基于改进遗传算法的海上风电场无功优化

针对海上风电场运行时大量无功传输引起电网质量不佳、有功损耗增加等问题,基于改进的带精英策略的快速非支配排序遗传算法,以补偿容量最少和负荷节点电压偏差最小为目标,提出海上风电场无功多目标优化方案,在Matlab中进行算例分析,结果验证了改进的遗传算法对海上风场无功优化的有效性。     

计及电压不可行分区的配电网无功规划方法

为了高效解决中大型配电系统的无功规划,提出一种计及电压不可行分区的配电网无功规划方法。首先,在电压不可行节点概念基础上,定义电压不可行分区,进而构建配电网无功优化模型。该模型包含无功补偿选址与定容、降损与无功容量优化2个子模型。前者以消除电压异常节点为目标;后者则以降低有功损耗及补偿容量为目标,同时将电压质量作为约束条件纳入目标函数。考虑到无法准确掌握配电拓扑中各节点负荷,定义两种基于系统总负荷的负荷分配模型,研究不同负荷场景对节点电压分布影响。然后,采用改进的引力搜算算法求解无功优化模型。最后,通过对某实际34节点10 kV配电线路进行仿真分析,验证所提规划方法的有效性。     

基于分解的智能优化算法在电力系统无功优化中的仿真研究

电力系统无功优化是一个多目标优化问题,在传统无功优化模型的基础上,建立了以有功网损最小和无功补偿成本最少为目标函数的多目标无功优化仿真模型.采用MOEAD算法求解多目标无功优化模型.仿真结果表明,采用MOEAD算法求解多目标无功优化问题,能够有效降低有功网损,减少无功补偿成本,而且计算速度快、计算性能好.     

基于多策略自适应粒子群算法的电网无功优化

针对无功优化中确定无功补偿点和无功补偿容量的问题,本文提出了一种基于奇异值分解理论和多策略自适应粒子群优化算法(MS-APSO)的无功优化法。首先基于潮流计算中的雅可比矩阵奇异值分解以确定电压稳定性较弱的节点作为无功补偿节点;然后以线路有功损耗、负荷节点电压偏差最小以及节点稳定度最大为目标优化无功补偿量。为解决迭代后期算法收敛速度降低、粒子群多样性下降等问题,提出了多策略自适应改进算法以寻求全局最优解,综合考虑了粒子群多样性、惯性权重、越限重置和变异的影响,有效提高了算法前期的收敛速度和后期的寻优能力。最后,改进算法的有效性在IEEE 118算例中得到了验证。结果表明,改进后算法降损率与传统方法相比可以提高38.6%。     

均值–方差模型在风电并网系统无功优化中的应用

针对风电并网的无功优化问题,提出基于均值–方差模型的风电并网系统无功优化模型。该模型以有功网损的均值作为无功优化控制策略的经济性指标,以网损的方差作为风险性指标,同时考虑经济性和风险性;模型采用应用反向学习策略的群搜索算法进行求解。采用含风机和无功补偿装置的IEEE-14系统作为算例,将系统的有功网损优化结果和节点电压偏移量与传统的有功网损最小化这一目标函数的无功寻优控制策略结果进行对比,验证了所提出模型的有效性。     

基于模型预测控制的配电网无功优化控制策略

为了解决配电网中普遍存在的变压器过负荷以及用户电压偏低的问题,提出了一种基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的配网无功优化控制策略。在分析配电网潮流特点的基础上,充分利用配变的过负荷能力来传输更多的有功,而无功则在低压电网中进行优化补偿。基于模型预测控制理论,采用季节时间序列的方法动态预测未来一天内的负荷大小,并考虑配变最大可用传输无功和无功补偿装置最大投切次数的约束,在通用数学模型系统(general algebraic modeling system,GAMS)上建立了以网损最小为目标函数的无功优化数学模型,依次给出无功补偿装置的动作情况。在IEEE14节点配网系统上的试验结果,验证了所提出的无功优化控制策略的有效性。     

十堰地区电网无功现状及补偿方法分析

具体分析了目前十堰地区电网的基本特点和无功配置情况,针对电网电压越限以及电压调整困难的现状,以节点电压为约束,电网有功损耗最小为目标,利用PSASP(电力系统综合分析程序)计算了几种典型运行方式下的电网潮流,求得节点最优无功补偿容量以及补偿地点,对比了优化前后的无功潮流、电压、网损情况.结论说明,充分利用电力系统现有的电压调节、无功补偿装置,通过合理配置无功补偿地点及容量,从全网优化的角度进行电压无功控制对于十堰电网安全、经济运行具有重要的意义.     

