基于谱聚类的无功电压分区和主导节点选择

传统无功电压分区常采用基于潮流运算的聚类算法。该算法计算较复杂,且难以体现出电网拓扑结构。针对这些问题,提出一种基于复杂网络理论的谱聚类无功电压分区新算法。该算法首先基于电网的节点导纳矩阵构建无功电压分区模型,其次利用谱聚类对模型进行分析得到低维度聚类样本,再应用改进的K-means 聚类算法获取分区方案。为了确保分区方案的可行性,基于模块度、无功平衡与无功储备等三个指标建立了一个评价体系,并对分区方案进行校验。为了提高主导节点选择的准确度,引入了程度中心性评价指标。通过IEEE-39节点标准测试系统对算法进行仿真,仿真结果验证了算法的可行性与优越性。     

基于电气距离与层次聚类分析的配电网分区策略研究

配电网区域划分是开展无功电压控制的研究基础。本文提出了一种基于电压对无功灵敏度的聚类模型,采用映射函数求得各电气距离指标形成电气距离集,再依据层次聚类算法选取簇中心进而实现区域分区。论文最后通过IEEE 123节点系统验证了该方法的有效性。     

基于数据驱动的配电网光伏双层优化调控策略

高渗透分布式电源接入后,对配电网电压和网损的优化提出了更高的要求。而传统的集中式控制缺少大量的量测设备和通信设备,导致数据采集不完整,优化模型不精确,难以满足大规模光伏并网的运行要求。所以文章构建了一种双层优化模型来改善传统集中式控制的不足;在概率优化的电气距离矩阵的基础上,使用蚁群聚类进行有效分区和主导节点选择,以此分区将传统的配电网二级控制引入第1层模型,然后利用基于粒子群算法优化极限学习机(particle swarm optimization extreme learning machine,PSO-ELM)神经网络挖掘并拟合配电网参数数据之间的函数关系,对第1层控制模型进行反复迭代修正。最后,在IEEE-33节点上进行仿真计算,验证了该模型对于配电网电压和光伏出力调控的有效性。     

基于快速搜索与发现密度峰值聚类算法的含有分布式光伏的配电网电压分区协调控制

随着大量分布式光伏并入配电网,重要负荷节点电压越限的紧急情况更容易发生,这对当前潮流状态下电压控制的快速性提出了更高的要求。考虑电压集中控制方式控制过程复杂且传统的分区方法耗时较长等问题,首先以节点间的综合电压灵敏度为基础计算节点电气距离,根据电气距离构建节点相似度矩阵,并采用快速搜索与发现密度峰值聚类算法对配电网进行快速分区;然后考虑本地光伏独立调压能力的不足,提出了一种先无功后有功的电压分区协调控制策略;最后通过IEEE33配电网算例的仿真结果验证了该分区方法的快速性和电压分区协调控制策略的有效性。     

基于Normal矩阵谱平分法的快速电压控制分区

为提高电网中二级电压控制分区的速度,提出种基于复杂网络谱平分法的电压控制分区新算法。该算法采用节点导纳矩阵虚部作为电压控制分区简化拓扑模型的元素,并通过分析分区模型的Normal矩阵,直接获取分区聚类样本,在保证区域无功就地平衡的条件下,能够有效降低算法的时间复杂度。采用改进初始聚类中心的K-means聚类算法保证了分区时的稳定性,同时,模块度指标和无功储备校核的引入使优分区结果更客观、更可信。通过IEEE 39节点和IEEE 118节点标准测试系统对谱平分法分区的可行性和效率进行仿真计算和验证。分析表明,该方法能够快速有效地获取合理的电压控制分区方案,分区结果可为二级电压控制分区的工程实践提供参考。     

基于社团结构理论的电网无功分区及主导节点选择方法研究

传统无功分区和主导节点选取算法大多基于电网的无功电压灵敏度和聚类分析算法,往往存在分区内部无功不平衡和主导节点过于集中的问题。依据复杂网络理论中的社团结构划分算法原理,提出了基于连边相似权的电力系统网络建模,并引入电网无功平衡度来构造新的社团结构模块化指标以改进分区无功平衡性。利用复杂网络拓扑结构中节点度和节点介数等特征量改进了无功分区内主导节点选择指标和方法,提高主导节点选择的准确性。最后对IEEE-39节点网络进行无功分区和主导节点选择的算例分析,验证了所提指标和算法的有效性。     

