计及光伏波动性的主动配电网双层有功无功协调优化

针对含有高比例分布式电源的配电网在源荷不确定性和协调多种无功补偿设备等方面存在的问题,提出一种主动配电网双层有功无功协调优化策略。该策略首先针对离散型出力的有载调压变压器和电容器组,以网损和电压偏差为目标,建立上层优化模型;其次,下层优化模型通过储能出力平抑光伏的有功波动,同时通过调整静止无功补偿装置、光伏逆变器弥补光伏并网点的无功缺额,以配电网的有功波动和光伏并网点的电压偏差为目标,并采用改进的多目标粒子群优化算法求解该模型;最后,通过IEEE 33节点算例验证所提策略的有效性。该优化策略不仅提高了有功与无功的协调性,且实时性强,不依赖精准的设备控制,使配电网的经济性和可靠性得到提升。

基于安全强化学习的主动配电网有功-无功协调优化调度

提出一种基于离线策略的安全强化学习方法,通过离线训练大量配电网历史运行数据,摆脱了传统优化方法对完备且准确模型的依赖。首先,结合配电网络参数信息,建立了基于约束马尔可夫决策过程的有功无功优化模型;其次,基于原始对偶优化法设计了新型安全强化学习方法,该方法在最大化未来折扣奖励的同时最小化成本函数;最后,在配电系统上进行仿真。仿真结果表明:所提方法能够根据配电网实时观测信息,在线生成满足复杂约束条件且具有经济效益的调度策略。

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。

计及有功–无功功率协调控制的2层微电网优化调度模型

为协调微电网内不同种类的微源、缓解风电和光电的波动性给微电网调度所带来的干扰,提出了1种计及有功–无功协调控制的2层微电网优化调度模型。该模型的第1层为日前调度计划模型,求解以发电费用最小为目标的混合整数非线性规划模型,获得系统运行的参考值;第2层为实时调度控制模型,基于线性规划的交叉迭代方法求解,实现有功–无功功率的协调控制,保证微电网功率平衡。通过算例验证所提模型及方法,结果表明:实时调度控制能有效降低日前调度计划无法精确考虑的不确定因素的干扰,适用于微源出力和负荷大幅波动的情况,且系统电压不会剧烈变化。

计及分时电价的电缆配电网多时段二阶段有功与无功协调快速鲁棒优化调度方法

同时计及分时电价、经逆变器接入配电网的分布式电源有功与无功调节能力、调节设备动作代价及电缆对地分布电容电流,以购电与调节设备动作总费用最小为目标函数,考虑运行约束,基于支路潮流方程构建电缆配电网有功、无功多时段二阶段混合整数二阶锥鲁棒优化模型,并提出一种基于割平面的主、次问题交替迭代求解方法。不同于现有列与约束生成算法,利用所提方法求解主问题时无需增加新的变量与约束条件,利用所提方法求解次问题时只需针对每个时段进行求解,极大降低了求解复杂度与所需计算机内存。4节点、IEEE 33节点与P&G 69节点配电网算例仿真结果验证了所提方法的性能。

多能互补下水电站有功功率协调控制特性研究

【目的】研究多能互补运行方式下水电站有功功率协调控制特性。【方法】构建多能互补调节模式下水电站有功功率控制模型,用电网考核标准评估响应能力,分析不同水头、各调节参数对水电站协调控制特性的影响,并用遗传算法对各参数进行优化。【结果】水电站在低水头下调节性能较好,在高水头下易发生出力振荡,调节性能变差;脉冲周期越大越容易发生出力振荡;最大脉宽越小水电站调节特性越好;最小脉宽影响调节精度;脉宽计算参数与调速器积分时间常数越小调节越快,但易振荡,其越大调节越稳定但跟踪能力差;用遗传算法得出的最优参数,实时出力跟踪好,且满足电网考核。【结论】水电站在高水头工况下有功功率协调控制能力较差,且调节易产生超调和振荡;机组调节参数对水电站协调控制能力影响较大,若取值不当则会导致调节性能变差;利用遗传算法对调节参数优化能有效提高多能互补系统功率调节品质。

