面向谐波和电压综合治理的电压检测型APF与SVG协同配置

为解决电力电子化配电网中谐波和电压偏差污染分散化、全网化导致传统点对点治理模式无法满足需求的问题,提出一种电压检测型有源滤波器(VDAPF)与静止无功发生器(SVG)协同优化配置策略.采用分区思想,提出基于社团理论,同时考虑谐波和电压偏差指标的综合分区方法;依据不同的灵敏度指标,选取各区域主导节点,为VDAPF和SVG提供候选接入节点;考虑功能和成本差异,建立以系统总投资费用最小和电能质量水平最优为目标的VDAPF和SVG优化配置模型,协同优化设备的选址和定容;采用规格化平面约束法求解得到多目标优化问题均匀分布的Pareto最优解集,并选出两个目标都较优的折中最优解作为最终优化配置方案.以IEEE 33节点系统进行算例分析,仿真结果验证了所提方案的合理性与有效性.     

基于分布式发电与SVG优化配置的调压方法

将静止无功发生器(SVG)引入到含有分布式发电的配电网中来调节电压。基于链式均匀配电网络、恒功率静态负荷模型和分布式电源的功率模型,采用叠加原理,分别考虑系统电源和分布式电源对配电网电压的作用,给出了分布式发电引入配电网后电压分布的计算方法。通过该方法,计及允许偏差,推导出分布式发电投入与退出后的电压调节理论判据。在分布式发电投入与退出2种情况下,分别以电压处于允许电压偏差范围内为目标和以降低线损为目标,计算出了SVG的接入位置和容量,最后利用分布式发电与SVG优化配置调节配电网电压。仿真算例表明:该方法计算简便、中间步骤少、效果明显。     

直接电流控制的SVG补偿不平衡电压的研究

针对电能质量中的电压不平衡问题。提出了一种用静止无功发生器抑制公共连接点(Point of Common Coupling，简称PCC)处不平衡电压的控制方法。本文将静止无功发生器控制为受负载端负序电压控制的电流源．以该补偿电流的作用来降低PCC处电压的不平衡度。文中分析了其补偿性能与各参数间的相互关系．介绍了PCC处负序电压的适时检测方法。仿真和实验结果表明，该方法可有效补偿电源或负载引起的电压不平衡问题．从而满足电力负荷对电网电压质量的要求。     

SVG的电压控制策略

提出一种控制静止无功发生器(SVG)输出电流的策略,既能实时补偿负荷无功,又能改善负荷接入电网点的电压波形。根据装置工作原理推导了控制策略及其可行性。根据负荷峰值电压判断负荷接入处电压是否跌落。电压稳定时装置工作在常规无功补偿状态下,输出负荷所需的无功电流;当接入网点电压因补偿区域的故障或者负荷突然加重等导致电压跌落较大时,装置可在输出所需无功的基础上短时消耗储能以维持补偿点电压。仿真结果表明所设计的复合功能装置具有响应速度快、动态特性好的优点。     

考虑配电网静态电压稳定性的微电网优化配置

考虑到风机、光伏两种分布式电源出力在时间上具有互补的特征,利用储能装置功率双向流动的特点,将可再生能源和储能装置以微电网的形式接入配电网实现可再生能源的高比例接入。对现有的配电网静态电压稳定性指标进行改进,以配电网的静态电压稳定性和运行经济性为目标研究微电网系统的定容选址问题。采用基于K-means++方法的多场景技术处理可再生能源出力不确定性问题,针对配电网不同地区的可再生能源出力特点,计算出风光储三种装置不同的最佳容量配置比例。对平衡优化器(equilibrium optimizer, EO)算法进行改进,利用Tent映射产生的混沌序列代替随机生成的初始种群,根据拥挤度和非支配排序实现多目标问题寻优。最后,在由三种地形组成的IEEE 33节点系统和PG&E-69系统中验证了所提模型和算法的有效性。     

基于暂态电压恢复特性的SVG无功补偿装置优化配置方法

以湖南电网为例,基于PSASP的时域仿真结果,分析了SVG的布点位置对电网暂态电压恢复特性的影响。仿真结果表明,受湖南电网负荷分布特性的影响,分布式SVG配置于湘东和湘南地区对电网具有较好的电压支撑效果;此外,仿真结果还表明,SVG配置在220 kV变电站的低压侧对湖南电网暂态电压恢复特性的提升效果要优于将其配置在500 kV变电站的低压侧。     

