三相不平衡运行对电网的影响及无功补偿方法研究

在低压配电网中由于存在的大量电感性负荷及三相负荷用电的不同时性,尤其是单相大容量负荷的使用,造成配电网处在不平衡状态下运行,这将给配电网带来很大危害,如造成电网功率因数低、增加配电网线路和设备的损耗,影响电网电能质量等。因此,研究三相不平衡电网运行的补偿理论和算法,实现配电网三相负荷平衡化。降低线路损耗和提高电能质量,都具有相当重要的经济意义和社会效益。     

基于前推回代法的弱环配电网三相潮流计算

针对配电网特有的网络结构,提出了一种基于前推回代法的配电网三相潮流算法。该算法采用广度优先搜索算法对节点进行编号;同时考虑到配电网的三相参数不对称和三相负荷不平衡问题比较突出,直接采用相分量法进行计算;而对于配电网的弱环问题,则采用开环点注入补偿电流的方法进行了有效处理。通过对IEEE 33节点配电系统进行验算,证明了该算法的有效性。     

配电网三相负荷平衡与经济运行分析

配电网三相负荷不平衡的情况在配电线路运行中经常出现,阐述了三相负荷不平衡度大不仅增加线路相线和中线的功率损耗,也对配电变压器的安全运行带来一定的影响.因此,必须定期对配电网进行三相负荷的测定和调整工作,使配电网的三相电流基本保持平衡运行状态,达到安全运行和节能降耗的效果.     

基于连续潮流的配电网供电能力评估

随着非全相运行的分布式电源大量接入配电网,配电网固有的三相不平衡特征更加突出,传统配电网供电能力评估因忽略配电网三相不平衡特征导致结果不准确。为了准确分析三相不平衡特征对配电网最大供电能力评估的影响,建立了以配电网供电负荷参数最大为目标函数,考虑了支路热约束和节点电压等状态变量和分布式电源的有功和无功功率等控制变量的含分布式电源三相不平衡配电网供电能力评估模型。选择电压跌落情况最严重的相作为连续参数,确保预测-校正过程的的连续潮流法求解的结果更加精确。最后,采用拓展的IEEE33节点配电系统进行仿真验证,表明文中所提的模型和求解方法是有效的。     

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。     

线路负荷自平衡调整装置在低压配网中的应用

针对配网低压线路三相负载不平衡引起的台区不平衡度高、节点电压低、线损率高等电能质量问题,分析了引起台区三相不平衡的主要原因,研究了目前主要采用的解决方案,并研发了一种基于智能换相开关的线路负荷自平衡调整装置。每个自平衡调整装置为一个独立的中央控制器,采用基于电压阈值的节点电压控制的换相策略,就地调整负荷接入的相序,以平衡安装点的三相电压。工程应用结果表明,该装置可平衡三相电压、降低线路损耗和三相不平衡度,适于在农网地区推广应用。     

含分布式电源的配电网三相解耦潮流计算方法

提出一种含分布式电源(DG)的配电网三相解耦潮流计算方法。首先基于序分量法建立配电网三相负荷模型、网络序参数模型和多类型DG接入模型,结合配电网结构、不对称线路三序解耦-补偿模型和道路-回路分析法,在配电序网中提出一种有效的三相不平衡配电网改进潮流计算方法;然后将不同DG并网接口划分为PQ、PQ(V)、PV和PI节点类型,建立适用于三相不平衡配电网潮流算法的PQ、PQ(V)、PV和PI节点类型DG模型,并对其迭代计算模型进行了详细的公式推导。算例分析验证了所提算法的有效性和通用性,所提算法具有良好的收敛性及较强的处理DG节点及其出现无功越界的能力。     

三相不平衡对配电变压器效率影响数学建模与分析

为提高配电变压器效率,找到与低压配电网相匹配的三相负荷不平衡度算法,以及探究三相不平衡对配电变压器效率影响关系,选用常用的配电变压器进行分析。采用数理推导、试验建模、案例与仿真分析的方法进行推究分析,通过建立低压配电系统三相不平衡对铁损、铜损、线损影响的模型进而推导出三相不平衡对配电变压器效率的影响关系。提出了可以有效反映三相不平衡对低压配电网影响关系的三相幅值不平衡度算法、三相功率因数不平衡度算法以及三相负荷不平衡度算法,得到三相负荷不平衡对总损耗、附加损耗以及对配电变压器效率影响的关系曲线,为三相不平衡的治理和节能降损提供了参考依据。     

