基于实时灵敏度分析的湖南电网无功电压优化控制系统

摘要:基于能量管理系统(EMS)平台的湖南电网无功电压优化控制系统采用省调中心决策层和厂站端执行层两层系统结构。该系统采用面向母线的电网模型,以厂站为核心进行数据库设计,在系统状态估计数据基础上,实现实时计算每个厂站(节点)的灵敏度,并由此产生无功电压优化调整的控制决策。此外,还采用了控制计时器技术、精简控制指令技术、数据可靠性检查技术、双重电压限值技术,这些实用技术确保了该系统的可靠性和实用性。

广西电网无功电压优化控制系统

详细分析广西电网电压无功控制的现状、存在问题,提出了解决广西电网电压无功优化控制的建设方案是集中控制优化方案。它由实时数据进行在线优化分析和计算,分级分区产生无功控制的策略,在确保电网与设备安全运行的前提下,从全网角度进行在线电压无功优化控制,实现无功补偿设备投入合理和无功分层就地平衡与稳定电压;实现电压合格率最高和输电网损率最小;最终实现电厂无功电压调节、变电站有载调压变压器分接头开关调节、集中无功补偿设备投切协调控制;从而实现对电网内电厂无功电压、变电所的有载调压装置和无功补偿设备的集中监视、控制和管理;实现对全网电压无功优化运行的实时闭环控制。

地区电网无功电压优化控制系统

介绍一种基于改进遗传算法与专家系统相结合的地区电网无功电压优化控制系统。该系统对简单遗传算法进行了一定的改进 ,并将其应用于地区电网的无功优化控制 ,与此同时 ,将基于灵敏度分析的专家系统应用于地区电网的电压校正控制。同时分析了影响该系统运行的若干因素 。

基于遗传算法和专家系统的地区电网无功电压优化控制系统

介绍了一种用软件方法实现的地区电网无功电压优化控制系统,该系统对简单遗传算法进行了一定的改进,并将其应用于地区电网的无功优化控制,与此同时,将基于灵敏度分析的专家系统应用于地区电网的电压校正控制。

无功电压优化控制系统在南平电网的应用

地区电网无功电压优化控制系统以全网线损尽量小、各节点电压合格率尽量高为目标,控制对象为各变电所有载调压变压器分接头调节与电容器投切。借助调度自动化的SCADA功能,实现对全网无功电压的优化和集中自动控制。应用表明,该系统可有效地提高电网各节点的电压合格率,减少线损,产生较好的效益。

计及IGBT结温约束的光伏高渗透配电网无功电压优化控制策略

光伏电源参与配电网无功电压调节是提升光伏高渗透配电网运行经济性和可靠性的有效手段,但光伏电源提供无功支撑会使得光伏电源IGBT最大结温升高、结温波动加剧,进而影响光伏电源和配电网的安全稳定运行。为此,该文提出一种计及IGBT结温约束的光伏高渗透配电网无功电压优化控制策略。首先,利用CatBoost算法计算IGBT结温,提高了IGBT结温计算效率,避免了传统结温算法对IGBT热模型参数的依赖;然后,建立考虑IGBT结温约束的有源配电网多目标无功优化模型,利用二分法求解IGBT结温约束下的光伏电源最大输出功率,实现了IGBT结温约束向二阶锥约束的转换;最后,利用IEEE33节点典型配电系统验证了所提策略在光伏高渗透配电网无功电压优化、光伏电源运行可靠性提升方面的有效性,并提出了综合考虑配电网网损、光伏电源可靠性的光伏电源IGBT结温限值整定原则。

基于无功源控制空间的自动电压控制系统聚类分区方法及关键节点选择

自动电压控制(AVC)系统在降低电网损耗、维护电网稳定等方面发挥重要作用。在应用AVC系统时,需要对电网进行分区控制从而达到全局最优的控制目标。该文提出一种基于无功源控制空间的AVC系统聚类分区方法,在构建节点导纳矩阵、建立无功源控制空间的基础上,实现聚类分区。在完成分区后,选择中枢节点和临界节点作为子分区的关键节点。通过保证关键节点的电压水平稳定,实现输电网的可靠运行。

光伏配电网中储能与电压无功控制装置的优化运行

在含高比例光伏(PV)并网的配电网中,将电压无功控制(VVC)装置与电池储能系统(BESS)相结合,提出一种双层优化方法,可实现最优选址定容和实时调度。所提方法通过多个VVC装置和BESS的协同运行来最小化能量需求。模型外层是用来选择BESS的位置和容量,内层是用来确定PV逆变器和BESS逆变器的有功和无功功率分配,以及VVC装置的运行设置。在IEEE-33节点系统上进行验证,结果表明,所提方法在减少电压越限的同时,还有效降低了系统能量需求。