SVG电流预测与电压前馈的复合控制方法研究

低压配电网的电源电压常存在三相不平衡和谐波现象,通过脉宽调制(PWM)导致静止无功发生器(SVG)的直流侧电压出现波动,进而影响SVG的输出电流质量。采用预测电流与电源电压前馈相结合的控制方法,预测电流控制实现SVG无功电流的直接控制,电源电压前馈使SVG逆变电压中包含与电源电压相同的负序和谐波分量,通过扰动抵消保证了SVG输出电流波形的对称和正弦。实验结果表明了复合控制方法的有效性。     

考虑降低暂态电压失稳风险的动态无功优化配置方法

为了降低系统动态负荷尤其是电动机负荷比重越来越大带来的电网暂态电压失稳风险,提出了一种考虑降低暂态电压失稳风险的动态无功优化配置方法。综合考虑动态无功补偿装置的安装地点和容量,使得系统暂态电压失稳的风险最小和动态无功补偿的成本最小。该方法首先通过暂态电压失稳风险指标和灵敏度指标确定关键故障集合、动态无功补偿的候选节点,然后将各个动态无功补偿装置的容量作为变量引入烟花优化算法中求解。为了减少优化过程的时间,在优化算法中增加了一个火花筛选的环节。IEEE39节点算例仿真结果表明,该方法与仅考虑动态无功补偿装置地点的优化方法相比,在相同的无功补偿成本下能更好地降低暂态电压失稳风险。     

考虑电压稳定约束的无功补偿优化配置

针对无功优化传统算法和人工智能算法均存在内存不足、收敛速度等维数灾难且难以寻得全局最优解等工程应用问题,提出一种基于静态、暂态电压稳定约束的无功补偿配置方法。通过无功分层分区平衡分析、静态电压稳定分析和暂态电压稳定校核的综合优化,制定合理的无功补偿最终配置方案。通过PSD-BPA电力系统仿真软件对实际区域电网的分析计算表明,采用本方法可以明显提高无功补偿配置的准确性和有效性,避免不必要的投资,减少浪费,同时大大增强了电网抵抗电压失稳风险的能力,提高了电网安全稳定高效经济运行水平。     

考虑有功-无功协同优化的风场、光伏电站储能系统容量配置研究

为促进配网对风电、光伏的消纳,减少因高渗透率的分布式电源导致的电压波动,构建了以储能投资成本、购电成本、弃风弃光成本和网损成本最小为目标的蓄电池储能系统容量优化配置模型.首先,利用具有四象限运行特性的储能系统、有载调压变压器、分组投切电容器组对配网的有功无功进行协同优化.然后,采用融合时空关联特性的极限场景集描述可再生能源出力,使用大M法和二阶锥松弛技术将上述模型转化为混合整数线性规划问题,求解得到储能最优容量配置和有功-无功协同优化策略.最后,以IEEE-33节点系统为例进行分析.仿真结果表明,所提模型和方法能够提高配电网的电压质量和风电、光伏的消纳水平.     

考虑电压暂降影响的逆变型分布式电源优化配置

针对分布式电源配置规划对高电能质量需求的敏感用户考虑不足的问题,提出了一种考虑电压暂降影响的逆变型分布式电源优化配置模型。该模型基于逆变型分布式电源在电压暂降中的模型,综合考虑用户满意度,实现了分布式电源的优化配置。采用改进的布谷鸟算法对该模型进行求解,结果显示,该模型由于考虑了逆变型分布式电源对电压暂降的抑制作用,能够更多地接纳分布式电源的并网,同时抑制电压暂降的影响,实现规划方案的经济性最优。     

考虑电能质量的分布式电源优化配置

针对大量电力电子设备投入电网造成严重电能质量问题的现状,提出考虑谐波畸变和电压暂降损失的分布式电源(Distributed Generator,DG)优化配置方法。该方法以DG配置成本、有功损耗、电压暂降损失最小为目标函数,并在满足配网潮流等式和不等式约束的基础上增加谐波畸变限值的约束条件,建立多目标优化模型,最后采用非劣排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II)求得最优配置方案。通过IEEE 33节点配电网络对此配置算法进行仿真验证,结果证明该方法得到的DG配置方案可有效降低谐波畸变率、暂降损失及网络损耗。     