一种区域耦合度指标及其在电压无功分区控制中的应用研究

针对现有电压无功控制分区方法中缺乏定量评判分区结果优劣的问题,提出了以节点电压无功耦合度为基础的区域耦合度指标以及用于选择区域主导节点的节点区域耦合度指标。同时通过对节点进行模糊聚类,建立了一套集分区、评价、控制于一体的电压无功VQ耦合度分区控制方法。将此方法应用于湖北电网,对分区控制结果进行验证可得：该分区方式中各区域具有较强独立性,区域无功源扰动只对本区域电压影响较大,对其他区域影响较小,所提出的耦合度指标意义明确、计算简单、实用性强。     

一种区域耦合度指标及其在电压无功分区控制中的应用研究

针对现有电压无功控制分区方法中缺乏定量评判分区结果优劣的问题,提出了以节点电压无功耦合度为基础的区域耦合度指标以及用于选择区域主导节点的节点区域耦合度指标.同时通过对节点进行模糊聚类,建立了一套集分区、评价、控制于一体的电压无功VQ耦合度分区控制方法.将此方法应用于湖北电网,对分区控制结果进行验证可得:该分区方式中各区域具有较强独立性,区域无功源扰动只对本区域电压影响较大,对其他区域影响较小,所提出的耦合度指标意义明确,计算简单、实用性强.     

基于映射分区的无功电压控制分区算法

在应用传统聚类算法对电网进行无功电压控制分区时,存在可伸缩性不强的缺点,且分区结果难以保证被控节点与对它控制最灵敏的无功源节点属于同一个分区.文中提出一种基于映射分区的无功电压控制分区算法,首先在电气距离的基础上通过凝聚的层次聚类算法得出最优分区数和无功源节点所在的分区号,然后通过映射分区算法确定被控节点的分区.该方法不依赖于状态估计结果,而仅基于网络的拓扑结构和参数.应用所述方法分别对IEEE 39节点、IEEE 118节点系统和福建电网进行了分析计算,分区结果表明该方法可以保证被控节点与对它控制最灵敏的无功源节点属于同一个分区,计算速度快,占用内存小.     

含分布式电源的配电网分区和主导节点选取方法研究

为了应对分布式电源及柔性负荷大规模接入给配电网电压控制带来的困难,提出一种基于改进的粒子群优化算法的配电网分区方法,通过分区使分布式电源主动参与到配电网的控制过程中。引入评价分区结果优劣的四个指标,综合考虑分区内无功/有功储备、区域内强耦合和区域间弱耦合,并结合无功/有功可控性和电压可观性,构建主导节点选取公式。该方法将分区转化为优化求解问题,使得分区结果能根据分布式电源运行参数和配电网结构的变化进行灵活调整。通过仿真证明了该分区科学合理,在该方法基础上的分布式电压控制能有效缓解柔性负荷大规模接入所带来的节点电压越限等问题,具有实际应用价值。     

配电网中基于网络分区的高比例分布式光伏集群电压控制

随着高比例分布式光伏的接入,配电网的过电压问题愈发严重,传统对所有光伏进行集中式电压控制的方法变得过于复杂,难以满足控制时间尺度的要求。文中提出了一种改进的模块度函数分区算法,结合无功/有功平衡度指标与区内节点耦合度指标,自动形成最佳分区,对含高比例分布式光伏的配电网进行无功与有功两个层面的光伏集群控制。在分区基础上,针对光伏逆变器有功与无功的控制能力,采用先无功后有功的电压控制策略,在子分区内部通过对关键光伏节点的控制来调节关键负荷节点的电压,有效地缩小对可控光伏的搜索范围,减少控制节点数目,加快控制响应时间,适合未来高比例分布式光伏接入配电网的电压控制。最后,以某一10kV实际馈线系统为例,验证所提方法的有效性。     

