基于MPC含分布式光伏配电网有功功率—无功功率协调控制

为应对配电网中光伏出力和负荷需求的波动性和随机性,保证系统的安全与经济运行,提出一种基于模型预测控制的含分布式光伏配电网有功功率—无功功率协调控制方法。该方法将控制过程划分为长时间尺度优化控制和短时间尺度优化控制,不同时间尺度优化控制针对各自的控制目标及控制变量分别执行单独的模型预测控制。长时间尺度优化控制基于光伏出力及负荷需求预测信息,采用多步滚动优化求解有功、无功出力,短时间尺度优化控制以长时间尺度的优化控制结果为基准值,滚动求解有功、无功出力增量。长时间尺度及短时间尺度优化控制模型均为难以求解的非凸、非线性模型,本文将模型转化为二阶锥规划问题实现求解。采用改进的IEEE 33节点配电网系统进行算例分析,结果证明了所提优化控制方法的可行性和有效性。

储能型功率补偿系统的无功功率与动态有功功率解耦控制

为降低柴油发电机组的暂态电压与频率波动,并优化其工作效率,以同步旋转坐标系下的发电机数学模型为基础获得了其输出电压和转速的阶跃响应表达式,证明只对其进行无功补偿难以解决输出电压及转速的动态跌落问题。在此基础上提出储能型功率补偿系统与柴油发电机组相并联的联合供电方案,由储能型功率补偿系统提供无功功率和负载动态变化过程的有功功率从而提高系统的动态电能质量。提出了包括无功功率和动态有功功率参考值的产生方法、有功和无功电流闭环解耦控制策略的总体控制方案,给出了相应的仿真和实验结果,结果表明,加入储能型功率补偿系统后,柴油发电机组的功率因数接近1,不输出无功功率,带动阶跃负载时,其输出电压有效值动态跌落远小于5%,动态电能质量得到显著提高。

含高比例光伏的配电网有功—无功功率多目标协调优化

高比例光伏并网,给配电网有功—无功功率优化带来了新的问题和挑战。因而提出了基于混合整数二阶锥规划的有功—无功功率多目标协调优化模型。首先,利用二阶锥松弛技术,将混合整数非线性规划问题松弛为混合整数二阶锥规划问题。然后,利用ε-约束方法刻画多目标问题的Pareto有效前沿。接着,运用Benders分解方法,将此问题分解为0-1整数线性规划的主问题和仅含连续变量的二阶锥规划的子问题,主—子问题利用Benders割的牵连,交替迭代,直至收敛到最优解。最后,利用改进的IEEE 33节点配电系统进行数值仿真,结果验证了所提模型的有效性。

风电场有功功率控制降功率优化算法

针对风力发电场有功功率控制过程中风力发电机组频繁启停的问题,提出了一种启停风力发电机组最少的风电场有功降功率控制算法,用于改善风电场输出电力的平稳性,减小对电网的冲击。该算法将风力发电机组按对风电场降功率调整的贡献能力分为可控机组和不可控机组两类,分别建立了可控机组停机数量模型及降功率分配模型。应用实验表明,该算法可以保证风力发电场发电有功功率平稳地下降到调度指令或预设的期望输出功率,改善了风力发电机组出现在运行状态和停机状态之间频繁转换的状况,且减小了风力发电机组的实时有功功率控制的超调量。

电压无功功率优化控制中不可行问题的研究

分析了电力系统电压无功实时优化控制中出现的不可行问题，通过引入模糊约束，从一个新的角度对不可行问题进行了处理，最终获得尽量靠近原不等式约束空间的解。文中结合原对偶内点法的特点提出了不可行问题的探测和处理方法，并用模型系统和华东电力系统的实际数据进行了验算。结果表明，文中所提的方法可以有效地探测和处理优化过程中的不可行问题。

电力系统无功功率控制与优化综述

电力系统无功优化是一个非线性混合优化问题,它的目标是在满足约束条件的前提下,使系统的某个指标或多个指标达到最优。本文综合分析了用于电力系统无功优化的各种优化方法,并特别地列出了一些新兴的方法,同时指出了各种方法的优势与弱点,分析了这个领域当前存在的问题。

