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。     

考虑时间相关性的电动汽车充电站负荷概率建模及场景生成

由于受到车主出行行为和交通路况等随机因素影响,电动汽车(electric vehicle,EV)充电站负荷具有很强的随机性。建立描述EV充电站负荷随机性的概率模型,对配电网的安全运行分析具有重要意义。以EV充电站一天负荷曲线中每个时段的负荷为随机变量,依据历史数据,选择拟合精度最高的通用分布函数建立每个单时段负荷的概率分布模型。由于EV充电行为的持续性,相邻时段充电站负荷具有相关性。先根据各时段负荷的相关性将一天96个时段分为若干个连续时段集,每个连续时段集里面多个相邻时段负荷之间的相关性较大,再采用Pair-copula方法以D藤结构建立每个连续时段集里面多个相邻时段负荷的联合概率分布模型。基于Pair-copula联合概率分布模型抽样生成计及相关性的一天各个连续时段集的负荷场景,并采用波动趋势和波动大小作为表征生成负荷场景波动性的指标来衡量所生成场景的合理性。最后,以深圳市某EV充电站的实际历史数据为例,验证了所提出方法的有效性。     

高压配电网建设规模的评估指标体系及其应用研究

为评估配电网建设规模,指导配电网建设规划及投资,提出以变电容量、座数和线路总长度、条数等为配电网建设规模定量评估的规模因子,全社会用电量及其用电构成、最高负荷、人口、城镇化率、GDP及其构成、人均可支配收入等为配电网规模发展的影响因素,运用灰色关联度分析和层次分析法原理,建立起完整的配电网建设规模评估指标体系及其综合模型。以统计年鉴数据为基本依据,将该评估指标体系应用于湖南12个地市电网“九五”建设规模的评估,分别从各规模因子以及综合规模,对各地区电网发展进行建设规模裕度的量化评估研究,得出科学合理的结论。文中工作对指导配电网规划及其投资具有理论和实际意义。