大型交直流并联输电网网损优化理论及其在南方电网中的实现

交直流并联电网的网损优化问题与传统无功优化问题有很大不同,纯交流电网主要通过合理配置系统无功以降低网损,而交直流并联电网则是通过调整直流功率改变有功潮流分布,从而实现降低全网网损。尤其对于远距离、大容量、交直流并联送电的南方电网,调整交直流潮流分布降低主网网损则具有更加重要的意义。然而实际运行中主要依靠经验调整交直流潮流,亟需一种能够指导交直流输电网损优化的理论方法和适用于大规模系统的网损分析工具。该文系统分析交直流潮流分布影响网损的机理,提出相应网损优化最优潮流模型和最优等网损微增率原则。同时提出适用于大区电网规模的实用计算方法,在保留系统完整拓扑模型基础上实现算法的高准确性、稳定性和快速性。所提出的交直流并联电网网损分析理论和实用方法,已经应用于南方电网实际调度运行工作,并取得了较大的降损效益。     

南方电网交直流输电日计划优化方法

南方电网具有交直流混联特点,对其进行交直流输电优化,是提高电网经济效益的主要策略。结合电网实际,将复杂的日计划优化问题划分为2 步,首先将电网潮流调整为相应的日计划负荷水平,然后再对直流线路的输电计划进行优化计算。运行结果表明,该方法使交直流输电方式达到最优,具有较大的应用价值。     

基于网损下降度指标的输电网设备月度检修计划经济性优化方法

传统的人工安排检修计划方法已无法适应电网的发展与需求,而现有的检修计划优化方法收敛速度慢,对此提出一种基于网损下降度指标的月度检修计划优化方法。首先,以月度网损总电量最小为目标,考虑检修安排、支路电流、节点电压、暂态稳定裕度等约束,建立设备月度检修优化模型。然后,基于网损灵敏度提出网损下降度指标,从理论上证明网损下降度指标的有效性。并通过算例验证所提方法的有效性。     

云南电网与南方电网主网异步联网实施阶段的系统风险分析

云南电网与南方电网主网异步联网实施期间,系统稳定特性将会发生显著变化。异步联网实施期间云南电力送出断面需要断开不同的500 k V交流联络线,同时由于鲁西背靠背直流、永富直流工程投产时间的不确定性,不同的异步联网过渡方案将影响电力系统的安全稳定。为了降低系统运行风险,本文提出了异步联网工程实施阶段的过渡运行方式,分析了系统稳定特性的变化规律,重点研究了电力系统稳定控制的系统适应性、第三道防线的配置、鲁西背靠背和永富直流的工程调试等方面,为提高电力系统安全稳定水平提出了合理建议。     

云南电网与南方电网主网异步联网系统试验分析

与南方电网主网异步联网后,云南电网的稳定特性将发生明显的变化,频率稳定问题将成为主要的稳定问题。为了确保云南电网与南方电网主网异步联网实施后系统的安全运行,南方电网进行了云南电网异步联网系统试验,以检验云南电网一次调频、直流FLC、稳定控制系统、第三道防线等频率控制措施。介绍了云南电网异步联网系统试验项目(4月7—9日),分析了试验中出现的主要问题和现象,并进行了仿真计算和比较,结论表明直流FLC、稳控系统能够适应云南电网异步联网后的运行要求,但云南电网的水电机组PID参数、一次调频死区设置等有待进一步优化调整。     

输电网网损分摊方法的研究

提出了一种输电系统网损分摊方法，这种方法以网络稀疏的导纳矩阵为基础，指出在输电系统中进行功率交换者都应该是网损的承担者，各功率交换者应承担网损的份额与其在网络中的地点和交易量有关，将网损应合理分摊给功率交换者。这种方法与其他方法相比的突出优点是以潮流解为基础，容易理解和执行。它虽应用了网络等式但不需委任何假设，各功率交换者应承担网损的份额主委取决于网络导纳矩阵的实部及节点电压。给出了示例系统的计算结果并与其他方法的结果相比较，表明所提方法的合理性。     