虚拟同步发电机有功与无功功率控制的研究进展

由于传统并网变流器控制技术忽略了与同步发电机在旋转惯量等特性上的差异,导致并网运行时的频率变化率过快、频率动态性能不佳,提出虚拟同步发电机的控制策略。讨论了当前不同电压控制型和电流控制型的虚拟同步发电机控制策略,并基于同步发电机的运动方程与电气方程原理,具体介绍VSYNC项目方案、VISMA电流控制及电压控制型方案、KHI代数型方案、Synchronverter方案、虚拟惯性频率方案和ISE实验室方案有功功率控制策略,以及对应的惯性、下垂和阻尼控制方法,并对以上研究当中的无功功率控制方法做简要概述。

定子双绕组电动机有功与无功功率独立矢量控制

定子双绕组电动机(DSIM)在大功率拖动领域有着广泛的应用。对其有功功率及无功功率进行控制,不仅可以使该电机获得良好的调速性能,而且能方便的对其进行无功补偿。采用空间矢量分析方法,建立了旋转d-q轴系数学模型。在此基础上提出了有功功率与无功功率独立控制策略并构建了功率控制系统。最后对控制系统进行了计算机仿真,仿真结果证明了该控制系统的可行性。

基于机群划分与深度强化学习的风电场低电压穿越有功/无功功率联合控制策略

在低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)过程中,电网企业要求风电场向系统提供无功支撑;在满足所规定的无功输出基础上,利用风电场剩余容量提供有功功率,对保障系统稳定性意义重大。该文提出一种基于机群划分与改进深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)的风电场LVRT有功/无功功率联合控制方法。首先,将LVRT期间风机的有功/无功控制分为3个阶段,并基于此构建了风机控制模型;其次,根据风机运行特性将其划分至多个机群,在功率分配过程中,对属于同一机群的风机分配相同的控制指令,该步骤大大降低了优化变量个数与优化问题求解难度;然后,提出一种不含评价网络的并行化DDPG(critic-network free based parallel DDPG,CFP-DDPG)深度-强化学习算法框架,确立了基于CFP-DDPG的风电场功率控制框架,设计控制中的状态量、动作量、评价函数、模型训练策略和控制方法;最后,采用我国某实际风电场数据验证方法的有效性,结果表明,机群划分步骤有助于快速准确得到功率分配方案,CFP-DDPG通过改进动作评价方法并引入并行化结构增强了智能体的探索力,有助于取得更优的控制方案。

浅谈参与机组协调控制有功功率变送器的优化

机组的实际负荷即实发功率是机组协调控制系统中的重要组成部分,现代大型发电机组一般都采用有功功率变送器来测量机组的实发功率,这无疑就给参与机组协调控制的有功功率变送器本身的质量、回路的可靠性和DCS逻辑的组成提出了更高的要求。本文介绍了几起由于有功功率变送器本身和回路故障而引起的异常事件,详述了为保证参与机组协调控制有功功率变送器的安全可靠运行,在其回路及DCS逻辑组成上所做的优化方案。

风电机组有功功率集散优化控制系统研究

研究了一种风电机组有功功率集散优化控制策略,并基于此提出一套风电机组有功功率集散优化控制系统开发方案,该系统架设于风电场自动发电控制(automatic generation control,AGC)系统以及风电机组机群能量管理系统(energy management system,EMS)之间,不改变AGC系统与EMS的原有架构,并且可综合考虑风机机群上网电价差异、设备稳定性、发电能力及寿命等因素,以利用上网电价较高、稳定性较好的发电设备为目的,从而实现风电机组有功功率的集散优化控制。

孤立微电网分布式二级功率优化控制

针对传统下垂控制的功率分配精度易受线路阻抗影响的不足,提出一种孤立微电网分布式二级功率优化控制策略。各分布式电源的控制器构成一分布式稀疏通信网络,与邻居控制器交互电压、频率信息。在仅有邻居分布式电源信息的基础上,利用一致性算法得到全网的平均电压和频率,用于二级优化控制。通过优化下垂控制的电压和频率参考值,实现有功功率按照额定容量比例精确分配的目标,并且进行系统电压和频率的调节。由于不存在中心控制器,该策略可靠性较高。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了所提控制策略的有效性及优越性。

