一种智能配电网安全运行控制方法

分布式电源(DGs)高渗透率接入,将改变配电网结构及潮流分布,需要对传统电压与负载率的控制方法进行改进。本文通过分析分布式电源接入后对配电网电压及负载率的影响,提出了一种基于灵敏度分析的多阶段决策的节点电压与线路负载率实时控制方法,有机融合了调节分布式电源出力、调节无功补偿装置、网络重构以及切负荷等控制手段,各阶段根据指标函数值判断是否执行。以改进IEEE 33节点系统作为算例,仿真一天内负荷及分布式电源出力的变化,对于节点电压与线路负载率越过限值时刻给出相应的控制措施,结果验证了本文方法的正确性。     

考虑分布式电源的配电网电压控制新方法

针对含分布式电源的配电网电压越限问题,提出了一种基于灵敏度分析进行综合调节分布式电源出力和投切电容器组的电压控制新方法。当配电网出现节点电压越限,通过计算各个节点的注入无功功率对电压的灵敏度,以系统节点电压偏移最小为目标函数,采用和声算法,综合确定调节分布式电源出力大小和投切电容器组大小,并对分布式电源是否参与电压控制的控制效果和是否按电压灵敏度调节电压的控制效果进行了比较。文中推导出了直角坐标下的灵敏度矩阵,采用IEEE-33母线系统进行验证,表明了该方法的正确性和有效性。     

基于最优分割法的含DG配电网动态无功优化

为解决有载调压变压器分接头(on-load tap changer,OLTC)、电容器组和分布式电源(distributed generation,DG)的协调优化问题,提出一种配电网动态无功优化方法。该方法采用最优分割法分别对OLTC和电容器组的静态最优投切序列进行有序聚类,在满足最大动作次数约束的前提下实现控制设备在时间上的解耦。分析了常见DG无功出力极限的影响因素,考虑OLTC、电容器组和DG在电压无功调节中的控制能力,提出三者的协调优化方法。由于OLTC的档位调节直接影响整个线路的电压无功分布,首先根据各时刻的静态优化结果和最优分割法确定OLTC的动作时刻及档位;然后,采用最优分割法确定电容器组的动作时刻,并将电容器组的投切容量和DG无功出力联合优化,得到最终的控制方案。最后,通过某实际电网算例验证了所提方法的合理性和有效性。     

含分布式发电的有源配电网电压稳态指标计算研究

针对分布式电源接入配电网带来的电压静态稳定性问题,主要研究含分布式发电的有源配电网电压稳定性。首先提出了根据潮流解来计算整个配电网的电压稳定性指标方法以反映系统各节点的电压稳定性,然后考虑分布式发电作为一个负的负荷直接注入,分别建立了不同类型分布式电源在配电网潮流计算的模型。最后,以分布式电源中典型风电为例,对IEEE-33节点有源配电网进行仿真,分析了不同风机出力、风机接入及有功出力波动对有源配电网系统电压稳定的影响,仿真实验表明分布式电源的接入可以有效提高系统的电压稳定性。     

计及负荷特性的配电网多时间尺度电压控制及协调修正

针对第三方光伏电源大量并入配电网的市场背景,提出了一种计及负荷特性及光伏无功成本的配电网电压协调控制方法。该方法分为日前优化和实时优化两个阶段。日前优化以网损及有载调压变压器和并联电容器组动作成本最优为目标,优化产生未来24h有载调压变压器分接头和并联电容器组动作方案;日内优化中建立了光伏电源无功输出成本模型,以网损和光伏无功成本最优为目标,通过优化光伏无功输出消除预测误差产生的影响,并增加了对日前优化的校正环节。同时,为了能在工业负荷和商业负荷占比较高的地区达到更好的优化效果,在无功优化中考虑了负荷静态电压特性,建立了考虑负荷特性的潮流计算模型,改善了优化效果。通过实例仿真表明,所提出的协调控制方法能够很好地消除预测误差对实时运行的影响,平抑电压波动,减少控制成本。     

极坐标系下主动配电网三相线性潮流计算方法

线性潮流计算方法可以提高主动配电网集中优化控制的鲁棒性和快速性。随着分布式电源在主动配电网中的广泛接入,配电网中的电压控制节点逐步增多,以保持正常的电压水平。现有直角坐标系下三相线性潮流无法处理本地压控节点,现有极坐标下的线性潮流模型未能详尽考虑分布式电源控制特性、网损分摊特性与配电网三相特点。因此提出三相极坐标系下的线性潮流计算方法来解决这个问题。所提方法考虑了Y或Delta型连接ZIP负荷、单相或三相分布式电源(Distributed Generators, DGs)等类型。同时考虑了DGs的详细控制模型和分布式松弛母线模型。最后通过三相不平衡的IEEE 13,34,37和123节点系统验证所提方法的精度和对各种节点类型的适应性。     