云南电网与南方电网主网异步联网系统方案研究

鲁西背靠背直流与观音岩直流工程是云南电网与南方电网主网异步联网的依托工程,分析了因两回直流逆变侧均为弱交流系统,且两回直流之间电气距离较近,存在交流故障导致直流不够稳定,以及无功小组容量偏小等问题。提出了加强交流系统、控制直流之间的电气距离、加装动态无功补偿装置、采用柔性直流与常规直流组合并利用柔性直流提供动态无功补偿等的综合解决方案,电磁暂态仿真证明了该综合方案的有效性。     

考虑铁损时异步电动机的数学模型及其仿真研究

本文根据交流电机理论及铁损产生机理,建立了考虑铁损时异步电动机的动态数学模型,推导出在任意同步旋转坐标系下考虑铁损时异步电动机的动态结构图。利用该结构图可很方便地构成电机的仿真模型,进行仿真计算。文中最后以实际电机为例,介绍了该模型在研究电机运行效率及铁损时调速系统动态性能影响中的应用。     

输电网网损分摊方法的比较研究

电力市场改革应关注网损的归属问题,即网损分摊问题。对该问题进行了阐述,研究了近年来国内外基于物理层面的网损分摊方法,包括比例分摊方法和非线性函数分摊方法,基于功率分布的分摊方法。指出了各种方法的优点和不足,结合2个算例进行了分析。提出了网损分摊尚需解决的问题。     

基于灵敏度分析的电力系统无功优化方法研究

无功功率合理优化可以降低网损,提高系统运行经济性。本文基于灵敏度分析提出无功功率优化方法,可以快速调节系统无功功率,方法简单有效。通过计算各无功可调节点对网损的实时灵敏度,根据灵敏度计算结果调节无功功率,可以有效减少系统有功网损。最后,通过某实际系统算例验证了本文方法。     

考虑铁损时异步电动机的数学模型及其仿真研究

根据交流电机理论及铁损产生机理,建立了考虑铁损时异步电动机的动态数学模型,推导出在任意同步旋转坐标系下考虑铁损时异步电动机的动态结构图。利用该结构图可很方便地构成电机的仿真模型,进行仿真计算。本文最后以实际电机为例,介绍了该模型在研究电机运行效率及铁损对调速系统动态性能影响中的应用     

基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置与容量优化配置方法

针对典型日负荷曲线,提出基于网损灵敏度方差的配电网分布式储能位置和容量优化配置方法。该方法考虑了分布式储能的充放电运行状态,基于网损灵敏度方差确定配电网中各节点接入分布式储能的优先顺序。以配电网网损和节点电压波动为目标函数,运用改进的粒子群算法对分布式储能的充放电功率进行优化,并确定分布式储能的最优配置容量。仿真结果表明,采用该方法确定分布式储能在配电网中的位置和容量可最大化实现功率就地平衡、降低配电网网损和降低配电网节点电压波动,实现分布式储能在配电网中的优化配置。     

基于网损二阶灵敏度的分布式电源出力鲁棒优化方法

随着分布式电源大量分散接入配电网,一方面造成了配电网网损增加,另一方面,其出力的波动性造成了分布式电源消纳困难。为此,本文提出了基于二阶灵敏度网损的分布式电源出力鲁棒优化方法。首先,通过泰勒展开推导了基于二阶灵敏度的有功网损和无功网损计算公式,并将其嵌入到分布式电源出力优化模型中,建立了以综合网损最小和分布式电源出力最大化的优化模型;然后,采用多面体不确定性集合来描述分布式电源出力,构造了分布式电源出力的鲁棒优化模型,通过对偶变换将将鲁棒优化模型转化为确定性的二次规划模型。最后,通过70节点配电系统仿真结果表明,本文所提出的二阶灵敏度的网损计算方法误差较小,最大仅为5%,鲁棒优化方法可以通过多面体维数控制保守性,优化效率高。     