新能源高比例接入下电网无功电压优化控制研究综述

针对无功电压优化控制技术的应用,总结新能源高比例接入环境下电网无功电压优化建模方法,主要分为多时间尺度无功电压优化、分层分区电压优化、有功无功电压协调优化、基于模型预测控制的无功电压优化。分析无功电压优化求解数学方法,主要分为随机变量处理方法和无功电压优化模型求解方法。结合“源-网-荷-储”结构变化、能源互联网发展趋势和电力市场改革现状,从多维度“源-网-荷-储”协调电压控制、多异质能源协同优化控制、市场环境下“源-网-荷-储”协同优化出发,对未来研究进行了展望。

基于灰狼算法的变电站二次设备电压无功优化控制方法

现有的变电站二次设备电压无功优化控制方法依赖人工经验进行参数调整和优化,具有一定的主观性,导致变电站二次设备电压无功优化控制收敛速度较慢。因此,文章提出了基于灰狼算法的变电站二次设备电压无功优化控制方法。通过处理变电站二次设备的电压基础数据,构建了一个基于灰狼算法的无功优化控制函数,并制定了约束条件,以实现变电站二次设备电压无功优化控制。实验结果表明,相比于基于比例-积分-微分(Proportion-Integral-Differential,PID)控制算法的变电站二次设备电压无功控制方法和基于模糊控制算法的变电站二次设备电压无功控制方法,所提出的变电站二次设备电压无功优化控制方法的收敛速度更快,应用效果更好,具有实际应用价值。

基于集群动态划分的配电网无功电压自律-协同控制

针对高渗透率分布式光伏接入配电网导致的电压越限问题,以及传统集中式控制面临的通信延时、计算量大与控制设备过多等问题,提出一种基于集群动态划分的配电网无功电压自律-协同控制方法。首先,建立日前集中式无功电压优化模型,安排离散无功补偿设备投退计划,日内调度以节点电压偏差最小为目标建立日内无功电压滚动优化模型,结合同步型交替方向乘子法实现各集群间的分布式协调控制;然后,通过群内本地电压实时控制抑制群内节点电压的波动;最终,以改进的IEEE 33节点系统及某地实际60节点配电网为例,验证了该方法的正确性与有效性。

电网电压不平衡下的D-PMSWG系统MPC-VSG时域优化控制

当电网电压不平衡时,传统的VSG恒定有功以及恒定无功控制策略,在电网电压跌落和恢复期间频率响应和暂态稳定性欠佳。为解决这一问题,提出了一种电网电压不平衡下的直驱永磁同步风力发电(D-PMSWG)系统MPC-VSG时域优化控制策略。该策略将不平衡电网电压下的虚拟同步机控制(VSG)与模型预测控制(MPC)相结合,并对VSG转子运动方程的转子角频率与转矩建立了MPC预测模型,通过优化预测时域,调整了频率环节、阻尼环节和反馈控制惯量环节系数,得到了最优预测时域输出向量以及下一时刻的控制输入向量。与传统方法相比,所提出的方法在电压跌落、电压恢复瞬间的频率响应,以及功率的暂态特性,都得到了良好的改善。最后,在Matlab/Simulink中验证了不同控制目标下该控制策略的正确性和有效性。

计及多光储一体机的配电网电压优化控制策略

大规模分布式光伏接入配电网易造成并网点电压越限,威胁配电网安全稳定运行。面向计及多光储一体机的配电网提出一种集中式优化与分布式实时控制相结合的电压优化控制策略。首先建立配电网集中式滚动优化模型,制定各光储下个时段的电压和功率参考;然后提出基于电压灵敏系数的分布式电压实时控制方法,制定就地无功下垂曲线、分布式无功电压支撑和就地有功功率控制逻辑;最后通过IEEE33节点算例验证所提控制策略的可行性和有效性。所提电压控制策略能够有效解决电压越限问题,并具备源荷功率随机波动下的自适应调压能力。

