多场景下含风电机组的配电网无功优化的研究

研究了多场景下含风电机组的配电网无功优化问题。利用概率统计的思想解决了风电机组有功输出的不确定性问题,根据转子侧最大电流限制条件确立了风电机组无功输出范围。结合传统的电容器无功补偿方法,将风电机组作为连续可调无功源参与到配电网的无功优化。建立了以系统网损最小和节点电压越限惩罚为目标的无功优化模型。算例表明不同场景下的风电机组参与配电网无功优化可有效地降低系统的网损,提高各节点电压,同时,增强配电系统受风速影响的适应性。     

基于最优场景生成算法的主动配电网无功优化

针对间歇性分布式电源输出功率的不确定性和随机性,提出采用Wasserstein距离指标和K-means聚类场景削减技术生成最优场景,将随机优化问题转换为确定性优化问题。建立了风—光—荷多场景树模型,并以有功网损最小、电压偏差最小作为目标函数,考虑储能荷电状态约束影响,建立含间歇性分布式电源的主动配电网无功优化数学模型,并采用人工蜂群算法对模型进行求解。仿真分析得出基于Wasserstein距离指标和K-means聚类场景削减技术生成的最优场景能较精确地体现分布式电源有功出力的随机特性。最后,以IEEE-33节点配电系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和可行性。     

双时间尺度下主动配电网多目标无功电压优化

考虑新能源出力的波动性和不同无功设备的调节速度,提出了双时间尺度(小时级和15 min级)协调的主动配电网多目标无功电压优化方法。在第一阶段(小时级)无功电压优化中,建立了最小化日前网损和传统无功调节设备动作次数的多目标优化模型,并采用三步优化方法求解该多目标混合整数非线性规划问题。在第二阶段(15 min级)无功电压优化中,考虑新能源出力波动可能危害系统实际安全运行,建立了新能源机组出力代表性场景下的、最小化系统主导节点电压偏差的优化模型,确保系统实时电压水平。通过IEEE 33算例分析,验证了提出的双时间尺度下主动配电网多目标无功电压优化模型和求解方法的有效性。     

基于场景时域概率的主动配电网全协调无功优化

针对主动配电网中风光荷储具有随机性和间歇性,无功全协调优化困难的问题,提出一种基于时域概率的场景分析法,采用CURE聚类法削减全场景数量,然后依次计算全场景的时域概率;提出一种计及源网荷储全协调互动的无功优化策略,通过求解网购电量最小为主要目标的有功优化模型得到集中式储能和可中断负荷的有功功率,以此建立主动配电网无功优化模型,并运用多目标粒子群算法求解,最后以某市一条10 kV配电线路为例验证本文方法的可行性和鲁棒性。     

考虑负荷多无功用电场景的城市配电网无功优化配置

高比例电力电子设备与高比例分布式光伏的广泛接入以及城市电缆化率的提升,使配电网用户侧的无功特性变得复杂,导致负荷无功用电不确定性增加,不利于配电网安全运行。因此,为了更好地进行无功优化配置,文章采用不同负荷日功率因数变化曲线的组合场景及其概率来反映无功用电的不确定性,以运行成本的期望值最小为目标,建立多无功用电场景的期望值优化配置模型。首先,利用多重一维卷积自编码器(one-dimensional convolutional autoencoders,1D-CAEs)提取不同用户日功率因数数据的低维表征;随后,利用k-means方法进行场景缩减,获得典型日功率因数变化场景,并组合出多用户的场景集;最后,建立期望值无功优化模型,采用粒子群算法求解,确定出最优配置方案。依据上海市某配电网不同类型用户实际的无功用电信息,采用改进的IEEE 33节点系统进行仿真,以验证所提方法的有效性。     

考虑负荷多无功用电场景的城市配电网无功优化配置

高比例电力电子设备与高比例分布式光伏的广泛接入以及城市电缆化率的提升,使配电网用户侧的无功特性变得复杂,导致负荷无功用电不确定性增加,不利于配电网安全运行。因此,为了更好地进行无功优化配置,文章采用不同负荷日功率因数变化曲线的组合场景及其概率来反映无功用电的不确定性,以运行成本的期望值最小为目标,建立多无功用电场景的期望值优化配置模型。首先,利用多重一维卷积自编码器(one-dimensional convolutional autoencoders,1D-CAEs)提取不同用户日功率因数数据的低维表征;随后,利用k-means方法进行场景缩减,获得典型日功率因数变化场景,并组合出多用户的场景集;最后,建立期望值无功优化模型,采用粒子群算法求解,确定出最优配置方案。依据上海市某配电网不同类型用户实际的无功用电信息,采用改进的IEEE 33节点系统进行仿真,以验证所提方法的有效性。     

