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DFIG无功优化控制的直流换相失败暂态过电压抑制

当高压直流系统发生换相失败时,送端电网电压呈现“先低后高”连续变化的特征,风电机组动态控制不佳,严重时会造成脱网。为克服传统国标控制策略未考虑电压连续变化特征下的控制“空白区”问题,揭示了换相失败暂态过电压的形成机理并分析了其暂态形态特性;在传统国标控制策略的基础上,引入无功电流系数细化电流指令并利用转子侧换流器进行优先分配,确定了基于双馈感应发电机(DFIG)无功优化的故障穿越控制策略。基于MATLAB/Simulink仿真平台对所提控制策略进行验证。结果表明相较于传统国标控制策略,所提控制策略能够进一步抑制换相失败恢复阶段的暂态过电压现象。

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。

含风电场智能电网AVC系统电压无功控制方法研究

针对当前含风电场智能电网AVC系统运行过程中电压不稳定问题,本文深入研究了其无功控制方法。首先,引入双馈感应风机,并建立含风电场智能电网双馈感应风机稳态模型;随后,通过应用粒子群算法,实现对AVC系统的无功人工智能优化;同时,结合L指标理论,将电压稳定性作为核心目标,构建相应的目标函数及约束条件,从而实现对AVC系统的电压稳定控制。通过实例证明,应用控制方法后比应用前电压稳定性L指标显著降低,表明新的控制方法可以有效促进系统整体运行的稳定性。

自动电压控制系统影响的分布式风电场线损优化方法

根据风电场的内部结构,建立风电场电气模型,给出其最低线损目标函数,以风电场自动电压控制的无功为控制变量,实现了风电场线损最优控制的目标,可以适应电压、有功变化,直接应用到风电场的运行中,能有效降低风电场在站内传输过程中的线损,提升风电场的经济效益,具有较好的推广价值。

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。

配电网无功补偿优化控制对分布式光伏线路电压的影响

分布式电源(光伏、储能、水电、风电、生物质发电等)在全社会用电负荷中的占比越来越高,分布式电源点附近电压大幅抬升,合理的无功补偿可降损节能和提高电压质量。提出一种配电网无功补偿优化控制方法,通过对候选补偿节点进行筛选,排除部分无效节点,从而快速、有效地确定配电网中待补偿节点个数,再以不同的无功功率分布下有功损耗最小为目标确定补偿点位置和容量,实现配电网的最佳无功补偿,改善线路电压。

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。

基于自注意力PPO算法的智能配电网多设备协同无功优化控制策略

针对智能配电网无功可调控资源多样化场景下的快速趋优难题,提出了一种基于多头自注意力近端策略优化算法的多设备协同无功优化控制方法。首先,将无功优化问题建模为马尔可夫决策过程;然后,在深度强化学习框架下使用多头自注意力改进近端策略优化(PPO)算法对策略网络进行优化训练,算法采用多头自注意力网络获取配电网的实时状态特征,并通过剪切策略梯度法动态控制策略网络的更新幅度;最后,在改进IEEE69节点系统进行仿真验证。结果表明,所提算法的控制性能优于现有先进强化学习算法。

无功电压优化集中自动控制系统(AVC)在唐山地区电网的应用与实践

在自动电压控制AVC(automatic voltage control)过程中,全网无功优化是核心和基础,因而AVC中的无功优化对计算速度和鲁棒性有着更高要求。AVC系统是一个集散控制系统,即集中决策分层控制SCADA(supervisory control and data acquisition)核心数据处理控制系统。以唐山某地区电网为例结合电网谐波的影响,从应用与实践的角度对AVC系统实现进行了研究和开发。研究结果表明:自动电压控制系统的应用降低了电网损耗和设备的动作次数,提高了母线电压合格率和功率因数的等效果。

溧阳抽水蓄能电站自动电压控制AVC子站逻辑与功能浅析

随着大机组、特高压电网的形成,电压不仅是电网电能质量的一项重要指标,而且也是保证电网安全、稳定和经济运行的重要因素。通过接收调度命令能够实现发电机组自动无功分配、自动调压控制的自动电压控制(AVC)系统的应用也成为一种趋势和必然。文章介绍了溧阳抽水蓄能电站AVC子站的总体架构组成、逻辑实现、功能策略。

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。

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。

低压不平衡配电网电压无功实时优化分析

现阶段对于电压无功控制的研究讨论,更多地集中在三相平衡网络模型上,仅针对单一电压等级,导致低压配网两侧分布式电源与负荷耦合效果不佳的问题始终得不到有效解决。基于此,文章围绕低压不平衡配电网电压无功实时优化开展分析讨论,基于线性规划,凭借静止无功发生器(SVG)及光伏逆变器(PVI)的协调控制降低电压偏差,并进行了经过仿真验证分析,证明该方法切实可行。

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。

基于电压无功控制模型的光伏电网储能分析

在含高比例光伏并网配电网中,设计了一种基于电压无功控制模型的光伏电网储能模型。模型外层选择电池储能系统(battery energy storage systems, BESS)位置和容量,内层为BESS有功和无功功率分配。在IEEE 28节点系统上进行验证。结果表明:BESS的功率分配完成优化后,无功功率损耗与有功功率损耗的均降低幅度20%左右。系统电压波动在电压无功控制及BESS设备协同调度影响下不断减弱,进一步促进电能质量的提升,大大降低了系统能量需求。

电网厂站端自动电压控制(AVC)系统逻辑设计与应用

自动电压控制(Automatic Voltage Control,AVC)是现代电力系统控制的重要功能,厂站端母线电压自动调节功能对电网的安全与稳定有着重要影响。本文介绍了AVC系统基本原理和自动电压控制技术理论依据,根据现场AVC工程技术经验总结,对AVC系统结构与通信、AVC子站系统信号与数据流向进行了总结与分析设计,提出了厂站端AVC投退与安全逻辑、增减磁控制逻辑的设计方案,并结合华东电网某抽水蓄能电站现场调试工程应用对所提厂站端AVC系统逻辑设计方案进行了验证,在工程上对AVC逻辑设计与应用具有指导意义。

基于抽蓄电站自动电压控制系统的改进无功分配策略研究与应用

为了解决抽水蓄能电站现有自动电压控制系统无功分配算法的不足,提出一种改进无功裕度分配策略。通过各台机组无功限值和当前值,考虑单次调节过后的无功实时值,计算各台机组的惟一无功增量解,并通过同向判定剔除与电压目标调控方向不一致的无功目标。该策略可应用于抽水蓄能电站自动电压控制系统,在电压-无功调控过程中合理分配站内机组的无功功率,提升机组运行的经济性和电压稳定性。

基于重力储能的电网无功优化及电压控制研究

为解决新型电力系统中高比例可再生能源接入后电网节点的电压问题,提出一种考虑重力储能的电网无功优化及电压控制方法。从理论层面分析了重力储能功率模型和重力储能无功补偿原理,建立了以节点电压总偏差最小为目标函数的无功优化和电压控制数学模型,以潮流、系统运行和储能功率作为约束条件,采用基于竞争机制的粒子群优化算法进行求解。仿真算例验证,该方法具有实用性和有效性。