考虑重构和微电网分区的分布式电源优化配置

电力安全是现代社会有序发展的重要保障。极端自然灾害和人为攻击会导致电力系统的严重破坏,而分布式电源（DG）和微电网是电力系统故障后负荷恢复的关键电源。本文提出了一种分布式电源鲁棒配置模型,用于提高配电系统的弹性。该模型采用三层“防御-攻击-防御”框架对分布式电源的位置和容量进行优化:在第一层中,由防御者制定分布式电源配置决策,在第二层中,针对给定的规划决策,攻击者考虑第三层中的潮流调整与拓扑重构措施,制定最严重的攻击策略对第一层的规划决策进行评估。与传统的弹性分布式电源配置方法相比,该模型考虑了攻击后的拓扑重构和微电网的形成,进一步发挥了分布式电源在负荷恢复方面的作用,同时,采用嵌套列约束生成算法对鲁棒优化问题进行求解。通过算例验证了该模型在提高弹性方面的效果,并展示了联络开关配置对负荷恢复的影响。     

计及不确定性和多投资主体需求指标的分布式电源优化配置方法研究

针对分布式发电在不同发展阶段可能存在不同的分布式电源(distributed generator,DG)投资主体,即配电运营商和用户,分别建立了考虑配电网运营商(distribution network operator,DNO)需求指标和用户需求指标的DG优化配置模型。针对不确定性对DG优化配置问题的影响,在建立相关概率模型的基础上,利用基于拉丁超立方抽样的蒙特卡罗模拟(Latin hypercube sampling based Monte Carlo simulation,LHS-MC)方法进行目标函数计算。模型求解中,采用非劣排序遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm-II, NSGA-II)进行多目标优化计算。在获得不同模型下DG优化配置鲁棒解的基础上,提出一种整体化考虑 DNO 需求指标和用户需求指标的DG优化配置综合分析方法,使优化配置方案在整个发展阶段效益最优。采用33节点配电系统进行仿真,验证了所建 DG 优化配置模型和所提方法的有效性。     

弱电网下采用SVC与SVG补偿后新能源并网变换器的功率传输特性分析

在大规模新能源集中接入电网时,因弱电网线路的无功消耗会导致新能源并网点电压下降。为保证新能源的有效送出,在新能源并网点会集中接入SVC/SVG等无功补偿装置。然而,无功补偿对新能源并网变换器在弱电网条件下功率传输能力的提升力度及关键影响因素尚不明确。该文以新能源并网变换器为研究对象,首先分析它在不考虑无功补偿条件下并入弱电网时的功率传输特性,并重点探讨其极限输出功率的形成机理及其关键影响因素;其次,分析所接入的2种典型无功补偿装置(静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和静止无功发生器(static var generator,SVG))的工作机理,研究考虑无功补偿后新能源并网变换器的功率传输特性,并分析其极限输出功率与短路比、无功补偿装置容量、无功补偿装置类型的约束关系;最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证论文理论分析的正确性。     

计及微电网并离网两种工况的储能容量优化配置

对于并网型微电网的容量配置需同时考虑并离网状态。离网工作时,单靠储能满足微电网长时间内的能量平衡,往往配置容量较大且经济性欠佳。针对离网状态,提出了一种考虑充放电倍率特性的储能与柴油发电机协同配置方案,同时计及了电池的寿命模型。分别给出离网时考虑切负荷率的每个时段储能、柴油机联合出力模型,以及并网时考虑削峰填谷每个时段储能、联络线联合出力模型。以切负荷率和切负荷期望为指标参数,经济性和电网依赖度为优化目标,采用磷酸铁锂电池进行容量配置。最后,采用实际工厂数据进行仿真计算,验证了方法的合理性。     

考虑储能并计及光伏随机性的分布式电源优化配置

分布式电源接入后会给配电网节点电压、潮流以及网损等方面带来一定的影响,为提高分布式电源接入后的系统收益,对分布式电源的优化配置问题进行了研究。分别从综合社会收益和电力公司收益两个角度出发,建立将规划与运行相结合的分布式电源双层规划模型,在下层以综合社会收益和电力公司收益最大为目标的基础上,上层以年化总成本最低为目标对配网的分布式电源的接入点和接入容量进行优化。针对分布式电源的随机性,构建了基于核密度估计和K-means聚类的分布式电源出力典型日场景生成方法。以光伏和燃气轮机为例,基于典型10kV配网进行了计算分析,验证了本文模型的有效性。