几种AVC系统电压无功灵敏度计算方法比较

为提升实际AVC系统电压无功灵敏度的计算精度,文章用一个算例来模拟实际AVC系统中电压无功灵敏度的计算过程,分别采用边界节点上直接挂PQ等值机、常规Ward等值、缓冲Ward等值以及考虑灵敏度一致性的外网静态等值四种外网等值理论来计算目标区域的电压无功灵敏度,并将计算结果与精确值进行比对。结果表明,边界节点上直接挂PQ等值机、常规Ward等值两种等值方法所计算出的电压无功灵敏度精度较差,而缓冲Ward等值以及考虑灵敏度一致性的外网静态等值理论所计算出的电压无功灵敏度精度较好。

基于动态无功电压灵敏度的有源配电网移动式储能优化调度

随着城市负荷尖峰以及分布式电源渗透率的持续攀升,有源配电网存在负荷峰谷差进一步增大以及电压越限的风险。移动式电池储能系统(MBESS)具备时间-空间灵活性和四象限输出能力,考虑其有功出力参与削峰填谷、无功出力参与电压调节,提出了一种基于电压灵敏度分析的有源配电网MBESS的优化调度方法。首先,针对MBESS出力与接入位置之间的耦合影响,推导定有功功率条件下满足仿射关系的无功电压修正灵敏度;其次,考虑不同网络结构下不同节点电压的调整需求,提出一种动态无功电压修正灵敏度的计算方法,旨在确定MBESS的时序最优接入方案;然后,构建充分考虑运行经济性与可靠性的MBESS双层优化调度模型;最后,以IEEE 33节点配电系统为例,采用增强烟花算法对所提模型进行求解,结果表明所提方法能够在保证MBESS具备较好经济效益的同时,有效减小负荷峰谷差以及提升配电系统的整体电压水平。

基于数据挖掘的电压无功灵敏度分析及应用

通过对海量自动电压控制系统的历史调节信息进行数据挖掘分析,确定不同负荷水平下,母线上无功补偿设备的无功输出量与母线电压之间的灵敏度系数,计算求得母线在不同负荷水平的电压无功灵敏度历史值。同时根据自动电压控制系统的实时调节信息,计算求得母线的电压无功灵敏度实时数值。根据实时负荷水平,获取对应负荷水平的电压无功灵敏度历史数值,对电压无功灵敏度实时值和历史值进行残差权重处理,求得新的电压无功灵敏度数值并更新到对应母线,应用到安顺电网自动电压控制系统中。

基于无功电压满维灵敏度的大规模风电场电网VCA方法研究

提出一种包含大规模风电场电网的VCA(电压控制分区)方法:将风电场最经常出现工况的功率作为其在潮流计算中注入功率,求出该工况下包含所有节点耦合信息且计及PV耦合的无功电压满维灵敏度矩阵;利用定义的电气距离使电源节点和负荷节点同步参与聚类分区过程,一次性得到分区结果,优于传统只对负荷节点进行分区再人为将电源节点归并的方法。采用风电场最常出现的工况功率,分区结果可以适应于风电场的大部分出力工况。通过对包含大规模风电场的IEEE39节点系统进行了动态分区,验证了该方法的可行性。

并网大容量调相机对交直流电力系统无功电压灵敏度的影响

交直流电力系统的无功电压灵敏度是衡量交流子系统与直流子系统交互作用,指导无功优化控制的重要指标,新一代大容量调相机在我国特高压直流送受端的逐步推广,给现有的无功电压灵敏度计算方法带来了挑战。为此,基于交直流电力系统线性化潮流方程,提出不同类型节点间的无功电压灵敏度计算方法,分析PV节点无功电压灵敏度的物理意义。以EPRI 36节点系统为例,仿真结果验证了所提方法的正确性。

综合灵敏度和静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法

提出综合无功-电压灵敏度与静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法,并在灵敏度及静态电压稳定计算中计及了负荷静态电压特性。以计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程为基础,计算交流节点电压相对于直流落点无功功率的灵敏度;基于连续潮流法,计算计及负荷静态电压特性的直流受端交流系统静态电压稳定裕度,综合这2个指标识别电压薄弱区域。并进一步地比较了不同ZIP负荷占比、不同直流控制方式对直流落点近区交流系统电压薄弱区域评估的影响。