异步联网下云南电网高频切机优化配置方案

中国云南电网与中国南方电网主网实现异步联网后,外送直流线路故障引发的大量盈余功率使得系统频率稳定问题愈加突出。针对直流闭锁故障,推导了各发电机组对故障盈余功率的贡献因子,并提出了综合考虑故障严重程度和概率的切机优先度指标。随后讨论了高频切机首轮频率和末轮频率的配置原则,并采用动态交叉排序的方法满足被切机组的分散性要求。为提高仿真效率,先通过调节功率估计高频切机的近似解,再利用稳态频率约束修正该近似解,从而完成对每轮切除机组的优化配置。最后,通过应用聚类方法对生成的典型故障进行校验,结果表明所提方法不仅能提高暂态过程中最低频率并能有效降低最高频率,从而更利于系统稳定并规避低频减载动作风险,同时在保证稳态频率处于允许范围内的条件下有效减少了整体切机量。     

考虑铁损时异步电动机的数学模型及其仿真研究

根据交流电机理论及铁损产生机理,建立了考虑铁损时异步电动机的动态数学模型,推导出在任意同步旋转坐标系下考虑铁损时异步电动机的动态结构图。利用该结构图可很方便地构成电机的仿真模型,进行仿真计算。本文最后以实际电机为例,介绍了该模型在研究电机运行效率及铁损对调速系统动态性能影响中的应用。     

电流分量法在输电网网损分摊中的应用

针对按电流比例分摊网损方法存在的问题,提出了基于电流分量理论的网损分摊方法。该方法的显著特点是理论基础可靠,所得分摊结果准确,适用于电流实部和虚部方向不相同的电力系统运行情况。算例表明,文中所提方法是正确、有效的。     

计及UPFC的电力系统网损优化控制研究

将统一潮流控制器(UPFC)等效为节点附加注入功率,控制变量增加了UPFC等值模型中串联电压源电压的幅值和相位,以及并联电流源电流的无功分量等控制参数,建立计及UPFC的无功优化模型。由UPFC控制参数与安装线路的电流和端点电压,推导出UPFC运行容量计算公式,结合UPFC价格与容量函数关系,确立UPFC参数与价格的数学关系,将其应用于无功优化研究,以收益最大为目标函数,分析UPFC的降损经济效益。以IEEE30节点系统为例进行仿真分析,结果表明,UPFC不仅具有良好的降损特性,而且获得的收益能够弥补自身价格昂贵的不足,具有实际应用价值。     

引力搜索算法在输电网无功优化中的应用研究

本将GSA应用于求解电力系统的无功优化问题,发现其寻优速度快,数值稳定性好,可以灵活处理离散变量和连续变量算例仿真结果表明,GSA在求解RPO问题时寻优速度和数值稳定性均优于PSO。     

面向降损场景的移动储能与网络重构协同优化策略

近年来,电网的节能降损工作受到广泛关注。随着灵活调节资源大规模接入配电网,充分挖掘灵活调节资源的降损潜力显得至关重要。提出一种面向降损场景的移动储能与网络重构两阶段协同优化策略：第一阶段,采用场景分析法刻画源荷不确定性,以综合网损最小为目标建立网络重构模型,并求解最优重构方案。由于配电网节点较多,为缩小搜索范围提升求解效率,提出一种网损灵敏度分析方法,并结合重构方案为移动储能预先筛选充放电节点集合。在第二阶段,以配电网网损及移动储能通行成本最小为目标函数,综合考虑移动储能的连接/通行状态约束、充放电功率/容量约束和电力网的功率平衡、潮流安全约束,构建交通网-电力网融合的移动储能充放电调度模型,并调用CPLEX求解器求解移动储能的通行及充放电功率调度方案。最后结合IEEE 33节点配电系统进行仿真分析,仿真结果表明有功网损降低552.17 kWh,降损幅度达31.9%,验证了所提策略的有效性。