含VSC-HVDC的交直流系统无功优化

已有的交直流系统无功优化模型和算法对含电压源换流器的高压直流输电(Voltage Source Converter Based High Voltage Direct Current,VSC-HVDC)不再适用。针对VSC-HVDC的特点研究了含VSC-HVDC的交直流系统无功优化模型,此模型在数学上需要求解非线性非凸优化问题;为提高全局寻优能力及计算效率,提出一种变换算法,可将原问题转化为混合二次规划问题予以求解。最后仿真算例验证了所提方法的有效性和高效性。     

交直流混合输电系统的无功优化

提出了交直流混合系统的无功优化模型,优化控制变量不仅包含传统的交流部分的发电机无功输出、补偿电容器容量、变压器分接头,而且还引入直流部分换流器的控制电压、控制电流、控制功率以及换流变压器变比。模型运用PSO算法进行优化求解。引用IEEE中9节点算例表明该模型是正确的,该算法是收敛、有效的。     

交直流混合输电系统的无功优化

提出了交直流混合系统的无功优化模型,优化控制变量不仅包含传统的交流部分的发电机无功输出、补偿电容器容量、变压器分接头,而且还引入直流部分换流器的控制电压、控制电流、控制功率以及换流变压器变比.模型运用PSO算法进行优化求解.引用IEEE中9节点算例表明该模型是正确的,该算法是收敛、有效的.     

含VSC-HVDC的交直流互联系统无功优化策略

针对含VSC-HVDC的交直流互联系统无功优化问题,提出一种改进的含VSC-HVDC交直流互联系统无功优化模型。首先,对VSC-HVDC的稳态模型进行分析,综合考虑交流线路、换流器、直流线路约束和柔性直流控制方式影响,建立以网损最小为目标的含VSC-HVDC交直流互联系统无功优化模型;然后,为简化优化模型的复数运算,以交流系统的有功功率、无功功率及节点电压平方作为系统的状态变量,构建了改进的含VSCHVDC交直流互联系统无功优化模型,以提高交直流互联系统的无功优化效率。最后,通过修改后的IEEE标准系统进行仿真分析,结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

交直流系统离散无功优化精确化方法的研究

高压直流输电近年来在大容量电能传输中得到广泛的运用,其在经济性和运行特性方面有着突出的优点,利用交直流混联系统在各区域电网之间互联成为一种重要的输电方式。交直流系统的最优潮流(optimal power flow,OPF)特别是无功优化是系统的一个重要的研究方向,解决无功优化问题中的离散变量的优化问题一直是计算中的一个难点。本文以交直流系统的节点功率平衡方程和直流网络方程为基础,结合无功优化的理论,设计出一种解决离散变量问题的内点算法,以系统网损最小为目标函数进行无功优化计算,通过两个算例,验证了该算法解决交直流系统无功优化中离散变量优化的可行性。     

基于GA、PSO结合算法的交直流系统无功优化

提出了交直流混合输电系统的无功优化模型,求得考虑到电压指标、有功网损等因素的综合效益最佳方案。优化控制变量不仅包含交流部分的发电机无功输出、补偿电容器容量、变压器分接头,还引入直流部分换流器的控制电压、控制电流、控制功率,以及换流变压器变比。根据遗传算法(GA)收敛效果好以及粒子群算法(PSO)收敛速度快的特点,将两者结合对模型优化求解。计算结果表明:该模型是正确的,算法是收敛、有效的。     

基于内点法和遗传算法相结合的交直流系统无功优化

为简化传统交直流混合系统潮流计算方法,提出了一种改进算法。该算法采用Gauss-Seidel迭代法求解直流系统,通过调整换流变压器的变比以使换流器的触发角运行在合适的值域,再与交流系统交替迭代求解。针对遗传算法适合处理离散变量但容易陷入局部最优而内点法具有方向性但不适合处理离散变量的不足,提出一种内点法和遗传算法相结合的混合算法对交直流系统无功优化模型求解,交流系统中少量的离散控制变量及直流系统控制变量采用遗传算法求解而交流系统中大量的连续控制变量则采用内点法求解。混合算法结合了两种算法的优点,可以方便地处理离散变量且具有明显的方向性。通过实例仿真验证了该算法具有收敛性好、运算速度快等优点。     

考虑换流站独立控制约束的交直流系统静态无功优化方法

交直流互联电网的三级电压控制结果应当满足换流站运行的独立控制方式,为此,提出一种考虑换流站独立控制约束的交直流系统静态无功优化方法.新模型以三级电压控制周期内直流功率及离散调压设备保持初始运行状态不变为基本假设,在常规交直流系统静态无功优化模型基础上,进一步考虑了直流系统就地无功平衡的死区控制约束以及直流配套电源的非固...     