主动配电网无功电压全局优化控制策略

针对分布式能源接入对配电网电压水平及控制策略产生的影响,提出适用于主动配电网的无功电压全局优化控制策略。基干建立的无功电压全局优化控制模型,提出目标函数及符合主动配电网特征的约束条件,运用遗传算法求解目标函数,得到能够优化馈线上各个无功源的无功输出和可调变压器分接头档位位置的全局优化控制策略。该策略帮助实现主动配电网无功潮流的合理分布,在提高网络电压质量以及降低线损方面有一定的实用性。     

主动配电网分布式无功优化控制方法

随着配电网中分布式电源的渗透率不断提高,配电网运行和控制面临诸多新挑战。集中式控制的成本高、通信要求高、可靠性差,不适应主动配电网的实际需求。基于分区协调控制和凸优化的思想,提出了一种主动配电网分布式无功优化控制方法。此方法以网络有功损耗为目标函数,考虑配电网潮流方程约束、各节点电压上下限约束和分布式电源无功出力上下限约束。以简化的支路潮流方程将非凸的无功优化控制问题转化成凸二次规划问题,以物理分区的形式对凸二次规划问题进行分布式计算求解。每个控制区域都配有一个独立的控制器,每个控制器仅对所控制区域数据进行测量,并且只收集相邻控制器的边界协调信息,采用同步型交替方向乘子法进行分布式优化计算,得到各区域分布式电源的无功优化控制策略。最后以IEEE 33和IEEE 69系统为例,仿真计算结果验证了该方法的正确性和有效性。     

多随机参数下的配电网多目标无功优化

针对实际中时序性负荷模型难以直接运用于无功优化的问题,提出基于枢轴量法的负荷建模新方法。由于配电网中多随机参数是并行的,提出基于贝叶斯公式时空解耦的配电网系统场景划分策略,建立多随机参数下的配电网多目标无功优化场景概率模型。最后运用改进的IEEE33标准节点测试系统验证上述模型的有效性,结果证明了此文方法是高效和灵活的。     

基于狼群竞争算法的主动配电网无功优化研究

随着分布式电源大规模接入配电网,如何促进可再生能源的消纳越来越受到人们的关注。为此,提出了一种计及可再生能源消纳能力的主动配电网无功优化方法。详细分析了分布式电源出力波动性和间歇性,从促进可再生能源消纳的角度,引入弃风弃光量指标作为主动配电网无功优化的一个新目标函数;结合经济性、可靠性指标建立兼顾可再生能源消纳能力的主动配电网无功优化模型。采用考虑决策者偏好的判断矩阵—功效系数法解决多目标优化问题,并引入狼群算法对模型进行求解;结合主动配电网无功优化的特征,对狼群算法提出2个改进策略,增强了算法的收敛精度及稳定性。在改进后的IEEE33配电系统上进行仿真分析,验证了所提模型的合理性和算法的有效性。     

基于场景法的有源配电网动态无功优化

随着分布式电源(distributed generation,DG)大量接入,配电网动态无功优化调度难度增加,现有方法存在不足,为此提出一种基于场景法的有源配电网动态无功优化方法.首先运用场景法描述DG出力的不确定性,采用Weibull分布和Beta分布分别构建风速和光照强度模型,通过DG出力公式,将随机问题转换为确定...     

基于谱聚类的主动配电网多时间尺度无功优化策略

高比例分布式光伏接入配电网后,传统优化方案无法有效平抑电压波动,分布式光伏逆变器的无功调控能力难以充分利用。为此,提出一种基于谱聚类的主动配电网多时间尺度无功优化策略,该方法分为日前优化和日内实时优化两个阶段。首先,对离散设备的时间耦合性进行解耦,以配电网网损、平均电压偏差、电压波动严重程度为目标函数,建立基于社交网络搜索算法的日前无功优化模型,确定离散设备静态最优档位序列;其次,通过谱聚类的方法进行耦合,确定离散设备动态最优档位序列,结合改进的分布式光伏逆变器就地控制策略,建立日内实时优化模型,从而抑制日前预测数据偏差导致的电压波动;最后,基于改进后的IEEE 33节点系统进行仿真实验。仿真结果表明,所提策略可以有效降低运算难度、提高求解效率,验证了该策略的有效性和优越性。     

浅谈配电网动态无功补偿新技术STATCOM

冲击性的无功负荷对配电网会产生非常严重的危害,而传统的无功补偿装置对于冲击性的无功负荷的补偿作用却非常有限。本文从配电网动态无功补偿的必要性出发,比较了STATCOM相对传统的无功补偿方式和SVC的优越性,分析了STATCOM的拓扑结构、基本工作原理和控制方法,提出了STATCOM新技术在配电网动态无功补偿中的应用。     

