计及UPFC的电力系统潮流控制及优化

建立采用附加节点的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)潮流计算模型,并通过潮流计算结果得到UPFC参数,为计及UPFC的潮流优化提供装置运行范围的约束条件。建立包含UPFC的潮流优化模型,将优化目标设定为各线路负载率的最大值最小,节点电压偏离期望值的程度最小,同时兼顾线路有功损耗的优化,并确定了各优化目标的协调方式。对上海一环网的算例结果表明,采用该优化模型,UPFC可有效消除输电瓶颈,优化电压水平,某些工况下也可降低有功损耗,同时验证各优化目标协调方式的合理性。     

可控移相器附加阻尼控制器设计研究

晶闸管控制的可控移相器具有功率快速可控的特点,可用于提升故障后系统的阻尼水平。目前,可控移相器的研究主要集中在调节电网潮流方面,而用于提升系统阻尼方面的应用研究较少。在研究可控移相器附加阻尼控制方法的基础上,在PSS/E机电暂态程序中搭建可控移相器的自定义模型,基于华东电网数据模型,设计了以母线频率和线路功率作为附加阻尼控制输入的传递函数,比较了不同输入量对附加阻尼控制的效果。通过案例仿真分析得出:将线路功率作为附加阻尼控制输入信号的控制效果更优。     

可控移相器主电路参数设计及稳态特性分析

华东电网长期存在因潮流不均引起电网输电阻塞情况,且部分线路重载而部分线路利用率不足,而新建输电走廊又面临诸多困难,严重制约电网整体输送能力.此外,区域电网还有提升电网暂态稳定性、抑制系统震荡的需求.为此,从理论方面分析可控移相器（TCPST）的工作原理以及变压器漏抗对移相角度的影响.针对选定的可控移相器主电路拓扑,提出并联变压器、串联变压器等主设备参数设计方法,并基于双机系统,开展TCPST的稳态特性仿真分析,验证所提参数设计方法的正确性.最后,对华东电网存在潮流优化需求的实际500 kV环网进行系统分析,选定可控移相器安装位置,并基于实时数字仿真（RTDS）平台,建立带有TCPST的4机环网仿真模型.仿真结果表明,TCPST可有效优化实际环网中的有功潮流分布,且可达到预期目标.     

分级调节移相器控制策略研究北大核心

以晶闸管控制分级调节的双芯对称型移相器为对象,在RTDS中建立了系统模型,开发了控制装置进行仿真研究,并提出了不同控制目标下的移相器控制策略。结果表明,晶闸管控制移相器能快速响应控制目标的变化,调节自身线路潮流达到优化系统潮流的目的。研究成果为可控移相器的国产化推广和工程实施打下了坚实的基础。     

考虑三相有功不平衡度的无功电压集中控制策略

我国低压配电网中的负荷过重且分配不均,近年来,大量光伏的接入更进一步加剧了三相不平衡和低电压问题。针对三相不平衡问题,换相开关能通过调整负荷的方式从根本上进行解决;而大量光伏逆变器也可作为有效的无功调节资源,但目前其无功电压调节潜力尚未被开发利用。因此,以换相开关和光伏逆变器为主要调控设备,文中提出了考虑三相有功不平衡度的无功电压集中控制策略,其中,所提换相开关的控制策略综合考虑了配变低压侧三相有功功率偏差度和换相开关动作次数,所搭建的光伏逆变器无功优化模型以线路损耗最小化为目标,经仿真验证,所提换相开关控制策略可有效降低三相不平衡度、提升电压,光伏逆变器的无功优化模型可进一步降低线路损耗、改善电压。     

超高压电网无功平衡实用计算

介绍了以直流潮流为基础,结合最优无功补偿理论的超高压电网无功平衡计划实用计算方法.该方法根据电网有功日负荷预测值,按照实际的电网拓扑结构和运行方式,首先计算线路和变压器等电网元件的等值电、路参数,生成导纳矩阵,通过直流潮流计算支路有功潮流和无功损耗,然后按照无功分点在线路中点的优化理论,快速优化各节点无功补偿量.算例表明,该实用算法可避免重复迭代和潮流不收敛问题.     