并网大容量调相机对交直流电力系统无功电压灵敏度的影响

在交直流电力系统中,交流子系统与直流子系统之间的相互作用是通过无功电压灵敏度而衡量的。

暂态电压稳定薄弱区的厂站稳态无功协调方法

考虑协调发电机和变电站电容器稳态无功出力占比对系统暂态电压稳定性的影响,以及无功优化和电压稳定的区域调控特点,研究了基于厂站稳态无功协调提高系统暂态电压稳定裕度的预防控制方案决策方法。该方法在利用近邻传播(affinity propagation,AP)聚类算法和综合暂态电压稳定裕度确定稳定裕度薄弱区域的基础上,基于发电机无功调节对薄弱母线电压作用的加权平均灵敏度进行灵敏调节发电机选择。接着以薄弱区并联无功补偿和灵敏发电机无功出力作为控制变量,建立兼顾暂态电压稳定裕度和母线电压额定值偏移的厂站无功协调多目标优化模型,并结合暂态稳定计算,利用多目标优化算法(multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition,MOEA/D)和逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)求解系统对严重预想故障的多目标稳态无功协调方案。江西电网实际算例的仿真研究验证了该决策方法的有效性。

考虑无功裕度的电压自适应分区方法及主导节点的选择

针对当前二级电压分区未能较好实现动态无干预调节的现状,基于电压/无功灵敏度及模块度函数,该文提出一种随电网运行工况实时变化的自适应动态分区和主导节点选择方法。以每个无功源为分区中心,根据电压/无功灵敏度大小将负荷节点映射到对应的无功源;构建考虑无功裕度的改进模块度函数,以其为衡量指标进行区域合并自动形成最佳分区。引入其他区域节点对本区主导节点的抗干扰指标,结合主导节点在本区域的可观性和可控性指标,确定主导节点选择方案。从区域内无功源控制灵敏度、无功裕度及主导节点的可观性出发,对分区结果进行评估验证。最后,以IEEE39节点系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和优越性。

利用无功/电压分区的多馈入直流落点选取方法

在多馈入直流系统中,合理安排直流线路落点有利于系统的安全稳定运行。基于无功与电压的强耦合特点,根据无功电压灵敏度指标对系统节点聚类,将各条直流线路落点到不同的子类中并形成落点方案集合,降低了直流落点间的电压交互作用;然后对方案进行综合评估,并与传统方法筛选结果比较;最后以IEEE14节点系统为例,筛选3条直流馈入时的最优落点方案。结果表明,使用无功电压灵敏度指标可以合理地进行系统分区。相比于传统方法,系统分区后可以尽可能多地剔除无竞争性方案,减少了计算规模,有助于实际工程应用,并且二者筛选最优方案一致。

考虑大规模光伏和风电接入的主动配电网无功电源综合规划

不断攀升的可再生能源渗透率造成配电网电压越限问题突出。提出了一种基于综合时序灵敏度法与无功补偿候选节点聚类分区相结合的无功电源接入选址及容量优化配置方法。首先,提出应用综合时序无功电压灵敏度法确定无功补偿接入候选节点;接着,对配网节点进行聚类分区,以确定无功补偿的选址;此外,为了实现多种无功补偿电源的主动控制,还制定了三级无功电压运行控制策略以确定各种措施的运用顺序;最后,对改进的IEEE 33节点算例进行仿真分析,结果表明规划结果能有效解决间歇性分布式电源大量融入后引起的电压越限问题,并有较好的经济性。

张北高电压脱网事故中风电场动态行为分析与仿真

基于计及动态无功控制影响的无功-电压灵敏度分析方法,详细分析了张北各风电场内动态无功源所采用的送出线路恒无功、双馈异步风力发电机组(DFIG)及静止无功发生器(SVG)恒无功等多种控制方式在"5.14"高压连锁脱网事故中的动态行为及影响因素,得出了DFIG及SVG采用恒感性无功控制同样会增大风电场母线的无功-电压灵敏度,且增大程度取决于风电场初始容性、感性无功及短路容量比的结论。结合简单系统以及"5.14"事故,在PSS/E中仿真分析不同控制方式及初始状态下的风电场受到电容扰动后对场侧35 kV母线电压的影响,仿真结果进一步验证了所得出结论的合理性。

含柔性直流输电的海上风电场群无功控制策略

大规模海上风电场集群并网将对电力系统静态电压稳定产生影响。文章通过研究电网侧发生电压跌落或者上升,提出含柔性直流输电海上风电场集群的协同无功控制策略。该策略以电网故障节点电压快速恢复为目标,考虑了柔性直流输电方式的特点,充分利用交流海底电缆的输电特性,采用就地控制和远方控制相结合的无功控制策略。该策略首先确定含交直流柔性输电系统中的无功控制节点,并计算各节点相对电压跌落或上升节点的电压/无功灵敏度,然后基于无功补偿装置的运行状态、系统潮流分布,求解各节点控制的最大容量,最后利用遗传算法确定各控制节点的无功控制量。以改进IEEE 39节点系统为算例进行了仿真分析,结果表明,该策略提高了海上风电场集群对电网电压的支撑作用。