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。

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。

考虑新能源不确定出力的有功无功协调降损控制策略研究

在高比例新能源接入电力系统的背景下,电网安全、经济的运行面临着巨大挑战。该文考虑风光出力的不确定性,建立有功无功协调优化的多目标优化模型。运用拉丁超立方抽样(latin hypercube sampling,LHS)场景生成法和Kantorovich距离的场景缩减技术,得到典型日的风电和光伏出力;建立以系统运行有功网损和电压偏移最小的多目标综合优化调度模型,采用传统的鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)与粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)相结合的鲸鱼群(WOA-PSO)算法求解该模型,得到Pareto解的分布;根据优化结果制定无功补偿装置的投切功率以及储能系统充放电策略,达到提升系统电压稳定性与平缓新能源出力波动的效果,减少功率在线路上的损耗,实现电网的安全、节能运行;在改进IEEE30节点系统上进行实验分析,验证所提模型与求解算法的有效性与合理性。

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。

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。

基于混合整数二阶锥规划的主动配电网有功–无功协调多时段优化运行

通过日前多时段优化,可以为主动配电网中的分布式电源、无功补偿装置和储能装置安排合理高效的生产计划,以达到调节电压水平、提高能源资源利用率、节能降损的目的。首先建立基于三相Distflow潮流的辐射状配电网有功–无功协调动态优化模型。该模型考虑分布式电源出力、储能装置充放电功率、电容器阻投切等连续和离散决策变量,是一个典型的混合整数非凸非线性规划。该类模型缺乏严格高效的求解方法。为此,采用二阶锥松弛技术将其中的三相潮流方程进行凸化松弛,使得优化问题转化为可有效求解的混合整数二阶锥规划模型。最后,采用扩展的IEEE 33节点三相测试系统仿真计算,利用MOSEK等算法包求得电网中各设备动作时刻和投运容量,验证了所提方法寻优稳定、松弛精确、计算高效等特性。

基于有功—无功协调优化的主动配电网过电压预防控制方法

分布式发电接入配电网,可能引起过电压从而限制其并网能力。针对配电网的运行特点,文中提出了采用三相配电网模型的过电压预防控制方法。首先,采用电压对节点注入功率的三相灵敏度,分析了配电网中利用有功—无功协调控制电压的必要性;然后,基于三相模型,提出了综合调度分布式发电(DG)和无功补偿设备的优化模型。最后,采用IEEE 123节点三相标准测试系统的数值仿真表明,文中方法可以满足不对称主动配电网的运行要求,有效提高配电网消纳DG出力的能力。

高比例光伏接入的配电网分布式运行优化技术

高渗透率光伏和储能并网的现代配电网具有规模庞大、设备众多、运行工况复杂多变的特点,传统的集中式优化方法不再适用。与此同时,有载调压变压器、并联电容器等均为传统离散设备,导致配电网有功无功功率协调优化模型呈现非凸特性,而当前通用分布式算法仅适用于求解凸模型。为解决该问题,提出了计及模型非凸特性的配电网分布式有功无功功率协调优化方法。以提高配电网运行经济性为目标,利用随机规划理论进行光伏有功功率不确定性刻画,建立配电网分布式随机有功无功功率协调优化模型。针对所建模型的非凸特性提出基于交替寻优过程的分布式算法,实现该模型可靠求解。最后通过PG&E69节点系统进行算例分析,验证了所提分布式有功无功功率协调优化方法的有效性以及分布式算法的可靠性。

基于场景法的配电网有功–无功协调优化

随着风电、光伏等可再生能源接入比例的升高,使得配电网运行和控制面临着巨大挑战。综合考虑风光储模型,并计及了风光荷的不确定性、风速与光照强度预测误差的相关性,结合多项式正态变换方法(three-order polynomial normal transform,TPNT)、拉丁超立方采样(Latin hypercube sampling,LHS)技术产生样本,并基于同步回代缩减法(synchronous back reduction,SBR)进行场景缩减,建立了基于场景法配电网有功–无功协调优化模型。利用二阶锥松弛(second order cone relaxation,SOCR)技术和大M等方法,将原始模型,即混合整数非线性非凸(mixed integer nonlinear programming,MINLP)模型,转换为混合整数二阶锥规划(mixed integer second-order cone programming,MISOCP)模型,可直接调用MOSEK求解器求解。在改进的IEEE 33配电系统上进行算例仿真,验证了所提方法的精确性、合理性。

