储能电站与清洁能源场站无功电压分层协调控制研究∗

间歇式新能源发电的大规模接入使电压越限问题时有发生,而储能电站可与新能源场站协调配合来实现无功电压调节.提出一种储能与清洁能源无功电压协调控制策略.首先分析了储能和新能源场站对电网进行无功电压调节的原理;其次提出了联合系统无功输出功率的计算方法;之后通过双层分配策略,实现储能和新能源场站无功功率的合理分配;最后以湖南某区域电网作为测试算例验证了所提出的方法的有效性.     

计及新能源消纳的地区电网无功电压优化控制策略

新能源高比例接入电网导致的电压质量下降,是制约新能源消纳能力的重要因素。为此,提出一种基于新能源最大消纳能力的无功电压优化控制方法。利用新能源发电预测数据评估最大发电能力,建立无功电压优化模型并求解各节点的电压控制目标,进行超前决策控制。根据地区电网的拓扑特征和运行特性,设计动态分区、策略预判、告警闭锁等相关功能,提升控制方法的安全性和稳定性。对实际算例的仿真分析结果表明,该方法对无功电压支撑具有良好效果,可有效促进地区电网的新能源消纳。     

新能源电站智能功率控制系统设计与应用

新能源电站自动化系统相互独立,数据结构和通信方式各异,制约了新能源电站电网适应性的提升。提出一种提升新能源电站电网适应性的功率协调控制思路:首先,建立统一的信息模型将新能源电站的相关信息进行有机融合,实现多源异构数据的友好交互;其次,将监控、功率预测、有功控制和无功控制的功能模块集成,实现不同功能模块的相互协调,提升电站控制的合理性和精细化水平。最后,研发了新能源电站智能功率控制系统,通过实际应用,验证了系统的可靠性。     

地区电网与新能源无功电压协调控制

随着新能源发电的快速发展,新能源电厂并网后的无功电压优化控制受到广泛的关注,文中结合新能源发电的特性以及目前成熟并广泛应用的地区电网自动电压控制系统,提出一种地区电网与新能源电厂无功电压协调控制的总体技术方案,详细阐述了协调控制原理及控制方案的实现。经实际系统的现场应用表明,上述技术方案和控制策略可行且有效,较好地解决了新能源并网的无功电压协调控制问题。     

实时电压无功优化控制

提出用三级控制思想处理电网电压无功的校正控制或无功优化问题。在PQ解耦原理的基础 上，通过约束简化形成较小规模的线性规划模型，并采用LU分解形式的带有上下界变量的 对偶单纯形法求解。此外，对变压器分接头变比的归档也提出了考虑其综合影响的处理方法 。     

垃圾电站发电设备无功控制及相关问题研究

主要介绍垃圾电站发电设备的励磁系统对无功功率的合理控制，以及有关控制系统的功能，从而给机组的安个运行和局域网的电压稳定创造了条件。     

计及源荷不确定性及频率安全的电力系统区间优化调度方法

提出了一种计及源荷不确定性及频率安全的电力系统区间优化调度方法。首先,对系统动态频率特性进行分析,将非线性频率安全约束近似简化为线性约束。接着,在考虑源荷预测误差区间不确定性的基础上,建立了计及频率安全约束的电力系统优化调度问题数学模型。基于Benders分解方法将区间优化问题分解为基准场景下的主问题和不确定场景下校正调度的可行性校验子问题进行求解,为减少需要考虑的场景数量,根据系统违反功率平衡、备用、线路潮流等安全约束的程度筛选出少量高风险场景,并对其进行可行性校验。最后,将该方法应用于含风电的10机39节点系统,仿真结果表明,区间优化调度方法可确保系统在不确定场景下的安全性,与场景法相比,其计算效率显著提高,计算量大幅减少。     