计及损耗的特高压输电线路中可控电抗器补偿度研究

高速响应可控并联电抗器装设于特高压交流输电线路,能够实现大范围快速平滑地调节容量和限制过电压等作用,从而提高输电电量和质量。为研究可控电抗器的补偿度以及其与线路特性的关系,建立计及损耗并精确考虑线路分布参数特性的特高压输电线路∏形等值电路,以均匀传输线方程为基础,采用电力系统潮流计算法得到适用于受端系统各种负载类型的可控电抗器补偿度公式。分析了可控电抗器的补偿度与线路传输功率、首末端电压、线路长度等之间的关系。分析结果表明：当特高压交流输电线路传输的有功功率一定且受端系统负载类型呈感性时,线路受端系统的功率因数越低,电抗器的补偿度越低;而受端系统负载类型呈容性时则与之相反。该研究为特高压可控并联电抗器控制系统的设计提供了理论基础,有利于进一步研究装设可控并联电抗器的特高压输电线路的特性。     

变压器线路组经济运行方式优化图的绘制实例

变压器线路组经济运行方式优化图的绘制,必须首先计算出供电线路额定负载的有功功率损耗,再结合变压器的有关参数,计算出变压器线路组额定负载的有功损耗.然后据此计算出反映两个变压器线路组间技术特性优劣的有功临界负载功率的值以及尽可能多的单组与两组变压器线路组分列运行的有功临界负载功率的值,再找出重要的交点.最后根据以上数据绘制出变压器线路组有功经济运行区间.     

可控移相器对电网短路电流特性影响及限流控制策略

可控移相器在有效改善电网潮流分布、提升线路关键断面输送能力的同时,也会对电网短路电流特性产生一定的影响。根据可控移相器拓扑结构和工作原理,构建其三序分量等效模型;计及可控移相器接入对电网参数的影响,分析含可控移相器系统的短路电流周期分量和非周期分量衰减时间常数的变化规律;结合三相桥式整流电路和限流电感,提出可控移相器短路控制策略,增强可控移相器在应对系统短路故障时的安全性。通过广东电网典型场景算例,分别验证了可控移相器接入对电网短路电流特性的影响规律,以及短路电流控制策略的有效性。结果表明：装设可控移相器能够抑制系统短路电流周期分量,但会使得短路电流非周期分量衰减时间常数有所提升;所提短路电流控制策略能够增强可控移相器在应对系统短路故障时的安全性。     

二阶锥松弛在配电网最优潮流计算中的应用

最优潮流计算是电网规划、优化运行的重要基础。首先建立了配电网全天有功损耗最小化的最优潮流计算模型;其次结合辐射型配电网潮流特点建立支路潮流约束,并考虑配电网中的可控单元,包括分布式电源和离散、连续无功补偿装置,建立其出力约束,该模型为非凸非线性模型;然后通过二阶锥松弛将该模型转化为包含整数变量的二阶锥规划模型,采用YALMIP建模工具包以及MOSEK商业求解器对所建模型进行求解;最后通过对IEEE 33节点设计算例,验证了所用方法的有效性。     

利用移相器进行电力系统网损优化控制

提出了一种利用移相器进行电力系统网损化优化控制的统一方法，该方法可以统一优化系统中不同种类的多个移相器的参数以求实现网损最小化的目的。在参数优化过程中，该方法计及了线路潮流的约束和移相器参数约束。算例分析表明，此方法具有通用性强，使用方便的特点，是一种研究移相器及其潮流控制的有效工具。     

基于蝴蝶优化的配电线路双层迭代降损方法研究

为解决10 kV长配电线路损耗大、电压质量差及降损设备年投资回报率低等问题,提出一种结合蝴蝶优化的配电线路双层迭代降损增效方法。首先,考虑线路负荷三相不平衡,应用电力系统仿真软件OpenDSS建立目标配电线路分相潮流仿真模型。其次,增加10 kV线路无功补偿装置容量与位置以及调压器分接头挡位与位置为控制变量,建立以考虑全寿命周期成本(life cycle cost, LCC)的年投资回报率最大为目标的外层规划模型,以年有功损耗及年平均电压偏移量最小的多目标为内层运行模型。然后,利用蝴蝶算法通过Python调用OpenDSS潮流计算模型仿真,得到潮流结果和理论线损并求解降损模型。最后,以某供电公司线路为算例进行验证,结果表明该方法能为线路降损提供实用的实施方案。     

有功,无功功率分摊与网损分摊的研究（三）拓扑潮流 …

根据文＾「１」「２」的网络损耗分摊理论以及线路充电无功分摊方法,在常规潮流解算的基础上,利用网络拓朴和比例共享原则,得出了线路有功潮流与有功负荷和有功损耗,或者有功发电和网络有功损耗之间的关系;线路无功潮流与负荷无功和网络无功损耗的关系,进而得出有功、无功联合输电设备的利用份额,联合网损分摊的数学模型。开发了简捷实用的复杂电力系统分析程序。本文分析方法回答电力市场参与者所关心的各种问题,能增加电力     