低压配电网三相不平衡治理技术综述

基于三相不平衡对配电网经济运行和安全稳定运行的危害,阐述了自动换相、无源补偿和有源补偿三种主流治理技术的原理、实现方式及优缺点,为找到一种经济、可行、有效的三相不平衡治理方案提供参考,减少三相不平衡对配电网的危害,降低配电网线路损耗。     

多能耦合三相不平衡主动配电网与输电网交互随机模糊潮流方法

随着能源互联网建设推进,含能量枢纽和高比例风电主动配电网与输电网交互更加紧密,输配全局潮流计算面临新挑战。该文基于体系(system of systems,SoS)概念,定义输电网和其接入的多个主动配电网为既独立又交互的体系系统,考虑含随机模糊性风电能量枢纽与配电网有功功率双向交互,获取主动配电网与输电网交互状态;进一步考虑输电网规模化风电接入和配网负荷三相不平衡,建立含风电和能量枢纽等的多能耦合三相不平衡主动配电网与输电网交互全局随机模糊潮流So S模型;提出结合随机模糊模拟、输配交互状态、前推回代和牛顿拉夫逊法的模型并行求解算法。改进的IEEE39节点输电网和IEEE33节点配电网算例仿真结果表明文中方法正确有效。     

基于换相开关的配电变压器三相不平衡治理研究

针对配电变压器三相不平衡现象,提出了一种基于换相开关的三相不平衡治理方案。为配电变压器低压台区设计了实时负荷调整策略,重点研究了优化算法的目标函数,使换相开关以较少的换相次数降低三相不平衡度、线路损耗及变压器损耗。改进粒子群算法的惯性权重、粒子速度和位置更新公式,并完成换相模型求解,得到最优换相方案。用MATLAB仿真验证了改进粒子群算法的优越性及优化后换相方案对降低配电变压器三相不平衡度的有效性。     

基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制

大规模户用光伏不平衡接入低压配电网会造成严重的电压越限、网损和三相不平衡。针对当前户用光伏消纳控制技术对三相四线制低压配电网不适用的问题,提出了一种基于三相四线制最优潮流的低压配电网光伏-储能协同控制方法。考虑电压、电流的幅值和相角,采用三相四线制节点导纳矩阵建立了低压配电网的网络拓扑结构;综合考虑网损和三相不平衡度最小,建立了储能元件有功功率和光伏逆变器无功功率的三相四线制线路多时段协同控制模型;通过复数变量拆分和模型凸化以降低三相四线制模型的求解难度,采用CPLEX算法包求出模型全局最优解。仿真结果表明,所提出的基于最优潮流的控制方法在大规模光伏和负荷不对称接入条件下能够有效抑制电压越限,同时达到降低网损、改善电网三相不平衡的目的。     

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。     

计及复合电能质量的配电网附加损耗量化计算与建模仿真

准确量化计算电能质量问题与低压配电网附加损耗间的关系对分析损耗构成、提高损耗计算精度、制定合理降损措施具有指导意义。在理论分析三相不平衡、电压偏差同时存在时和谐波单独存在时低压配电网配电变压器与线路附加损耗的基础上,采用谐波三相不平衡度表征指标得到复合电能质量下低压配电网的附加损耗计算模型,在Matlab/Simuli...     