无功优化分解协调计算的节点分区方法

无功优化分解协调算法中,根据电压-无功灵敏度对电力系统进行分区,使得各区域节点间电压无功耦合最弱,这样有利于提高该算法的计算效率和实用价值。求出正常运行状态下的节点间电压-无功灵敏度,应用阀值搜索分区算法对系统节点进行分区,用节点分裂法将系统分解为几个较小规模的子网络。IEEE118节点系统和两个实际系统(538节点和1133节点)的无功优化计算表明,该分区算法能改善算法的收敛性,从而提高其计算效率。

一种利用静态稳定分析确定电压薄弱区域的方法

在分析电力系统电压稳定及崩溃机理的基础上,提出了一种应用电压-无功灵敏度以及全网N-1电压扫描综合查找电网电压薄弱区域的方法。应用中国某省电网数据进行算例分析,所得结果与该电网实际运行情况相符,说明了该方法的有效性,并且该方法具有系统性、简便易用的特点。

基于WAMS的发电机组动态无功控制策略

为改善系统故障后存在的母线电压延迟恢复问题,建立了基于积分映射的动态电压/无功灵敏度模型,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的发电机组励磁控制策略。该策略通过对关键发电机组实施励磁控制,提升故障下发电机组的动态无功输出,为母线电压跌落提供电压支撑。基于该控制策略,利用PSD-BPA对2014年广东电网丰大极限方式下存在的母线电压延迟恢复问题进行了仿真分析,结果表明,该策略能够有效缩短关键母线电压的恢复时间,提升系统动态电压稳定性。

含大规模风光电源的电网静态电压稳定性分析

针对电压稳定评估指标从有功功率或无功功率单方面去评价而产生的结果差异问题,提出了一种用于分析大规模风电场、光伏电站接入电网后系统静态电压稳定性的综合评价指标。通过功率-电压曲线计算节点电压的有功灵敏度指标IP,来研究风电场、光伏电站联合接入电网后的风光电源有功出力变化对系统电压稳定性的影响;通过计算含大规模风光电源的系统节点电压-无功灵敏度指标IQ,来进行系统电压稳定性的评估;在这基础上,根据理想点法将这2种指标进行综合得到系统的综合评价指标I.利用评价指标IP、IQ、I对山西省实际电网的静态电压稳定性进行分析,判断出山西电网中电压相对薄弱节点和区域,并对这3个指标下的电网电压薄弱区域进行对比分析,验证了综合评价指标的全面性。

基于改进模块度函数分区的光伏地区电压协调控制研究

随着分布式光伏电站的大规模应用,光伏引入带来的一系列问题日益凸显,为满足光伏接入地区并网电压稳定的需求,提出了一种计及光伏电站无功出力的电压控制策略。考虑了接入系统对电压的影响和光伏电站的输出功率特性,提出了补偿点对系统电压支撑能力的指标,对补偿点的电压支撑能力进行评估。利用改进的灵敏度-模块度函数进行分区,同时按照电压支撑能力强弱的顺序,对区内电压进行无功补偿。该方法不仅充分利用光伏接入系统中每台设备的无功调节能力,还避免了各装置间的频繁动作,减少了不必要的设备损耗。仿真结果验证了所提策略的有效性。

风电场最佳无功补偿点及补偿容量研究

本文采用电压/无功灵敏度和Greed优化算法确定风电场最佳无功补偿点,运用改进遗传算法计算最佳补偿容量,并给出电容器组与STATCOM或与SVC配合的这两种无功配置方案;最后,运用Matlab/Simulink仿真工具箱,分析风场内风机出口电压、并网点电压是否在设定范围内,验证了上述无功补偿装置配置方法的正确性和可行性,为并网风电场无功补偿的研究提供了一种有效的分析方法。

大型混合风电场无功协同控制策略研究

大型混合风电场中双馈异步发电机与永磁同步发电机无功调节能力不同,推导这两种风力发电机的无功电流极限方程以及无功电压灵敏度,提出一种基于无功电压灵敏度的大型混合风电场无功协同控制策略。以无功电流极限方程为限定条件,根据无功电压灵敏度的大小配置不同风机的无功功率,使不同风力发电机组能够协同地参与无功控制,提升大型风电场的无功调节能力。通过仿真对比单一机组传统控制方式与所提出的控制方式在电压跌落条件下的无功控制效果,验证了不同风力发电机组无功协同控制的优越性和可靠性。