偏差,维持独立直流微电网的稳定运行。     

柔性中压直流铁路牵引供电系统分布式协调控制策略

柔性中压直流铁路牵引供电系统可缓解传统工频单相交流25 kV铁路牵引供电系统存在的电能质量问题并取消电分相。针对柔性中压直流铁路牵引供电系统中并联牵引变电所的协调控制问题,提出了一种分布式协调控制策略。该控制策略由两级控制组成,牵引变电所的一级控制通过下垂控制实现负载功率的一次分配。二级控制与相邻牵引变电所进行信息交互,利用有限时间一致性算法,实现各牵引变电所输出电压平均值二次调节。该控制策略在维持牵引网直流电压稳定的同时,实现负载功率的就近分配,减小了系统供电损耗。当某牵引变电所超负荷或故障退出时,可由距其最近的牵引变电所补充出力,避免供电中断事故,提升了牵引供电系统的供电可靠性。进一步地,建立详细的柔性中压直流铁路牵引供电系统仿真模型,模拟真实的机车运行工况,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

An algorithm based on the hypervolume indicator and its application to voltage coordinated control

Voltage coordinated control involves the coordinated control of multiple time scales and multi-objective space, which is one of the key technologies of the smart grid. This paper focuses on the physical nature of voltage coordinated control in multi-objective space and proposes a method of coordinated control based on the ε-hypervolume indicator to search for solutions in the multi-objective space partitioned by the ε-dominated domain. The method was compared with several mainstream multi-objective optimization methods on several grid models to verify its effectiveness.     

基于多智能体协调的电网自动电压控制系统研究及应用

针对如何对电力系统的电压调节设备进行实时自动协调控制,实现电网安全、优质和经济运行,利用多智能体系统(MAS)技术,建立电网电压调节设备的协调自动控制系统,并将此系统应用于安徽电网实际运行,取得良好的效果.     

以并网点电压和机端电压平稳性为目标的风电场无功电压协调控制

现有的风电场无功电压控制方法均没有同时以风电场并网点和各机端电压为控制目标,因而不能完备地解决机端电压因扰动而发生偏移越界的问题。提出一种适用于变速恒频风电机组风电场的多目标无功电压控制方法。该方法通过调节风电机组及风电场内快速无功补偿装置优化风电场并网点及场内机组端电压,降低机组因电压越限而导致的脱网事故。以实际双馈风电机组的大型风电场为例,在RT-Lab实时仿真平台上验证了所提控制方法的有效性。     

考虑风光新能源参与二次调频的多源最优协同控制

随着风光新能源接入电网的比例不断增加,大型风电场和光伏电站也开始参与区域电网二次调频。为此,搭建了考虑风光新能源参与二次调频的多源最优协同控制模型,以解决区域电网二次调频的实时总功率在不同类型调频电源上的动态分配问题。为解决这个复杂非线性优化问题,采用简单模式搜索算法进行求解,以快速获得不同功率扰动情况下的高质量功率分配方案,从而提高整个区域电网的动态响应调节性能。最后,利用扩展的IEEE标准两区域模型对所搭建模型进行验证,并通过对比传统工程分配方法及智能优化算法来测试应用算法的性能。     

基于预防-紧急协调控制的大电网连锁故障防御策略

电网结构和运行方式的复杂性日益增加,源发故障引发大停电事故的概率随之加大。基于过载主导型连锁故障的传播机理和时间特性分析,兼顾调度人员对连锁故障后果的可承受性,建立了基于预防-紧急协调控制的大电网连锁故障防御模型,引入协调因子将控制压力分解到连锁故障发生前/后,以预防控制优化系统的初始运行状态,在考虑发电机可调度潜力的基础上以紧急控制配合必要的切机/切负荷手段,实现对连锁故障蔓延的抑制。IEEE 39节点系统的算例分析结果表明,所提协调控制模型可以充分发挥预防控制和紧急控制的互补特性,兼顾连锁故障后果可承受度约束和经济性要求,对连锁故障进行全过程防御。     

考虑有功协调优化的配电网动态电压控制

配电网电压动态变化特征日益凸显,对配电网动态优化控制提出了新的要求。除此之外,配电网有功与无功的耦合特性也使得仅基于无功/电压的控制方法效果降低。因此,提出了一种考虑有功/无功快速协调优化的配电网动态电压控制方法,实现在秒级时间尺度内关键节点的电压恢复。首先建立配电网有功/无功控制设备动态模型,并基于模型预测控制理论建立了动态电压控制系统预测模型。设计了面向配电网电压协调控制的多目标自适应优化策略,基于配电网同步相量测量单元动态测量数据实现有功/无功控制设备出力的动态协调。仿真结果表明,该方法能够实现配电网电压波动的秒级抑制,并将目标节点电压快速无差地恢复至扰动前水平。