垃圾电站发电设备无功控制及相关问题研究

主要介绍垃圾电站发电设备的励磁系统对无功功率的合理控制,以及有关控制系统的功能,从而给机组的安全运行和局域网的电压稳定创造了条件。     

考虑光热光伏混合电站内外双重电压安全的两阶段无功优化控制

针对实际运行的大规模光热光伏混合电站并网后面临的“内忧外患”电压问题,既受电站内部节点电压状态的影响,也受外部电网系统静态电压稳定状态的影响,提出一种考虑光热光伏混合电站内外双重电压安全的两阶段无功优化控制方法。首先,通过静态电压稳定裕度、节点电压均衡度和无功储备裕度3种指标表征混合电站电压安全状态。然后,结合小时级长时间尺度的光伏出力预测信息,在第I阶段实施有载变压器和电容器慢速调整。针对分钟级短时间尺度内的光伏出力波动,以混合电站内的光伏发电单元、光热发电单元和静止同步补偿器为第II阶段的优化控制对象,实现快速精细化电压调节。所提方法能有效避免全站设备频繁参与优化调整,从而提高控制效率。最后,通过测试系统验证分析结果表明：通过两阶段无功控制协调,所提方法能够抑制光伏出力的波动冲击,有效降低站内电压安全越限和失稳风险。     

计及源荷双侧不确定性的跨区互联电网源网荷协同调度

日益完善的跨区互联结构、大规模间歇性新能源并网以及负荷侧参与调度能力的提升对电网调度提出了新的挑战,因此研究了源荷双侧不确定和可调度情况下跨区互联电网的协同调度问题。首先,以当前国内跨区互联电网的分层调度架构为基础,构建了计及联络线的跨区互联电网源网荷协同调度模式;然后,考虑到不确定性因素对系统约束条件和调度目标的影响,基于随机机会约束规划建立了该调度问题的基础优化模型。最后,考虑到基础模型存在寻优求解困难等方面不足,进一步提出了上层火电机组启停/联络线功率,下层火风光机组出力及柔性负荷调度量的改进分层优化模型,并采用2类粒子群算法分别对上下层模型进行求解。对不确定环境下的所得调度计划进行了分析,验证了所建分层优化模型的合理性以及求解方法的有效性。     

计及源荷不确定性的柔性互联配电系统两阶段电压优化

为解决分布式电源及负荷不确定性导致的配电网电压越限问题,提出了柔性互联配电系统两阶段分布鲁棒机会约束优化调度方法。首先,基于Wasserstein理论确定源荷预测误差的不确定概率集合。其次,计及节点电压和支路功率的机会约束,建立基于分布鲁棒机会约束的柔性互联配电系统日前、日内两阶段电压优化模型。再次,对机会约束条件进行近似转化处理,应用混合整数随机二阶锥优化算法,以提高随机混合整数非线性模型的求解速度。最后,通过改进的IEEE 33节点系统验证模型和求解算法的有效性。算例表明,所提模型可有效提高柔性互联配电系统优化运行的安全性、经济性和鲁棒性,求解算法可有效提高计算效率。     

考虑负荷量测和光伏不确定性的主动配电网鲁棒电压控制

由于量测不足以及光伏发电出力的不确定性,主动配电网中的负荷和光伏发电出力难以准确估计,不考虑这些误差的电压优化控制策略无法保证系统的安全性。针对辐射状运行的配电网,文中首先介绍了基于支路潮流形式的主动配电网确定性电压优化控制模型。在此基础上,建立了考虑光伏发电和负荷不确定性的鲁棒电压控制模型。为了减小鲁棒电压控制模型的计算量,采用同步回代削减法对生成的大规模原始场景进行削减,可保证削减后场景具有很好的近似性。采用修改的IEEE 33节点算例系统进行算例分析,验证了该方法的鲁棒性和有效性。     

含不确定源荷虚拟电厂参与需求响应优化控制方法

在新能源和电力负荷快速发展的背景下,传统的优化调度渐渐满足不了负荷调度的需求.基于市场环境下的虚拟电厂运营架构,本文分析了储能、可平移和可削减负荷、可控电源及电动汽车等典型可控单元的约束模型,提出了一种考虑源荷不确定的虚拟电厂参与电网需求响应优化控制方法.该方法以虚拟电厂内平抑波动和供需平衡为约束,对虚拟电厂内"全资源...     

