低压配电网分散无功补偿与扩大线径协调优化计算

针对低压配电网馈线末端节点电压偏低的问题,提出了低压配电网分散无功补偿与扩大线径协调优化计算模型。目标函数综合考虑了安装无功补偿装置和更换导线的投资成本以及降低配电网损耗的经济效益,约束条件包括配电网运行约束,以及无功补偿点补偿容量和扩大线径支路截面积的上下限约束。采用凸松弛技术对优化模型中的整数变量进行连续化处理,并结合问题特点降低需要引入整数变量的数目。根据低压配电网潮流计算结果选择电压损耗大的支路作为扩大线径候选线路,同时以所有负荷节点作为候选无功补偿点,计算得到分散无功补偿与扩大线径的协调优化方案。以某个实际低压配电台区为例,计算结果验证了所提出方法得到的协调优化方案比单纯无功补偿方案具有更高的经济效益,电压质量也更好。     

暂态电压安全预防控制优化的轨迹灵敏度法

建立电力系统暂态电压安全分析的微分代数方程组模型,并提出求解其预防控制优化问题的暂态电压安全约束最优潮流模型。在该模型中,暂态电压安全约束包括防止系统发生暂态电压失稳和暂态电压延时恢复2个方面;目标函数为系统运行费用最小;控制变量为发电机的有功输出、无功输出、有载调压变压器变比和并联电容器组投入电纳。基于轨迹灵敏度法,得到暂态电压安全约束函数与控制变量之间的近似线性增量关系,从而将优化控制模型转化为非线性规划模型。引入二次罚函数处理变压器变比和并联电容器组电纳等离散控制变量,并采用非线性原对偶内点法求得优化模型的解。对IEEE39节点系统的分析计算验证了所提出的优化模型和算法的正确性和有效性。     

暂态电压安全紧急切负荷控制优化研究

建立电力系统暂态电压安全分析的微分代数方程组模型,并推导出负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗模型时切负荷控制的表示方法.提出暂态电压安全紧急控制优化的数学模型:暂态电压安全约束包括防止系统发生暂态电压失稳和暂态电压延时恢复两个方面,目标函数为控制费用最小,控制变量为切负荷比例.采用轨迹灵敏度描述暂态电压安全约束函数与控制变量之间的近似线性增量关系,从而将优化控制模型转化为线性整数规划模型.并采用一种启发式优化算法求得模型的近似最优解.对IEEE 39节点系统的仿真计算验证了所提出模型和算法的正确有效性.     

基于集合经验模态分解和编码器-解码器的风电功率多步预测

准确的风电功率预测对于推动风电大规模并网具有积极意义,现有的研究多集中于超短期范围内的单步预测。为了实现更加贴近工程应用实际的风电功率多步预测,提出了一种基于集合经验模态分解和编码器-解码器的风电功率多步预测方法。首先采用k均值聚类算法对风电机组进行聚类,然后引入集合经验模态分解算法对机组群功率序列进行分解,从而提取风电场功率的时空分布特征,通过预先搭建的基于门控循环单元的编码器-解码器预测网络实现风电功率的超前多步预测,最后将各预测值重构获得风电场总功率的预测值。利用某风电场的真实数据进行算例分析,结果表明所提算法在超前1～6 h不同应用场景下的预测性能均优于其他传统模型,预测准确度提升了6.45%～13.56%。     

电力负荷动特性分类方法研究

负荷特性的分类与综合是负荷模型实用化的关键,是解决负荷建模中负荷特性随机时变性问题和区域分散性问题的有效途径。文中深入分析了负荷动特性分类方法,系统阐述了负荷动特性分类特征向量的种类和基本要求。明确指出:以实测响应空间作为特征向量空间必须对实测响应进行时间坐标的标准化;以模型参数空间作为特征向量空间必须选择参数稳定性好的辨识算法;以标准电压激励下的模型响应空间作为特征向量空间必须选择具有好的内插外推能力的模型结构。最后,通过一个含有20个现场实测样本的分类实例比较和分析了3种特征向量空间的分类结果,并推荐使用实测响应空间作为负荷动特性分类的特征向量空间。     

考虑暂态电压安全的STATCOM安装地点选择和容量优化

建立考虑多故障暂态电压安全的静止同步补偿器(STATCOM)安装地点和容量优化的数学模型。通过特定故障后系统母线电压恢复到0.75 pu以上的时间确定敏感母线,综合考虑敏感母线和系统区域平衡确定STATCOM的安装地点。STATCOM容量优化模型以多台STATCOM容量之和最小为目标,以故障切除后1 s母线电压恢复值不低于0.75 pu作为系统暂态电压安全约束,通过计算节点电压分别对于各台STATCOM容量的轨迹灵敏度,将暂态电压安全约束转化为关于STATCOM容量的线性不等式约束,进而采用线性规划方法可解出满足多个故障下系统暂态电压安全要求的STATCOM容量。最后,通过IEEE9节点和39节点系统的仿真计算验证了所提出STATCOM安装地点和容量优化方法的正确性。     

考虑分级电压控制作用的静态电压稳定裕度计算

提出了一种分级电压控制条件下静态电压稳定裕度的计算模型,所计算出的稳定裕度代表一次三次电压控制周期内系统由初始点到达临界点所能增加的最大负荷.该模型通过引入先导节点电压和区域无功水平的相关等式约束来反映分级电压控制作用,并引入互补约束来处理由发电机无功出力达到极限所引起的发电机节点与先导节点的节点类型转换问题.对该模型运用预测校正原对偶内点法求解,分别计算了IEEE 39节点系统在三种负荷增长模式下实施分级电压控制前后的稳定裕度,并分析了实施分级电压控制的一种特定情况下临界点时系统各先导节点的状况,计算分析结果表明了该模型的合理性.     

考虑综合负荷动态模型的小干扰电压稳定研究

构建了简单电力系统考虑综合负荷感应电动机并联恒阻抗动态模型的电压稳定分析的微分代数方程组(DAE)模型.推导出系统线性化小干扰方程状态矩阵的解析表达式.对PV曲线上一些平衡点进行小干扰分析的结果表明系统静态传输功率极限点并不是系统的小干扰电压稳定极限点.分析了PV曲线上小干扰电压稳定极限点的位置与综合负荷模型参数变化的关系,结果表明其位置与参数kd、r2和s0的值有很大关系,实际系统的综合负荷参数处于kd很大、或r2很小、或s0很大的运行工况时将比较容易发生电压失稳.     

主动配电网分布式无功优化控制方法

随着配电网中分布式电源的渗透率不断提高,配电网运行和控制面临诸多新挑战。集中式控制的成本高、通信要求高、可靠性差,不适应主动配电网的实际需求。基于分区协调控制和凸优化的思想,提出了一种主动配电网分布式无功优化控制方法。此方法以网络有功损耗为目标函数,考虑配电网潮流方程约束、各节点电压上下限约束和分布式电源无功出力上下限约束。以简化的支路潮流方程将非凸的无功优化控制问题转化成凸二次规划问题,以物理分区的形式对凸二次规划问题进行分布式计算求解。每个控制区域都配有一个独立的控制器,每个控制器仅对所控制区域数据进行测量,并且只收集相邻控制器的边界协调信息,采用同步型交替方向乘子法进行分布式优化计算,得到各区域分布式电源的无功优化控制策略。最后以IEEE 33和IEEE 69系统为例,仿真计算结果验证了该方法的正确性和有效性。