基于非线性内点理论的交直流系统无功优化新模型

在交流侧有载调压变压器(Load tap changing transformer,LTC)支路中引进虚拟节点,并通过虚拟节点的电压来表示有载可调变压器支路功率方程;对于直流系统,在换流变压器的理想变压器和换流阻抗之间引进一个虚拟节点,虚拟节点电压幅值等一些变量被用来表示换流器支路方程;耦合方程把不同坐标系下的方程耦合到一起,由此建立了交直流混合系统无功优化问题的二阶新模型。预测-校正原对偶内点法被用来实现这个无功优化问题,该模型的海森矩阵在优化过程中是恒常矩阵,只需要计算一次,这样缩短了内点法的计算总时间。通过测试系统对新模型与传统模型进行仿真计算比较,结果验证了所建模型有较好的收敛特性。     

考虑换流站损耗特性的交直流系统多目标无功优化控制

交直流互联系统中各个直流输电通道在输送大量电能的同时,也会产生很大的电能损耗。通过协调优化多回超/特高压直流输电系统的电压无功控制措施,能够有效地降低整个交直流系统运行的损耗电量。提出一种考虑换流站详细损耗特性的交直流系统多目标无功优化控制方法,以包括换流站内部各主要设备损耗的整个交直流输电系统总网损和所有关键节点电压偏差平方和的最小化为目标,建立交直流互联系统的多目标无功优化控制模型。提出一种自适应加权和算法,结合GAMS/CONOPT解法器求解得到多目标优化问题的均匀分布的帕累托最优解集。并根据各个最优解的模糊隶属度和熵权信息从帕累托前沿曲线中确定出折中最优解,作为多目标无功优化控制方案。通过对某个6056节点交直流互联系统的计算表明,所提出的算法求得的帕累托最优解集分布均匀,且所获得的多目标无功优化控制方案能够有效降低换流站运行损耗,提高关键节点的电压质量。     

计及直流功率日调节次数约束的交直流系统无功优化实用化方法

目前大多数交直流混联系统无功优化计算方法还无法考虑直流输电功率调节次数限制,影响了无功优化计算的实际应用。将计及直流功率日调节次数限制的交直流系统无功优化问题的求解分解为96个时间断面的连续无功优化计算、直流输电功率曲线的阶梯化和在确定各个时段直流输电功率情况下的连续无功优化计算3个阶段,较好地解决了交直流混联系统无功优化计算工程化问题。最后用南方电网500 k V主网架系统数据进行了测试,验证了该算法的合理性。并分析了不同直流功率日最大调节次数取值对无功优化计算的影响。     

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.     

交直流系统的换流器动态相量模型

建立准确而有效的换流器数学模型是研究大规模交直流混联系统动态特性的关键问题。分析在交流系统不对称情况下,换流阀导通时刻偏移和三相换相角不平衡的HVDC换流器动态特性。由此,提出基于序分量的适用于各种运行工况及故障的改进换流器动态相量模型,该模型突破了传统换流器动态相量模型的应用局限性。将其应用于贵广Ⅱ回HVDC系统详细模型和CIGRE HVDC系统标准模型的交直流系统动态特性的全面仿真计算,与应用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件得到的仿真结果相比较,结果表明该模型准确有效。     

交直流输电系统中换流器直流侧的无功功率

为准确分析计算交直流输电系统的无功功率,采用基于任意周期电压电流的无功功率数学模型,推导了交直流输电系统的无功功率模型,阐述了交直流输电系统中无功功率的物理本质。利用实时仿真软件PSCAD/EMTDC对一个典型的交直流输电系统建模并分析计算其仿真输出波形及数据,求得电路中的有功功率、无功功率,证明了无功电压、电流偶对概念的普适性和基于任意周期电压电流的无功功率数学模型的通用性。指出电路中无功功率的物理本质就是不同频次电压电流的相互作用,并且满足能量守恒定律。     

南方电网交直流混合输电系统动态潮流仿真计算

针对调度员培训系统的仿真要求,根据直流系统分层的特点建立了系统和极两层对象,在直流系统这一层次上建立了其接线方式的描述,用以控制直流系统电气方程的建立.可以实现对直流系统不同运行接线方式的模拟以及分层控制的模拟,基于动态潮流的原理对直流系统进行建模,考虑了高压直流的频率特性,实现了基于动态潮流技术的交直流联合系统的仿真,为调度人员提供了逼真的交直流联合输电系统的培训环境.     

考虑风电接入的交直流互联电网动态最优潮流

针对考虑风、火协调的交直流互联电网日前经济调度问题,提出了时空协调、主子迭代的复杂交直流互联系统建模及求解框架,以降低该高非线性问题的求解复杂度。通过精细化考虑交流潮流、直流输电系统稳态运行特性、双馈风电机组及无功补偿装置特性等运行约束条件,建立了风、火、直流线路协调优化的日前动态最优潮流主、子问题模型,在确保日前计划潮流、电压不越限的前提下,为有功、无功协调优化奠定了模型基础。为求解该复杂非线性优化问题,文中基于Benders分解法提出了主、子问题并行高效迭代的求解算法,在保证求解最优的前提下,有效提高了求解效率。算例分析从安全性、经济性、收敛性、高效性等方面验证了文中所述模式、模型和求解方法的有效性。     

交直流混合运行电力系统动态稳定分析中直流准稳态线性化模型的研究

建立了小干扰动态稳定分析的直流系统准稳态模型线性化方程,并比较分析了直流系统分别采用准稳态线性化模型与直流恒定功率模型对交直流混合运行电网动态稳定的影响。计算结果表明,直流系统准稳态线性化模型可以用于交直流系统低频振荡分析中,而且,在不考虑直流附加控制的情况下,直流系统分别采用准稳态线性化模型和恒定功率模型计算得到的低频振荡特征值差别较小,为简化计算,工程应用时可以采用恒定功率模型来简化直流系统。     

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。