基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method, HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。     

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method, HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。     

新能源大规模接入下乡村配电网电压在线控制方法

新能源电力具有波动性和随机性,乡村配电网接入新能源电力后,电压存在不稳定问题,无功电压控制容易出现偏差。为提高无功电压控制效果,研究了乡村新能源电网中的无功电压控制方法。为DCS系统中的控制器模块设计软件算法,通过雅可比矩阵确定配电网无功电压变化的灵敏度指标,并据此确定中枢节点;依据中枢节点划分无功源控制空间,并在空间内对动态分区后的DCS系统进行配电网分区控制;在波动分区内构建含分布式发电（distributed generation,DG）的配电网无功电压补偿的数学模型;采用熵权赋权法确定电压调节综合权重,以电压控制偏差最小为最佳优化目标,指导乡村区域电网内的无功电压控制。测试结果表明：该方法可将乡村地区居民用户电压稳定控制在220 V左右,且控制偏差较小,全时段提升了乡村配电网的供电质量。     

考虑微电网参与的主动配电网分区 自动电压控制策略

由于可再生能源出力的间歇性与随机性给配电网电压控制带来了挑战,因此本文提出了一种考虑微电网参与的主动配电网(ADN)无功电压分区与控制策略。通过潮流计算,获得电压灵敏度矩阵,采用聚类算法构建分布式微电网在ADN中的控制空间,确定微电网主导的可控区域集合。在自动电压控制(AVC)系统的框架上,提出了考虑微电网参与电压柔性控制的AVC系统。通过该系统可合理调度微电网与传统无功补偿设备协调运行,并对ADN进行无功补偿,实现控制区域柔性且快速的自动电压控制,提升ADN电压质量。最后,通过IEEE33节点系统验证了所提策略的有效性。     

含可再生分布式电源参与调控的配电网动态分区实时无功优化方法

可再生分布式电源高比例接入,其出力随机性叠加负荷波动性,极大地增加了配电网无功电压调控难度。结合风电、光伏等可再生分布式电源的动态无功调节特性,提出配电网动态分区实时无功优化方法。基于配电网辐射状结构特性,根据支路末端节点性质逆向初步合并,以最大模块度函数为衡量指标进行初始分区,并根据实时运行状态和无功储备约束调整分区,形成可满足动态无功调节的最佳分区方案,然后执行分区实时无功电压调控。最后,以IEEE33节点系统为例通过MATLAB编程进行仿真分析,结果表明:日内实时控制与动态分区相结合,有效提高系统无功电压控制快速性和精确性。     

含风电场的电力系统电压控制分区

提出了含风电场的电力系统电压控制分区的一种新的方法。将风电点出力离散为多个场景,并求取其期望场景。根据风机出力的特点修正了系统的无功电压灵敏度矩阵,然后根据电压幅值对于无功功率的灵敏度定义了电力系统各个节点的电气距离,再将其映射到一个多维空间中,依据此空间电气距离并应用免疫-中心点聚类算法将各节点进行归类。把问题转化为数学上的空间聚类问题。在新英格兰10机39节点进行仿真,其结果显示该方法能够合理地解决风机出力的随机性与系统分区要求尽量稳定的矛盾。     

基于AP聚类的含分布式光伏的配电网分区方法

分布式光伏(Distributed Generation Photovoltaic,DGPV)接入配电网(Distribution Network,DN),其出力具有随机性和波动性,为配电网分区带来了挑战。为获得稳定的全网分区,提出了一种基于AP聚类的分布式光伏接入配电网的分区方法。首先,针对分布式光伏接入配网其出力对电压的影响,提出了一种适用于除平衡节点外所有节点的综合电气距离指标;其次,考虑以离散概率分布处理光伏出力,建立节点间电气距离期望矩阵作为分区依据,采用AP聚类对除平衡节点外的所有节点进行分区,以IEEE-123节点系统对上述方法进行了验证,结果表明所提方法的有效性和可行性。该分区方法优于以往方法,降低了将PQ节点与PV节点分别进行分区处理的复杂度,且避免了人为确定聚类数目带来的人为主观性,并将分布式光伏出力的随机性和波动性考虑在内,具有广泛的适用性。     