基于集群划分的含分布式光伏配电网有功-无功多目标优化

随着高比例分布式光伏并网,配电网潮流随光伏出力波动,系统有功-无功优化面临新的挑战。建立了配电网网损最小、光伏消纳量最大和电压偏移最小的多目标优化模型,通过调节光伏逆变器出力和无功补偿设备的投切,实现配电网网损最小、光伏消纳率最大和电压偏移最小的目标。建立了基于电气距离和区域电压调节能力的集群性能指标计算方法,并基于指标计算结果将配电网划分为多个子集群,利用NSGAIII算法对子集群进行有功-无功优化。最后以一条实际10 kV配电线路和IEEE123系统为算例仿真验证,计算结果表明经划分后对子集群进行有功-无功优化相比于全局优化可以提高光伏消纳率、减少系统网损和减少节点电压偏移。验证集群划分方法和有功-无功优化模型的有效性。     

计及电压不可行节点的配电网低电压治理方法

提出一种计及电压不可行节点的配电网低电压治理方法。首先给出了配电网电压不可行节点的基本概念,然后在配电网电压无功控制分区的基础上,构建了考虑电压不可行节点的广域无功控制的低电压治理模型。该模型包含无功补偿薄弱区的电压控制模型和无功补偿非薄弱区的无功优化两个子模型。对应的目标函数分别为电压不可行节点的电压越下限量最少和网损最低,约束条件则在传统的无功优化模型上更新电压不可行节点的电压幅值安全下限值。为了提高求解效率,采用一种并行协同进化算法求解所建模型。通过杭州某实际10 kV 55节点配电网进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。     

基于奇异值分解和内点法的交直流系统无功优化

基于奇异值分解和预测?校正原对偶内点法,提出了一种交直流系统无功优化策略.首先基于交直流网络间的耦合关系,并利用奇异值分解的右奇异向量指标判别交直流系统电压稳定弱节点,候选为无功补偿节点;然后建立了以有功网损、无功补偿设备的投入、电压水平为目标的无功优化数学模型,在推导出交直流系统耦合的Jacobi、Hessian矩阵后,采用预测?校正原对偶内点法进行求解,从而获取优化补偿节点及补偿节点的优化补偿容量.经算例仿真验证了该策略的有效性和快速收敛性.     

多负荷水平下含风电接入的配电网无功优化

由于风电输出功率的随机性,风电机组的大量接入给配电网无功优化带来更多不确定性因素。为了提高配电网无功优化对风力发电并网的适应能力,建立了多负荷水平下基于场景分析的考虑风电接入的多目标无功优化模型。该模型综合考虑了节省电能损失费用和节点电压偏差2个指标,将2个指标进行模糊化,采用最大化模糊满意度指标法将多目标优化问题转换为单目标优化问题,然后采用自适应遗传算法进行求解。并以IEEE 33节点测试系统为例,计算和分析了在不同场景时最大负荷、一般负荷和最小负荷3种负荷水平下,电容器投切、系统有功损耗、节点电压以及节省电能费用情况。计算结果表明,所提出的无功模糊优化方法,在不同负荷水平、不同场景下改善电压质量和降损节能效果显著,适合多负荷水平下含风电机组的配电网无功优化需要。     

基于灵敏度分析与最优潮流的电网无功/电压考核方法

针对电网的无功/电压水平考核问题,提出了一种综合应用灵敏度分析和最优潮流的实用化考核方法.当供电公司所辖电网内有节点电压越限时,通过计算各负荷节点的注入无功功率对节点电压变化的灵敏度,可以直接根据考核点的电压偏差求得相应的无功功率偏差;当所有节点电压都在规定范围内时,以全网有功网损最小为目标函数进行最优潮流计算,求得各节点的最优无功补偿量.该方法考虑了电网运行的安全性和经济性,考核结果可以为供电公司实施关于无功/电压水平考核的奖惩提供科学的决策依据,同时也可以对供电公司合理进行无功补偿起到指导作用.     