基于线路负载率特征的主网“源–网–荷”协调性评估

"源-网-荷"协调性评估有不同视角,从电网安全性角度,潮流分布是三者共同作用的结果,也是制约功率平衡能力的主要因素。前期研究表明,当有功路径的功角均衡时,主网静态安全性最好,但路径功角获取不易。实践经验表明,主网的线路有功负载率均衡性与路径功角均衡性一般正相关;当其较均衡时,主网静态安全性较高。故关键是针对时变潮流分布,如何评估可变时间窗内的线路负载率均衡性。研究发现,在构建主网线路的有功负载率时序矩阵并对其进行奇异值分解后,其主导阵蕴含了负载率总体动态均衡的关键信息,而次要阵则包含了不协调线路的负载率时序特征。故根据奇异值及左奇异向量,文章构建了有功负载率总体均衡性指标,并提出重载线路、不协调线路及时序特征差异的识别方法。针对IEEE39系统的3种运行方式,文章展示了分析过程,验证所提指标及方法的可行性,并与前期研究提出的主网安全性量化指标进行双向验证。该研究为基于大数据的"源-网-荷"协调性评估提供了实用方法,为大电网的运行与规划提供了关键信息。     

有功、无功功率分摊与网损分摊的研究(三)拓扑潮流分析

根据文[1][2]的网络损耗分摊理论以及线路充电无功分摊方法,在常规潮流解算的基础上,利用网络拓朴和比例共享原则,得出了线路有功潮流与有功负荷和有功损耗,或者有功发电和网络有功损耗之间的关系;线路无功潮流与负荷无功和网络无功损耗的关系;进而得出有功、无功联合输电设备的利用份额,联合网损分摊的数学模型.开发了简捷实用的复杂电力系统分析程序.本文分析方法能够回答电力市场参与者所关心的各种问题,能增加电力市场的透明度.     

双电源故障无缝自愈配电环网潮流优化控制方法

在分析双电源故障无缝自愈配电环网供电系统的基础上,考虑网络有功损耗与节点电压偏差,提出了一种基于统一潮流控制器(UPFC)的配电环网潮流综合优化控制方法。分析了配电环网潮流最优分布规律,得出了网络有功损耗、负荷节点电压偏移与UPFC产生的串联补偿电压之间的内在关系。分别构建了网络有功损耗隶属函数与节点电压偏移隶属函数,用以表征各自偏移最优目标的程度;根据关注程度确定二者的权值进而得到了综合优化目标函数,最后通过全局最优化方法实现对串联补偿电压求解。建模仿真结果表明,该环网潮流综合优化控制方法能够均衡两侧出力,有效控制所有节点电压偏差与网络损耗,为故障无缝自愈技术的实现奠定基础。     

电力系统电压无功的序列二次规划算法

以网络有功损耗最小为目标函数,考虑潮流无功平衡方程的等式约束和一系列电压和控制变量的不等式约束,使用SQP序列二次规划法计算电压无功优化潮流。在形成目标函数和约束方程式时,没有将电压相角当做常数,而是认为支路有功潮流在优化过程中保持不变。对Ward     

基于半正定规划的交直流主动配电网三相有功无功联合优化

交直流主动配电网作为未来配电网的主要发展形态,实现其有功无功资源的协同优化控制具有重要的研究意义。然而配电网负荷单相接入和分布式发电三相功率不一致,将导致配电网三相不平衡现象越发严重。为了应对交直流主动配电网的三相不平衡问题,提出考虑相间耦合与三相不平衡度限制的三相有功无功联合优化方法。首先,建立考虑相间耦合的原始三相潮流模型并对其进行升维映射;其次,采用半正定松弛方法,推导了交直流主动配电网各子系统的完整三相潮流模型以及序分量形式下的三相电压不平衡度约束;再次,提出以总运行成本最小化为目标函数的交直流主动配电网三相有功无功联合优化模型;最后,采用改进IEEE 33节点、69节点、141节点和1056节点交直流配电网算例分析,验证了该文所提方法的有效性。     

浅谈配电变压器三相负荷平衡问题

1配电变压器三相负荷不平衡的危害 1．1线损增加 配电变压器的负载损耗随变压器的负载电流变化而变化,并与负载电流的平方成正比,在变压器输送相同容量的情况下,三相负荷不平衡,其有功损耗增大。另外,导线上也将产生功率损耗。不平衡度越大,线路损耗就越大。     

基于交替方向乘子法的主动配电网日前两阶段分布式优化调度策略

随着主动配电网中可控设备的大量接入,亟需提出新的优化调度策略以适应主动配电网日益复杂的调度运行。针对此问题,综合考虑主动配电网的运营成本和网络损耗,提出了一种日前两阶段分布式优化调度策略。第一阶段为有功优化阶段,考虑可控资源的有功调节作用,以配电网运营成本最小为目标进行经济优化调度;第二阶段为无功优化阶段,在第一阶段调度基础上,以系统网损最小为目标,考虑可控资源的无功调节作用,建立无功优化模型。为减轻系统通信负担,采用交替方向乘子法分别将有功和无功优化的集中式数学模型分解成多个子模型,通过相邻区域间期望信息的交互实现模型的分布式求解。仿真结果表明该策略可有效减小配电网的运营成本和网络损耗。