含分布式电源的配电网无功补偿分区平衡优化调节方法

提出一种含分布式电源的配电网潮流可行解调节方法。在配电网进行无功控制分区的基础上,定义了配电网分区负载率,然后设计考虑电压自动控制系统AVC站配协调控制的无功平衡优化调节方法。具体包含:配电网无功补偿分区平衡优化调节方法和变电站AVC站配协调调节方法,并且在调节过程中前者优先于后者。对于前者模型采用免疫遗传算法进行求解,对于后者采用直接法进行计算。所提方法通过对配变低压侧无功补偿柜、分布式电源进行无功补偿分区平衡和变电站AVC的电压协调控制,调节出无功分区平衡、各个节点电压满足合格要求、有功网损较低的潮流可行解。成都某实际10 kV 55节点配电网的仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于二阶锥规划的含分布式电源配电网动态无功分区与优化方法

分布式电源大规模接入所造成配电网电压质量问题一直受到极大关注。针对分布式电源大规模接入所产生的局部区域电压严重偏高问题,提出配电网动态无功分区的方法,构建了配电网无功优化模型。利用锥规划对原优化问题进行了简化并转化为二阶锥规划模型。为解决求解难度大的问题,提出了考虑动态无功分区的求解方法。考虑不同无功分区的分布式电源接入特点和运行特性,构建电压灵敏度矩阵,计算确定配电网节点电压变化量,提出电容器组、静止式无功发生器(statle var generator,SVG)等无功补偿装置的运行策略并优化其在各种运行条件下的无功功率值。分别以IEEE33节点和东莞地区某53节点的配电网为实例进行了计算,验证了无功优化的二阶锥规划方法的适用性和可行性,分析了动态分区对配电网无功优化以及电容器组和SVG等无功补偿装置运行策略的影响。     

挖掘光伏无功能力的配电网无功电压协调控制策略

在高渗透光伏接入多电压等级配电网中,针对低压分布式光伏无功能力没有被充分利用和高/中/低压配电网无功电压未整体协调优化的问题,提出了一种充分挖掘光伏无功能力的多电压层级配电网无功电压协调控制策略。在低压配电网中,对于暂不具备通信网络,无法实现统一调度的光伏逆变器,采用3种就地自主电压控制模式进行实时无功电压控制;在多电压层级配电网无功电压协调控制模型中,考虑包括具备通信网络的光伏逆变器在内的各种无功源,建立电压分区和主导节点选择模型,设计上层全局优化和下层分区优化的双层协调控制策略,该策略充分挖掘了光伏无功对配电网电压的调节能力,实现对整个配电网的无功电压精准控制。将所提策略应用于江苏某220 kV主变区域实际系统,验证了其无功电压控制和消纳光伏发电的优势。     

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。     

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。     

基于分布式光伏集群协同优化的配电网电压控制策略

随着分布式光伏在配电网中渗透率的增加,负荷与光伏出力波动等原因引起的配电网电压越限问题日益凸出。为此,提出一种基于分布式光伏集群协同优化的配电网电压控制策略。首先,通过电气距离模块度指标对配网进行集群划分;然后,通过无功电压灵敏度矩阵选取各集群的主导节点,并利用集群电压偏差度判定各集群电压状态。危险集群的光伏逆变器采用就地控制模式调压;安全集群的光伏逆变器采用可变功率控制模式。利用集群之间无功电压的灵敏度,将安全集群与危险集群进行协同配合,从而使整个配电网电压运行在安全域内。最后,根据某实际配电网41节点系统的算例证明,基于光伏集群协同优化的配电网电压控制策略,比统一下垂控制和统一功率优化控制的效果更佳,能够有效提升配电网电压质量。     

计及分布式电源输出特性的有源配电网重构方法

针对含分布式电源的配电网重构算法将分布式电源等效为恒功率因数输出模型,未考虑节点电压变化对分布式电源无功出力影响的问题,提出一种考虑分布式电源不同输出特性的配网重构方法。首先对分布式电源进行分类并建立等效模型,该模型充分考虑了节点电压对分布式电源无功出力的影响,能够根据节点电压确定不同属性的分布式电源无功出力。再使用自适应烟花算法对配网重构进行寻优求解,对重构后的系统网损和节点电压进行对比分析。含分布式电源的IEEE 33节点典型测试系统的仿真结果对比验证了所提模型的有效性和真实性。     