计及分布式电源功率不确定性的配电网多目标无功优化

建立以有功网损和节点电压偏差最小为目标的有源配电网无功优化模型,计及分布式电源和负荷功率的不确定性,采用两点估计法(two-point estimate method,TPEM)计算有源配电网随机潮流,并求解优化模型中的目标函数。正态分布交叉(normal distribution crossover,NDX)算子引入到带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA2)中,扩大了算法搜索范围、加强了算法全局搜索能力,对有源配电网多目标无功优化模型进行求解。通过IEEE 33节点系统中的算例验证了所提出有源配电网多目标无功优化方法的正确性和有效性。     

考虑节点运行风险差异的多端柔性配电网络自适应潮流优化

为更好地平衡配电网运行优化中的安全性和经济性,提出考虑节点电压越限风险差异的多端柔性配电网潮流自适应优化方法。基于柔性开关设备(SOP)结构,建立SOP传输损耗模型;以网损与加权的节点电压偏差之和为目标函数,计及系统初始电压偏差状态和分布式电源(DG)实时渗透率,建立目标函数中网损和电压偏差的自适应权重模型,考虑电气距离、DG位置和源荷出力相关性,提出各节点电压偏差的赋权策略,从而构建配电网运行优化模型。以改进的3个IEEE 33节点馈线组为例,将模型转化为凸优化模型后采用内点法求解,结果表明所提模型是有效的,权重自适应策略可改善电压,降低网损,并提高优化模型对不同渗透率下配电网的适用性。     

考虑不确定性的含DG与EV配电网无功电压协调优化方法

利用双馈风电机组和光伏发电系统等能够提供无功功率的分布式电源作为一种电压调节手段与传统的电压调节方式结合,在计及电动汽车入网充电作为一种随机负荷的情况下,建立了考虑不确定性的含分布式电源与电动汽车的配电网无功电压协调优化模型。以节点电压期望值平均偏差最小为目标函数,同时加入有功网损期望值和节点电压期望值最大偏差值为罚函数,使用本文提出的一种改进果蝇优化算法对优化模型进行求解。最后利用IEEE 33节点系统进行仿真计算并与粒子群算法进行比较,证明了本文所提出的优化模型和算法的有效性。     

An overall cost based on optimal power flow control method of dual‐source distribution network with closed‐loop operation using UPFC

Supply reliability can be effectively improved by a normally closed‐loop operation of a distribution network with dual sources, in which there might be large circulating power flow. A unified power flow controller (UPFC) has the powerful capability to adjust the power flow, but it would face a technoeconomic bottleneck when applied to the distribution system. Based on the constant current load model, the power flow distribution of a normally closed‐loop distribution network with dual sources is analyzed, and the relationship between the network loss, the voltage deviation of load nodes, and the compensated voltage is deduced. Then, the optimal power flow control model is presented considering such economic factors as the network loss, the voltage deviation of load nodes, and the cost of the apparatus used to produce the compensated voltage. In order to simplify the problem of multiobjective optimization into a single‐objective optimization model, the fuzzy membership functions and their weight coefficients of the network loss, the voltage deviation, and the UPFC's cost are designed, and the weights are determined according to their contribution in economy. The optimal control model is solved with the global optimal algorithm. Simulation results based on PSCAD prove that this method can ensure overall economy of the system with balancing the power distribution, controlling the node voltage deviation, and decreasing the active power loss of the network effectively. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于交流潮流模型的电网供电能力评价算法

提出了扩展的具有变量范围约束的交流潮流模型及其求解方法，可以考虑对节点电压、有功和无功注入功率以及对支路潮流的变动范围约束。在此基础上提出了基于交流潮流模型的电网供电能力评价算法，不仅满足节点功率平衡方程，而且满足对节点电压、有功和无功注入功率以及对支路潮流的变动范围约束，可以更准确地分析电网对负荷变化的适应性及供电能力，找出制约电网供电能力的原因。给出了计算实例。     

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。     

广东电网多目标无功补偿配置方法研究

如何根据电网的拓扑结构和实时负荷合理地确定柔性交流输电系统(flexible AC transmission systems,FACTS)装置的配置成为近年研究热点。为了能够在计算无功补偿的过程中考虑影响配置的多种因素,提出了多目标无功优化的计算方法。通过遗传算法,以有功功率损耗和投资这两个目标函数建立多目标数学寻优模型,并设定节点电压偏差评价函数为约束破坏函数。分析由前沿曲线得出的折中解可知:经过补偿后网络的有功功率损耗下降超过5%;而且采用遗传算法多目标进行无功配置后不仅能够有效地降低网络的有功功率损耗,还为决策者提供了多种配置选择,使得决策者可以根据实际需要选择恰当合适的补偿配置。在与经济压差法确定无功补偿容量的对比中,多目标优化方法虽然在降低有功功率损耗方面与经济压差法相差无几,但是设备投资则大为节省。     

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.