配变三相不平衡整治策略分析

三相不平衡问题普遍存在于配电网中,直接增加配网线路损耗,降低经济运行水平。本文以实现三相负荷最优调整为目标,充分利用了配网用电采集系统的数据资源,建立了三相不平衡实用化分析模型,深度分析配变低压侧三相电流特征。综合得出三相不平衡调整的最优方案,确定三相电流最佳调节系数,最大限度减少三相不平衡引起的额外损耗。本方法克服了以往经验法进行三相不平衡调节效果不可控的缺点,解决了基层运维人员在进行三相负荷调整时无据可依问题,可实现计算机大规模自动分析,台区实例分析表明本方法具有较强的实用性。     

不平衡主动配电网电压无功两阶段多目标鲁棒优化

高间歇性分布式电源大量接入、线路排布不对称、负荷分布不均匀等因素加剧了配电网的三相不平衡。同时,分布式电源和负荷的显著不确定性导致配电系统电压越限频繁以及网络能量损耗增加。引入电压不平衡度二阶锥约束,以降低主动配电网的三相不平衡程度;采用鲁棒优化方法对分布式电源与负荷的不确定性进行建模;在此基础上,提出一种不平衡主动配电网的两阶段多目标电压无功控制模型,以最小化系统电压偏差和网络能量损耗;结合二阶锥松弛与线性化技术将非凸模型转化为可求解形式,利用法线边界相交算法处理多目标问题,并采用列与约束生成算法将可求解模型分为主问题与子问题进行迭代求解,从而得到鲁棒帕累托最优解。基于澳大利亚某真实配电网验证所提方法的有效性和鲁棒性。     

基于改进NSGA-3和不平衡潮流的配电网相序优化

低压配电网存在大量单相负荷,三相负荷不平衡会造成台区线路损耗增加,危害电网运行安全。提出一种基于历史数据的用户相序优化方法。使用台区用户的历史电压、电流数据构建台区不平衡潮流模型。针对台区一天内的运行状况建立用户节点电压平均不平衡度最小、台区线路损耗最小和换相次数最小的目标函数。提出含有正态分布交叉算子(normal distribution crossover,?NDX)的改进非支配遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-3, NSGA-3),对用户节点的相序进行优化,以获得较好的种群分布并减少优化时间。然后从解集中选择最符合条件的一组解作为换相策略。最后以安徽省某配电台区实际用户数据为例,验证了所提方法可以有效地降低三相电压不平衡度,减小线路损耗。     

基于二阶锥松弛的三相不平衡配电网最优潮流研究

电动汽车与光伏发电系统大规模接入配电网使其内部的单相电源增加,负荷加重,加剧了单相运行问题。为保证电网供电质量,大量可调节单、三相补偿调节设备在电网中得到应用,因此对三相不平衡配电网最优潮流展开研究。对配电网三相不平衡条件下的最优潮流进行求解分析,建立了以有功损耗最小为优化目标的多时段配电网最优潮流模型。通过二阶锥规划将非凸非线性最优潮流模型变换为线性模型,在不损失精确度的情况下,降低求解难度,提高了求解效率。采用Pyomo建模工具以及Gurobi算法包对所建模型求解,并分析了潮流误差,验证了该方法的可行性与有效性。     

基于改进前推回代法的弱环配电网三相潮流计算

基于配电系统特有的网络结构,对配网潮流计算的前推回代法作了改进,提出了一种适合弱环配电网的三相潮流算法。该算法采用了一种独特新颖的分层方法,将网络节点从末稍节点依次向上层搜索至根节点,形成了一个链式层次的分层节点数组,省去计算过程中对节点和支路的复杂编号;同时考虑到配电网的三相参数不对称和三相负荷不平衡问题比较突出,直接采用相域模型进行计算;而对于环网问题,则运用功率补偿的方法进行了有效处理。通过对IEEE33节点系统的验算,证明了该算法的有效性。     

基于改进前推回代法的弱环配电网三相潮流计算

基于配电系统特有的网络结构,对配网潮流计算的前推回代法作了改进,提出了一种适合弱环配电网的三相潮流算法.该算法采用了一种独特新颖的分层方法,将网络节点从末稍节点依次向上层搜索至根节点,形成了一个链式层次的分层节点数组,省去计算过程中对节点和支路的复杂编号;同时考虑到配电网的三相参数不对称和三相负荷不平衡问题比较突出,直接采用相域模型进行计算;而对于环网问题,则运用功率补偿的方法进行了有效处理.通过对IEEE33节点系统的验算,证明了该算法的有效性.