基于快速搜索与发现密度峰值聚类算法的含有分布式光伏的配电网电压分区协调控制

随着大量分布式光伏并入配电网,重要负荷节点电压越限的紧急情况更容易发生,这对当前潮流状态下电压控制的快速性提出了更高的要求。考虑电压集中控制方式控制过程复杂且传统的分区方法耗时较长等问题,首先以节点间的综合电压灵敏度为基础计算节点电气距离,根据电气距离构建节点相似度矩阵,并采用快速搜索与发现密度峰值聚类算法对配电网进行快速分区;然后考虑本地光伏独立调压能力的不足,提出了一种先无功后有功的电压分区协调控制策略;最后通过IEEE33配电网算例的仿真结果验证了该分区方法的快速性和电压分区协调控制策略的有效性。     

基于图论的主动配电网双阶段电压控制

对分布式电源实施主动管理可以减小其出力间歇性和随机性给配电网造成的负面影响,但这也对配电网的电压控制提出了更高的要求。首先介绍了主动配电网电压控制的特点,采用图论对主动配电网的网络结构进行描述。提出了主动配电网双阶段电压控制方法,该方法是通过优化系统中各分布式电源的无功出力共同协作将电压控制在规定范围内。最后,在8节点和30节点配电系统验证了所提方法的有效性和实用性。     

集成可再生能源发电的配电网无功优化模型

可再生能源规模化接入配电网已经成为共识。针对大量可再生电源以及电力电子器件所导致的配电网无功波动、网损增加以及电压波动等系列问题,提出了一种基于改进自适应粒子群算法的集成可再生能源的配电网无功优化方法。通过对风机以及光伏系统出力进行建模,获得其出力预测数据;建立含有电压越限罚函数的集成可再生能源的配电网无功优化模型;引入了电压稳定指标的概念,对配电网各个时段的电压状况进行评价;并通过改进的自适应粒子群优化算法进行模型求解;利用改进的IEEE-33节点系统进行了仿真验证。仿真结果表明文中提出的模型能够有效地降低网损,减少电压波动,保证电网的稳定运行,可以为后续的无功优化提供参考与借鉴。     

基于无功电压分区的电压越限解决方案

提出了一种分区处理电压越限的解决方案。传统的无功电压分区往往需经过多次分区及调整过程,文中通过牛顿拉夫逊潮流计算得到灵敏度矩阵,将PV节点和平衡节点加入由灵敏度矩阵形成的电气距离矩阵中,利用SAS(Statistical Analysis System)聚类分析只需一次聚类求取初始分区结果,再按照每个分区含有无功源的原则对分区结果进行优化调整。针对节点无功电压调节灵敏度不同的特点,提出了由电气距离矩阵确定电容器最佳配置地点和系统发生电压越限时无功调节设备的动作次序的方案,将系统有功网损和电压合格率作为目标函数来确定无功设备的最优动作值。通过IEEE30算例系统表明分区处理电压越限可以减少无功设备的动作次数和加快越限节点电压的恢复,验证了该方法的有效性。     

计及分区动态无功储备的无功电压控制模型与方法

当前电网无功电压自动控制算法未能很好地提高系统电压稳定性。以电压控制分区动态无功储备作为系统电压稳定性的量度,提出一种无功电压控制优化模型。通过计算各分区关键节点的电压-无功曲线得到无功源的有效无功储备,以故障下无功源出力的最大变化量作为各分区最小无功储备,将分区动态无功储备作为目标函数和约束条件加入优化模型中,以达到在保证电压稳定裕度的同时减少系统有功网损和实现电压控制的目的。IEEE 118节点系统的仿真结果和在某实际电网自动电压控制系统中的应用表明,所提出的模型与方法是有效的。     

含分布式发电的配电网有功-无功综合优化

为克服配电网中风力发电机和光伏电池出力随机波动、负荷变化带来的电压变动,研究了多种分布式电源接入配网后的电压控制问题。以分布式电源出力随机波动和负荷变化时每个时段的电压偏差和网损最小,以及尽量减少大电网向配电网输送有功为目标函数建立电压控制模型,采用粒子群优化算法对微型燃气轮机和燃料电池等出力稳定的分布式电源进行有功和无功综合优化,在保证电压质量的情况下减少对环境的污染。通过对IEEE33节点系统和一个实际算例系统分别进行仿真计算,结果表明该控制方案能在有效提高配电网电压水平的基础上提高环境效益。