用现代无功补偿装置抑制配电网的电压波动

电压波动会降低产品质量,同时引起照明闪烁,影响人的身体健康和降低劳动效率.由于长期以来对电压波动和闪变关注不够,致使这个电能质量指标不断恶化.抑制电压波动必须依靠现代化的无功补偿装置.文中分析了静止无功补偿器(SVC)和新型无功发生器(STATCOM)的工作特性.参照实际110 kV变电站及相关电网的参数,建立了分析电压波动的仿真计算模型.通过仿真计算,比较了在负荷电流周期性波动情况下,采用电容器或采用SVC进行无功补偿时变电站10 kV母线的电压波动情况.仿真计算表明:电容器会扩大电压波动的幅度,SVC能很好地抑制电压波动, 减小SVC的调差系数可以显著提高抑制电压波动的效果.     

含分布式发电的配电网有功-无功综合优化

为克服配电网中风力发电机和光伏电池出力随机波动、负荷变化带来的电压变动,研究了多种分布式电源接入配网后的电压控制问题。以分布式电源出力随机波动和负荷变化时每个时段的电压偏差和网损最小,以及尽量减少大电网向配电网输送有功为目标函数建立电压控制模型,采用粒子群优化算法对微型燃气轮机和燃料电池等出力稳定的分布式电源进行有功和无功综合优化,在保证电压质量的情况下减少对环境的污染。通过对IEEE33节点系统和一个实际算例系统分别进行仿真计算,结果表明该控制方案能在有效提高配电网电压水平的基础上提高环境效益。     

含分布式发电的配电网有功—无功综合优化

为克服配电网中风力发电机和光伏电池出力随机波动、负荷变化带来的电压变动,研究了多种分布式电源接入配网后的电压控制问题。以分布式电源出力随机波动和负荷变化时每个时段的电压偏差和网损最小,以及尽量减少大电网向配电网输送有功为目标函数建立电压控制模型,采用粒子群优化算法对微型燃气轮机和燃料电池等出力稳定的分布式电源进行有功和无功综合优化,在保证电压质量的情况下减少对环境的污染。通过对IEEE33节点系统和一个实际算例系统分别进行仿真计算,结果表明该控制方案能在有效提高配电网电压水平的基础上提高环境效益。     

计及光伏出力不确定性的配电网混合时间尺度无功/电压控制策略

针对大量光伏接入配电网造成的诸如网损增加、电压波动和越限等调压方面的问题,该文提出一种日前无功/电压优化控制与实时自治控制相结合的混合时间尺度无功/电压控制方法。在日前时间尺度上,构建了以期望网损、电压偏移以及电压越限风险为目标,综合考虑变压器有载分接头和电容器组动作,以及光伏逆变器无功发生能力约束的不确定优化模型,为高效求解无功动态优化这一高维度的混合整数非线性规划问题,提出一种基于概率潮流的松弛-聚类-校正动态无功优化解耦求解方法;在实时时间尺度上,以日前优化控制结果为运行基准点,推导出逆变器无功出力调节增量与光伏实时出力预测误差之间的近似关系,融合日前时间尺度的电压灵敏度信息构建了仅依赖本地实时信息的实时自治控制策略。通过改进的IEEE 33系统进行仿真分析,验证了所提无功/电压控制策略的有效性。     

考虑多种无功补偿装置协同优化的电压控制方法

为了应对电力系统扰动带来的稳态及暂态电压波动问题,以静止无功补偿器（static var compensator,SVC）、电容器组（capacitor bank,CB）、有载调压变压器（on load tap changing,OLTC）和同步调相机（synchronouscompensator,SC）为综合性无功补偿装置,提出了一种考虑多种无功补偿装置协同优化的电压控制方法。建立多目标电压控制模型,引入多目标权重系数计算方法,并基于水循环算法（water cycle algorithm,WCA）进行模型求解。通过仿真算例验证了所提方法的有效性。     

基于磁阀式可控电抗器的变电站电压无功控制策略的研究

针对变电站存在的无功倒送和电容器组只能进行分级无功补偿的缺点,分析了基于自励磁磁阀式可控电抗器的动态无功补偿方案,利用MATLAB进行仿真,以实时计算为基础,实现电抗器的连续平滑调节,再配合固定电容器组具有抑制电压波动,稳定功率因数,快速补偿无功的特点,满足变电站无功电压综合控制的需要。     