考虑风电出力和负荷不确定性的电力系统有功优化潮流

建立了考虑风电出力和负荷不确定性的电力系统有功优化潮流模型。针对传统经验值法确定的系统所需旋转备用容量适应性较差的不足,文中在对风电出力和负荷需求进行区间预测的基础上,采用极限场景理论确定系统的正负旋转备用以协调风电出力和负荷的随机性。针对现有爬坡率约束只考虑单时段机组调节的缺点,为避免系统在风电出力和负荷出现陡峭波动时,机组调节量超过限值,加入多时段耦合约束以平衡系统风电出力和负荷的波动性。最后通过一种改进的粒子群算法对模型求解,并以含风电场的IEEE 30节点系统为算例验证所提模型的正确性与有效性。     

含柔性负荷火电机组深度调峰的源荷协调分层优化调度

风电大规模接入对系统调峰带来巨大挑战,为解决因系统调峰能力不足导致弃风问题,提出一种含柔性负荷的火电机组深度调峰的源荷分层优化调度方法。该方法分为上层和下层两个优化模型,上层以系统峰谷差最小为目标,旨在减少系统调峰压力;下层模型以系统成本最小为目标,确定各个火电机组出力。通过实际算例对比柔性负荷优化前后系统总成本,验证所提调度方法的经济性和有效性。     

考虑源荷不确定性的分布式电源选址定容

大规模的分布式电源入网给配电网的规划带来诸多不确定性因素。为使配网规划结果更加合理,考虑待规划地区的风速、光照强度和负荷的不确定性,构建了以年综合费用最少为目标函数的分布式电源选址定容规划模型。首先,对风、光和负荷进行了概率建模;其次,采用拉丁超立方采样方法生成初始场景,并采用改进的同步回代缩减法对场景进行削减;最后,鉴于粒子群算法具有收敛速度慢和容易早熟的缺点,将自适应惯性权重和混沌优化算法融入粒子群算法中,进而提出了一种改进型粒子群算法,并且在IEEE 33节点的标准算例系统上进行了仿真,结果表明所建模型和所提算法的合理性与有效性。     

考虑虚拟电源电压特性的区域电网动态无功优化

区域电网常常以1个或多个变电站作为电源向下一级电网供电,相应变电站高压母线被等值处理为虚拟电源。虚拟电源不同于实际发电机,其电压随变电站供电负荷的变化而变化。文中考虑虚拟电源的电压特性以及变电站控制母线的逆调压要求,建立区域电网的多目标动态无功优化新模型,并采用灵敏度方法将虚拟电源电压表示为供电无功的线性函数。相对常规模型,新模型仍然具有多时段非线性混合整数规划特点,但不含发电机端电压的独立控制变量,增加了逆调压的中枢点电压控制目标和虚拟电源的功率因数约束,因而更具有实用价值。     

考虑故障概率和净负荷不确定性的鲁棒随机备用优化

备用的配置是为了应对系统中可能的设备故障、负荷与可再生能源出力的不确定性.系统配置充足的备用是保证电力系统安全经济运行的必要条件.在传统的备用决策方法中,不同程度上忽略了故障概率的不确定性.为此提出了一种统筹考虑设备故障概率和净负荷不确定性的备用优化模型.其中,风电与负荷造成的净负荷不确定性以及设备故障概率不确定性统一...     

考虑多重不确定性的虚拟电厂随机优化调度

高比例可再生能源的接入对电力系统注入了大量的不确定性,研究多重不确定性的精确建模对于提升虚拟电厂调度策略的有效性具有重要意义。文中的虚拟电厂集成了光伏机组、风力发电机组、储能系统、热电联产机组和燃气锅炉。基于场景决策对虚拟电厂的多重不确定性进行建模,根据每个不确定参数的平均值和分布式机组的运行参数,确定每个场景的起点和终点,得到每个场景的概率,并将每个不确定参数的定义空间划分为具有特定权重的可数有限场景。计及虚拟电厂的售电收益、与主网交互收益、需求响应成本、削负荷成本以及机组运行成本,建立以虚拟电厂的预期日前收益最高为目标的优化调度模型。仿真结果表明：VPP内电、热负荷功率平衡,未出现弃风、弃光情况,经济性较好;同时未出现中断供电的情况,可靠性较高。