电力系统综合节能的有功与无功功率协调优化分析

有功与对应范畴内的无功功率,若预设了分开优化的路径,会耗费掉偏多的能耗。为此,要着力去限缩原初的发电费用,把网损特有的这种费用,分配给这一体系内的发电机。这样一来,就创设了综合态势下的协调优化,创设了可用的协调模型。要求解如上的模型,就应接纳梯度法,把原初的控制变量,限缩在既有的最优解域。与此同时,更替支路类别及关联的节点类别,经由节点电压的预设和处理,化解掉支路潮流特有的越限疑难。

双馈风电场阻尼系统次同步振荡的无功功率控制策略

引入无功-转速型传递函数,推导了双馈风电场无功功率对系统贡献的阻尼系数大小和性质的表达式,并基于分析获得的提供系统正阻尼条件,优化设计无功功率环附加阻尼控制策略抑制次同步振荡。以双馈风电场接入IEEE第一标准测试系统为例,基于Dig SILENT/Power Factory仿真平台对双馈风电场无功功率附加阻尼控制时的系统运行性能进行仿真比较。理论分析和时域仿真结果表明,推导的阻尼系数表达式以及得到的正阻尼范围条件可以有效分析双馈风电场无功功率对系统次同步振荡的作用,提出的风电场无功功率附加阻尼控制策略能在全次同步频段内提供最优正阻尼,且抑制效果优于有功功率附加PSS阻尼控制。

风电集群有功功率控制及其策略

鉴于大规模风电并网的集中控制和精细化调度要求,文中基于区域有功功率分层调度思想,设计了风电调度中心站—风电集群控制主站—风电场控制执行站3层体系架构的风电集群有功功率控制系统,并给出风电集群控制主站和各场站间控制接口的设计方案。继而考虑风电场、分散接入风电机组的调节性能差异,针对运行实际需求提出一套面向集群控制主站的有功功率控制策略,实现风电场有功控制模式的在线决策和相应模式下的有功功率指令值的在线快速计算,并验证了控制策略的有效性。所建系统可实现风电集群内风电场、分散机组的统一调度与监控,并且在充分利用电网接纳风电能力的同时提高集群运行的经济性,有效解决目前风电分散控制导致的资源浪费、协调困难等问题。

基于原对偶内点法的电压无功功率优化

文章以电压无功优化的二次规划模型为基础，对原对偶内点法进行了扩展，使之能处理电压无功优化控制中大量的不等式约束。文章提出了一种壁垒参数的选取方法和控制计算步长的策略，并采用了一种有效的预测校正方法来提高算法的收敛性。

非理想电网条件下PWM整流器优化预测功率控制

模型预测功率控制(MPPC)基于代价函数最小化原则,选取下一时刻最优开关状态作用于系统。然而当电网电压处于不平衡状态时,MPPC网侧电流将发生严重畸变进而对PWM整流器输出性能产生危害。针对此问题,该文将扩展无功功率新定义应用于MPPC,无需复杂的正负序提取和功率补偿算法,获得恒定有功功率和网侧正弦电流。此外,针对传统模型预测功率控制(C-MPPC)存在的开关频率不固定、系统计算量大的问题,提出一种优化模型预测功率控制(O-MPPC)策略。通过对有限控制集优化,减小系统计算量;同时采用多矢量合成方法取代单一矢量作用,将所选矢量开关序列重组优化并计算每个矢量作用时间,解决C-MPPC开关频率不固定的问题,提高系统控制性能。通过与C-MPPC进行对比实验,验证了所提优化控制策略的可行性与优越性。

试析电力系统综合节能的有功与无功功率协调优化策略

将有功功率和无功功率交替优化,会产生更多的能耗。利用梯度法限制原初的控制变量,建立有功和无功功率的优化协调模型,将找到优解。将网损所产生的费用平摊到每个发电机上,可降低发电费用。该文将就电力系统综合节能的有功和无功功率的协调优化进行分析。

风电场有功功率和无功功率控制分析

现阶段,风电场内的风电机组都是遵照自治发电的方式运行,为了保证风电场有功和无功功率输出的波动,保证电网内的平衡,电网在运行过程中必须留出足够的旋转备用容量。主要对风电场有功功率和无功功率控制进行了分析。

区域电网电压及无功功率优化综合自动控制系统的研制

区域电网电压及无功功率优化综合自动控制系统是在实时监控系统的支持下，在所控范围内自动实施整个网络的电压及无功功率优化控制的程序软件。文中以沧州电网作为调控对象，介绍了该系统的控制原则和软件编制。