考虑可控光伏系统的配电网有功-无功协调优化

利用传统无功优化手段,并结合光伏电源有功与无功功率输出能力,实现配电网有功-无功协调优化,以促进光伏消纳和降低损耗。首先,建立了混合整数非线性非凸模型,并运用二阶锥松弛技术将其转换为混合整数二阶锥规划(mixed integer second order cone programming,MISOCP)模型;其次,利用奔德斯分解方法将MISOCP模型分解为主问题和子问题,两问题经奔德斯割交替迭代求解,提高了计算效率;最后,在改进的IEEE 33节点系统上进行算例分析,验证了光伏逆变器优化调度(optimal inverter dispatch,OID)策略的优越性以及所提方法的鲁棒性、精确性与快速性。

基于极限场景分析的电力系统有功功率和备用协调调度

针对电力系统有功备用在调用过程中因线路传输容量不足而无法投入使用的问题,提出一种基于极限场景分析的有功功率和备用协调调度方法。首先,建立考虑备用可用性的优化调度模型。然后,基于连续贪婪算法,提出计及备用调用时机组出力调整范围的极限场景生成方法。最后,将模型分解为预测场景下的备用经济性分配主问题和若干极限场景下的备用可行性校核子问题,进行迭代求解。通过在新英格兰10机39节点系统的测试结果表明,所提方法不仅可以有效解决备用可用性问题,还可以识别影响备用可用性的关键线路和时段。

基于均值-方差-偏度的配电网有功-无功随机模型预测控制

针对高比例具有不确定性的可再生能源接入对配电网安全经济运行带来的挑战,提出一种基于均值-方差-偏度的有功-无功随机模型预测控制协调优化策略。首先,在综合考虑有功和无功成本的基础上,基于Fish⁃er-z变换的拉丁超立方采样生成可再生能源出力场景集,进而构建表征不确定性下收益的期望-偏度模型和表征不确定性风险的方差模型。然后,建立权衡收益和风险的三阶近似矩效用函数,提出基于均值-方差-偏度的有功-无功随机模型预测控制协调优化框架。最后,基于线性化潮流方法对所提模型进行线性化处理,在改进的IEEE-37节点系统进行仿真验证。结果表明,所提策略能够有效应对可再生能源不确定性对配电网经济运行与电压质量的影响。

基于改进粒子群算法的主动配电网有功无功协调优化控制

针对主动配电网有功无功协调优化控制过程中受到网络环境的影响,导致主动配电网的运行稳定性下降,为此提出了基于改进粒子群算法的主动配电网有功无功协调优化控制。根据主动配电网接入系统的连接原理,以电压稳定性和运行经济性为优化目标,表征了配电网运行状态并计算出电力系统的网损,将系统的潮流方程、无功补偿容量和状态变量作为约束条件,构建了主动配电网有功无功协调模型,利用改进粒子群算法的寻优策略,对配电网有功无功之间的平衡点进行了线性化处理,通过建立时滞微分方程,消除了网络环境对主动配电网有功无功协调优化控制过程的影响,结合射影反馈控制系统,实现了主动配电网有功无功的协调优化控制。实验结果表明,基于改进粒子群算法的协调优化控制方法在控制误差方面具有很好的性能,还可以提高协调优化控制的效率。

考虑新能源接入的配电网两阶段有功无功协调降损方法

随着新能源的大规模并网,因其具有的波动性和不确定性,给配电网的降损工作带来新挑战。提出基于二阶锥规划的配电网日前日内两阶段有功无功协调降损方法。利用二阶锥规划对潮流模型进行松弛,并对非线性离散设备进行线性化,使该问题成为一个非凸的混合整数规划问题;考虑配电网有功无功的强耦合性,在日前阶段通过有功无功协调配合降低配电网的网损,并利用日前阶段慢响应设备的优化结果以及日内短时间尺度的新能源出力预测,对配电网系统进行日内阶段的滚动无功降损优化,保证系统安全运行的同时也满足了经济性需求;通过在改进的IEEE 33节点系统上进行仿真计算,验证所提方法的可行性。