静止无功补偿器在高压直流系统中的应用

在高压直流系统的逆变站中，可以有效地应用静止无功补偿器（ＳＶＣ）进行无功补偿。本应用节点分析的方法，对ＳＶＣ的稳态特性进行了研究，得到了稳态时的补偿容量及各节点电压的稳态值。在动态特性方面，着重分析研究了在逆变站交流母线电压波动和三种典型故障情况下，ＳＶＣ的补偿容量及相应参数，并就抑制电压振荡，提高交流系统暂态电压稳定性问题，与采用并联电容器组的无功补偿方式进行了比较，其结果显示出本方案的优越性     

并网型风电场电压稳定研究

为解决风电场并网运行存在的电压稳定问题,通过对风电机组无功电压特性的研究,提出了无功补偿电容器容量的不同计算方法和投切方式。结合风电无功需求的特点,确定并分析了带有FC的TCR型无功补偿器(SVC)的原理及特性。对某实际风电场应用SVC无功补偿优化结果的分析表明:它可提供动态的电压支撑,能够稳定风电场节点电压,降低风电功率波动对电网电压的影响,很好地改善系统的运行性能。     

计及光伏多状态调节能力的配电网多时间尺度电压优化

随着分布式电源的渗透率逐渐增大,其本身所具有的波动性和不确定性给配电网的电能质量及其稳定性带来了巨大挑战.考虑配电网在现有慢动作调节设备难以满足无功电压调节需求的情况下,将改善因光伏随机波动性所引发的电压偏差和波动作为优化目标,提出了一种考虑分布式光伏多运行状态调节能力与传统无功调节设备相协调的配电网多时间尺度无功电压...     

特高压交流变电站用磁控式动态无功补偿技术方案

1 000 kV交流特高压变电站110 kV侧并联无功补偿电容器组具有电压等级高、容量大等特点。通过对1 000 kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程110 kV无功补偿装置的电容器和电抗器投切控制进行仿真分析,特高压输电系统因无功补偿装置频繁投切时产生的合闸涌流和系统电压波动不容忽视。讨论了110 kV磁控式动态补偿的设计方案,通过对设计方案进行仿真分析,结果表明采用磁控式动态无功补偿技术可以避免并联电容器组频繁投切,有效地稳定系统的电压波动。     

基于前馈控制的SVC中减小电压波动的方法

介绍了一种用于静止型动态无功补偿装置SVC中,尤其是能实现对直流换流站无功补偿电容器或滤波器投切时可减小电压波动的方法.通过SVC接收到系统投切无功补偿电容器或滤波器小组(简称无功小组)的命令时增大TCR触发角参考值或减少TCR触发角参考值,减小SVC对无功功率的消耗量,即增加SVC的容性无功输出.即在投切无功小组的瞬...     

考虑CVR的主动配电网优化运行方法

随着碳中和目标的明确,通过技术手段降低社会用能成本对能源低碳转型有着重要意义。基于此提出一种主动配电网降压节能（conservation voltage reduction, CVR）运行方法。采用负荷指数模型,通过有载调压变压器（on-load tap changer,OLTC）调节实现降压节能运行,配以网络重构、分布式电源（distributed generations,DGs）调节等主动管理策略保证降压节能运行的同时满足供电电能质量要求,实现一段时间内配电系统总能耗最小。通过IEEE 33节点配电网算例分析,验证了所提方法的有效性和合理性。     

电网电压稳定与无功功率补偿的研究

从电压稳定的基本概念和现有的研究成果出发,分析了电压稳定的机理和无功功率补偿的方法,明确现今电网无功问题的三个特点,说明系统的无功功率平衡与电压稳定和电压崩溃是密不可分的,并就无功补偿的不同方式,对防止电压崩溃的发生提出了相应的对策。分析了静止无功补偿器（SVC）与静止无功发生器（SVG）的工作特性与基本原理,对SVC与SVG进行了比较与述评,得出了应用SVG可以更好地控制无功功率的分布,提高电网的电压稳定水平,有效地避免电压崩溃的结论。     

预防10kV系统电压无功控制装置故障策略研究

对变电站10 kV系统电压无功控制装置运行的特点、出现的故障类型,以及避免故障的防范措施进行了深入研究。针对补偿电容器投入时的涌流与谐振、运行中的爆炸、切除后的剩余电压等问题,分别采用了按电容器组接线的电压平衡保护、串联电抗器、并联平衡放电线圈等技术;为满足电压的实时控制与无功跟踪补偿,采用了变电站运行方式的自识别、专用开关的分散控制技术。变电站电压的综合控制与无功补偿、系统的谐振过电压与电容器的剩余电压、保护的可靠性与灵敏度、电容器的分组与循环投切等难题得到彻底解决。避免故障的防范措施与电压无功控制的效果,在20余座变电站3年的运行中得到验证。