含分布式电源的配电网双层分区调压策略

针对高渗透的分布式电源(DG)在配电网络中造成逆功率潮流引起的电压越限问题,提出了一种基于改进Fast-Newman算法的配电网双层分区调压策略。改进的Fast-Newman算法引入了考虑DG接入位置以及无功/有功-电压灵敏度矩阵的改进模块度增量,可将分布式配电网进行更为细致合理的划分。双层分区调压策略首先通过改进的Fast-Newman算法分别针对无功补偿(RPC)与有功削减(APC)对配电网进行分区。而后在分区结果中进一步筛选节点组成优先调节节点集。最后为应对高渗透DG配电网的复杂潮流造成的非线性复杂解空间的问题,使用PSO算法分别计算优先调节节点集中各节点的RPC与APC最佳调度值,以优化DG注入点潮流,实现无功/有功调整的合理组合。所提方法在IEEE33节点以及改进的IEEE123节点上进行案例研究,通过与非分区电压调整模型对比,表明该策略通过调度少量节点的RPC与APC,即可达到全网电压调整的目的,且调整后的节点电压更为平稳。     

基于模式聚类的二级电压控制分域方法研究

为更好解决二级电压控制分域问题,研究一种基于可视化自组织特征映射网络聚类技术的分域方法.根据自组织特征映射网络的拓扑保持、信息融合和高维数据矢量量化的特性,建立系统电压分域可视拓扑映射模型,以拓扑映射图为基础进行二级电压控制分域.在此基础上,提出以熵作为测度搜索主导节点.该分域算法融合了节点电压、相角和灵敏度等信息,利于分区间的控制解耦.该方法可离线训练,在线计算.     

基于无模型自适应控制的配电网电压控制方案

新型电力系统下分布式新能源、分布式发电、电动汽车等新型元素大规模发展,配电网电压控制将面临控制对象特性异构、模型复杂、场景多变等挑战。在此背景下,文中提出一种基于无模型自适应控制的配电网电压控制方案。该方案在配电网电压控制分区及主导节点选取的基础上,利用主导节点电压、分布式电源以及储能装置出力等数据建立实时动态线性化数据滚动池,基于特征模型理论和数据驱动,将复杂系统电压控制特性通过控制器特征参数进行时变修正,在不损失系统模型信息的基础上降低了控制模型复杂程度。最后,通过改进的IEEE 33节点配电网系统算例进行仿真分析和对比,结果证明了所提控制方案的有效性。相较于传统的基于模型的控制方法,所提控制方案能够更快速地响应扰动带来的电压波动问题,应用前景良好。     

考虑无功裕度的电压自适应分区方法及主导节点的选择

针对当前二级电压分区未能较好实现动态无干预调节的现状,基于电压/无功灵敏度及模块度函数,该文提出一种随电网运行工况实时变化的自适应动态分区和主导节点选择方法。以每个无功源为分区中心,根据电压/无功灵敏度大小将负荷节点映射到对应的无功源;构建考虑无功裕度的改进模块度函数,以其为衡量指标进行区域合并自动形成最佳分区。引入其他区域节点对本区主导节点的抗干扰指标,结合主导节点在本区域的可观性和可控性指标,确定主导节点选择方案。从区域内无功源控制灵敏度、无功裕度及主导节点的可观性出发,对分区结果进行评估验证。最后,以IEEE39节点系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和优越性。     

应用于无功优化控制分区的两层搜索方法

电网分区可用于状态估计、分区控制和并行计算等领域.针对电力系统的无功优化控制分区,文章给出了一种两层搜索的方法,上层由遗传算法负责搜索各分区的第一个节点:下层根据节点间的电气距离和连通关系搜索其它节点,最终将电网划分为内部节点联系紧密的若干个子区域.由于遗传算法只搜索各分区的第一个节点,因此搜索空间大大缩小;下层搜索可自动保证子区域的连通性.分区时考虑各区域规模的平衡和无功控制设备的均衡分布.对多个IEEE系统的分区测试证明了该方法的有效性.     

基于随机森林算法的综合能源配电网电能质量评估方法与网架优化模型

文中针对综合能源配电网存在的电能质量问题考虑采用网架优化措施进行优化。对计及电压偏差、谐波电压、电压波动、三相不平衡度四个指标采用层次分析法建立综合能源配电网电能质量评估体系,其中基于模糊层次分析法确定评估体系各指标的主观权重,以综合能源配电网网架优化方案为控制变量,考虑到系统中多种能源形式的互补运行,以配电网电能质量评估指标最大化为目标函数,计及配电网网络拓扑约束,节点电压约束,网络辐射状约束等必要约束条件建立配电网网架重构优化模型。针对随机森林算法分析其运行原理,并基于随机森林算法对所建立的模型设计模型求解流程,进行仿真算法分析,说明所建立的模型能够改进配网电能质量,验证了模型的正确性和有效性。