多时间尺度下主动配电网能量调度优化

间歇性能源发电的不确定给配电网运行调度带来了巨大的挑战,主动配电网是未来的配电网中实现间歇性新能源集成的有效技术。结合全局和区域协调控制的思路,提出了长时间尺度下的全局优化和短时间尺度下的区域自治协调相结合的优化方法。将混沌优化算法和差分算法结合用于求解全局优化问题,区域协调控制以整个网络的优化为模板,根据实时区域内资源和负荷的变化以及可再生能源的处理,使整个网络和区域运行在最优状态,并通过仿真验证优化方案的有效性。所做研究工作为国内分布式电源接入电网的后续管理提供参考和借鉴。     

主动配电网分区分布式无功优化控制方法

大规模分布式电源的接入对配电网无功优化提出了巨大的挑战,而传统集中优化存在依赖中央控制器,易产生通信堵塞等弊端。为提高主动配电网无功电压控制的可靠性,采用二阶锥松弛技术建立了主动配电网无功优化模型,并基于辅助问题原理提出了一种主动配电网分区分布式无功优化控制方法,并进一步提出了边界变量标准化处理方法,以提高分区无功优化的收敛速度,实现全局网损优化。基于所提优化方法,各个分区仅需采集区内功率电压信息,并与相邻分区交互边界变量即可实现无功调度和全局网损优化,保证系统电压质量。最后,基于IEEE 69节点配电系统进行仿真,验证了所提控制方法的有效性。     

主动配电网分布式有功无功优化调控方法

大规模分布式电源接入对传统配电网的拓扑结构、运行规程、控制方式和保护配置等都提出了极大的挑战。为解决配电网中大规模多类型分布式电源、储能系统和多类型负荷的集中管控与优化控制问题,该文提出一种主动配电网的分布式有功无功优化调控方法。首先,对主动配电网进行合理分区,并以配电网不同分区内分布式电源消纳最大化、电网电压偏差最小及网损最小为目标,并建立各个分区的子优化模型。之后,根据相邻区域之间交换的边界信息,采用加速交替方向乘子法协调求解各个区域的子模型,经过迭代计算后,得到近似全局最优解,实现主动配电网区间解耦和各分区分布式控制。所提控制方法在确保主动配电网运行经济性的同时提高了电网的电压质量和对分布式电源的自消纳水平,减少功率倒送对上级电网的影响。最后,仿真验证所提控制方法的有效性和可行性。     

基于运行层面相关性场景的含风机配电网多目标无功优化

针对含间歇性分布式电源(distribution generation,DG)配电网的无功优化问题,研究了基于运行层面相关性场景的配电网多目标无功优化模型及决策方法。从运行层面对风速和负荷进行了不确定性建模,构建了运行层面的相关性场景;以静态电压稳定性最好、网损期望最小和电压偏移期望最少为目标函数,建立了含间歇性DG配电网的多目标无功优化模型,并提出了基于优先级的多目标决策方法进行最优非支配解的选取。算例验证了所提方法的有效性,结果表明:基于运行层面的相关性场景构建方法可提高配电网的无功优化性能,基于优先级的多目标决策方法可根据系统实际运行状态动态调整目标偏好,从而保证系统运行稳定、经济及优质供电。     

考虑极限场景的主动配电网重构与无功电压调整联合鲁棒优化

随着大量可再生分布式电源接入,其出力固有的随机性,使传统的电网重构和无功优化方法难以满足配电网安全经济运行的需要.为此,提出一种基于极限场景的两阶段主动配电网重构与无功电压调整联合鲁棒优化方法.该方法采用极限场景法处理随机变量,对电网重构与无功电压调整进行联合优化,在保证经济性的同时,能有效应对可再生分布式电源出力的大...     

基于满意度阈值判定的主动配电网无功优化

随着大量分布式电源和多样化负荷的接入,配电网的拓扑结构和运行特征已经发生了根本性的变化,传统配电网的无功优化算法和控制策略已不能适应现代配电网的发展。为此,提出一种计及分布式电源随机性和负荷时变性的主动配电网无功优化策略。首先,在详细分析分布式电源出力波动性和负荷时变特性的基础上,通过构建模糊评价函数将有功网损、电压偏移折算成满意度指标,提出主动配电网无功优化的数学模型。并引入理想解法解决多目标优化决策问题。其次,针对传统帝国竞争算法求解无功优化问题的不足,提出两点改进策略,使得算法的收敛精度以及稳定性的得到了极大加强。最后,基于配电网数据采集与监控系统实时评估配电网运行的满意度,当满意度增量大于阈值时,通过主动管理、协调控制确保配电网始终运行在经济、安全的状态,充分体现主动配电网主动管理和主动控制的功能。仿真算例表明,提出的模型和算法以及主动优化的理念符合当前主动配电网主动运行和主动控制的思路,具有较为广泛的应用前景。