考虑光热光伏混合电站内外双重电压安全的两阶段无功优化控制

针对实际运行的大规模光热光伏混合电站并网后面临的“内忧外患”电压问题,既受电站内部节点电压状态的影响,也受外部电网系统静态电压稳定状态的影响,提出一种考虑光热光伏混合电站内外双重电压安全的两阶段无功优化控制方法。首先,通过静态电压稳定裕度、节点电压均衡度和无功储备裕度3种指标表征混合电站电压安全状态。然后,结合小时级长时间尺度的光伏出力预测信息,在第I阶段实施有载变压器和电容器慢速调整。针对分钟级短时间尺度内的光伏出力波动,以混合电站内的光伏发电单元、光热发电单元和静止同步补偿器为第II阶段的优化控制对象,实现快速精细化电压调节。所提方法能有效避免全站设备频繁参与优化调整,从而提高控制效率。最后,通过测试系统验证分析结果表明:通过两阶段无功控制协调,所提方法能够抑制光伏出力的波动冲击,有效降低站内电压安全越限和失稳风险。

基于动态虚拟电抗的虚拟同步机系统有功环电压动态补偿策略

为解决新型电力系统中的虚拟同步机(Virtual synchronous generator,VSG)在电网电压跌落时出现的功角暂态失稳和过电流问题,对采用VSG控制的并网换流器暂态控制策略进行了改进。为降低故障期间有功功率的参考值进而实现VSG的功角暂态稳定控制,根据VSG的功角特性、有功功率参考值与功角稳定性之间的关系,引入电压动态补偿,并利用相图曲线理论分析了控制策略参数选取对暂态稳定的影响。为限制故障发生瞬间和故障切除瞬间的冲击电流、保证故障期间VSG系统的暂态功角稳定、实现故障限流,提出了一种以指数形式变化的虚拟电抗模型,确定了虚拟电抗的投切参数。仿真实验结果验证了改进策略的有效性。

基于多Agent技术的分布式电压无功优化控制系统

全网电压无功控制是一个复杂的、分布式的优化控制问题,为了更好地解决这个问题,文章提出了基于多Agent技术的分布式电压无功优化控制系统,该系统符合电压无功控制装置分散配置的特点,Agent之间相互协调,根据辅助问题原理进行全网并行无功优化计算,数据通信量少,收敛速度快。Agent根据优化计算结果自动调整电压无功模糊判据的控制范围,进行电压无功实时控制,自学习能力强。该系统功能强大,具有较高的适应性、灵活性、智能性和可扩展性。

考虑多目标的变电站电压无功控制方法优化研究

电压无功控制能保证地区电网安全、优质和经济运行。针对传统变电站自动电压控制(automatic voltage control,AVC)方法仅考虑电压和无功是否合格,容易造成设备反复动作的情况,提出一种新的10 kV AVC方法。本文以电压、无功合格率和主变分接头、电容器动作次数为决策变量,兼顾系统的安全性和经济性,建立计及多因素的配网AVC方法优化模型,设计基于粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)的AVC方法优化步骤。以某变电站为案例进行分析,案例验证了本文方法在保证电压和无功合格率的同时,能有效降低设备动作次数,为电网调度员在进行电压无功控制时提供了优化方案。

分布式电压无功优化控制系统的设计与应用

分布式电压无功优化控制系统采用Extended Ward对控制系统以外的电网进行等值,以网损最小为目标函数,对控制系统进行无功优化计算,实现了配电系统区域网电压无功优化的实时在线控制和监测功能,使区域网的电压无功控制达到最优,改善了用户电压质量,降低了线路损耗。同时,还具有电压合格率、供电可靠性统计及线损指标分析、谐波分析、运行监控等功能。该系统在山东省济宁电业局经1年多试运行,效果良好。

一种基于专家知识的电力系统电压/无功分级分布式优化控制分区方法

本文对电力系统电压分级分布式优化控制模式下的电力系统分区方法进行了研究，提出了一种基于专家知识的向上分红归类的分区算法，并通过对子区域无功电源储备指标的动态校核，进一步保证了系统分区结果的合理性和子区域电压／无功的可控性。

区域分布式电压无功监测与优化控制系统

区域分布式电压无功监测与优化控制系统采用分层、分布式的网络结构,最底层为电压无功补偿装置。介绍了系统主要的控制、管理、数据采集、故障(检测、记录、保护等)处理功能。系统以网损最小和电压水平最好为目标函数,对系统进行无功优化。阐述了潮流、安全约束条件,说明了实现配电系统区域电压无功优化的实时监测与控制调节的几种情况。该系统的投运可解决分散就地电压无功补偿装置监控难、维护难的问题,又可改善配电网的电压质量。