考虑风电随机性的交直流系统协调二级电压控制方法

为了应对风电随机波动导致的送端电网潮流大规模变化、换流母线电压扰动,进一步导致换流站离散设备额外动作,提出考虑风电随机性的交直流系统协调二级电压控制方法:首先通过定义功率相对偏差来描述风电波动程度,筛选出二级电压控制中不能忽略风电功率波动的特征时段;然后采用k-means聚类方法得到特征时段风电出力的典型场景;最后利用概率场景法来表示风电的随机性,借助机会约束法解决不确定性优化问题。基于修改的IEEE39节点算例系统进行仿真并验证所提方法的有效性。

计及无功耦合的多分区关联协调二级电压控制方法

为克服区域间无功耦合对二级电压控制产生的影响,以国内自动电压控制主站集中控制模式为前提,提出一种计及区域间无功耦合的协调二级电压控制方法。该方法在原有协调二级电压控制二次规划模型的目标函数和约束条件中分别引入区域外受控发电机无功调节量,建立多分区关联协调二级电压控制模型。借助非合作博弈的思想,将这个问题描述为古诺模型,并采用内点法求解多分区关联协调二级电压控制的古诺模型获得纳什均衡解。这个问题的纳什均衡解既保留了各个区域独立控制又实现了各控制区域之间的协调。在新英格兰39节点系统和某省级1 004个节点电网上的稳态仿真结果表明,所提方法克服了中枢母线电压在调控过程中的振荡,证明其能有效解决全网各区域二级电压控制之间的协调问题。

求解多目标协调二级电压控制的简化强化学习方法

以最小化分区内主导节点电压偏差和发电机无功出力比例的方差为目标,建立多目标协调二级电压控制模型,可协调变电站容抗器与发电机自动电压调节器的动作。针对其控制特点和在线优化的要求,提出一种简化强化学习求解方法。为了加快奖励值的传播速度,该方法定义了新的状态函数,并在主循环之前利用全局搜索来实现初始值定位和状态空间的自主压缩,从而极大地提高搜索效率;在主循环的搜索过程中采用基于状态敏感度的自适应学习阶段划分准则,实现学习经验搜索与利用的平衡;将单次动作的变量选择范围扩大到所有控制变量,使得在有限循环次数下的搜索尽可能覆盖到整个状态空间。为了反映系统的当前偏好信息,引入实时权重系数的概念,并在求得帕累托前沿后根据实时权重选出最优控制。算例分析分别从帕累托前沿质量、优化时间、收敛率以及实时权重的控制效果四个方面验证了简化强化学习方法和实时权重系数的优越性。

考虑LCC-HVDC设备额外动作要求的协调二级电压控制方法

随着特高压直流输电工程的不断投运,直流近区电网高/低电压问题以及交流滤波器和换流变压器的频繁动作问题已经引起广泛关注,如何实现交直流设备电压无功协调控制已成为交直流混联电网自动电压控制(automatic voltage control,AVC)策略亟待解决的关键问题,这对提升系统运行的电压安全性以及直流调压设备的动作寿命具有重要意义。在充分考虑直流系统运行方式与控制行为相对独立的基础上,以利用交流系统的控制手段改善直流换流站离散设备动作频次为主导思路,提出了一种考虑电网换相换流器高压直流(line-commuted converter high voltage direct current,LCC-HVDC)设备额外动作要求的交直流协调二级电压控制方法。所提方法具有以下特点:1)增加了控制角的安全运行约束与交流滤波器投切的死区约束,并基于计及换流器电压无功特性的交直流系统潮流方程推导了其灵敏度量化关系,从而有效降低了交流滤波器和换流变压器额外投切的风险。2)将换流母线作为附加的中枢节点,引入其电压偏差最小化为控制目标,提高了换流母线电压的稳态控制水平,增强了交直流混联系统的电压安全性。通过IEEE 39节点修正系统的算例仿真,验证了所提方法的有效性。

协调二级电压控制的研究

电网的快速发展对电压/无功的协调控制提出了更高的要求,二级电压控制(SVC)是一种较为有效的提高电压稳定性的方法,目前已经发展到了协调二级电压控制(CoordinatedSecondaryVoltageControl,CSVC)。文章介绍了CSVC的主要原理,研究CSVC的控制策略,并给出了控制策略的求解方法。以一个仿真实例说明,协调二级电压控制通过协调控制系统内的无功功率电源,使其作用达到最优化,是提高电压稳定性的有效途径。

双馈风电场群协调二级电压控制策略

针对双馈风电场群接入电网的电压稳定性的问题,结合双馈风电场无功备用容量和协调二级电压控制原理的介绍,提出适用于双馈风电场群接入地区的协调二级电压控制策略,依据河北南网某实际风电系统为例仿真表明,该方法能够使双馈风电场群无功裕度更大、无功出力更均衡。

针对直流闭锁故障的协调二级电压紧急控制模型

针对直流闭锁故障提出一种改进协调二级电压控制模型,并利用南方电网实际运行数据对其控制效果进行验证,结果表明稳态协调二级电压控制模式有助于改善大容量无功补偿装置造成的分区内发电机无功出力严重不协调的情况,另一方面却基于主导节点电压变化甚微而无法实现电压恢复,因而控制效果有限;紧急协调二级电压控制模式能够实现在全网范围内多种控制手段的协调动作,并根据电网实际运行情况实时制定控制策略,避免传统直流闭锁联动控制造成的动作过量或欠缺的情况,仿真结果证明它能够明显改善直流闭锁故障后的功率转移并迅速实现电压恢复。

电力系统二级电压控制的合作博弈模型

现阶段分层分区的电压控制手段,面临多个耦合区域间的协调问题。从博弈论角度,把二级电压控制各分区视为博弈主体,建立基于个体理性的合作博弈模型,各分区寻求高效的联盟组成以改进控制效果。合作的主体有共同优化目标;联盟间以非合作博弈的纳什均衡作为控制策略,可以计及区域间的无功耦合并保证控制的稳定性。提出了不可转移效用合作博弈的解法,理论上证明了模型纳什均衡的存在性。IEEE 39节点系统稳态仿真表明,合作博弈模型能有效协调区域间的无功控制手段,改善二级电压控制的各项性能指标。