基于多Agent的微电网电压无功控制系统

将多Agent技术引入微电网的电压无功控制中,并给出了基于多Agent的三级电压无功控制系统结构,重点分析了微网级(二级)电压无功控制。受电气距离思想的启发,提出了以操作优劣距离最短来确定最优操作动作的控制策略。以IEEE—39系统为基础的仿真说明了多Agent电压无功控制对微电网系统的电压无功能起到良好的调节控制作用。

提高电网电压无功控制系统工作有效率的对策

提高电网电压无功控制系统的工作有效率是提升电压质量的一个有效手段。实际运行中,电压无功控制系统的工作有效率会因为调压设备闭锁和调压策略不当等原因而降低。为了解决这一问题,以上海市区电网为研究对象,基于对实际运行状况的调研和对系统结构与工作原理的分析,应用故障树分析方法,逐级分析得出影响系统工作有效率的主要因素,并提出了解决对策和措施。实施结果表明:这些改进和巩固措施显著提高了电网电压无功控制系统工作有效率。

新型地区电网电压无功控制系统的构想与设计

地区电压无功控制是一个复杂的控制优化问题。为了更好地解决这个问题,介绍了Q-TBC方式,提出了基于Q-TBC方式的新型电压无功控制系统的结构框架、控制策略及数据交换模式。

县区电网电压无功控制系统设计

针对目前地区电网电压无功控制的现状,提出了电网电压无功监控系统的设计方案。说明优化控制系统应该实现的功能,选用线性规划(LP)算法为核心程序,正常状态下以有功网损最小为目标函数。依据分离原理提出两层分级控制的系统结构,分析优化控制系统的工作流程及特点。

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。

面向光伏集群的配电网模型⁃数据联合驱动无功/电压控制

传统配电网的无功/电压控制(VVC)方法,难以兼顾控制决策的全局最优性与实时响应能力,分布式光伏(DPV)的分散化、高比例并网导致该矛盾日益突出。结合模型优化的寻优能力与深度强化学习的在线决策效率,提出了面向光伏(PV)集群的配电网模型-数据联合驱动VVC策略。首先,考虑日前优化调度与日内实时控制的运行特征,结合DPV集群划分,构建了配电网分布式两阶段VVC框架;然后,以系统运行网损最低为目标,建立了配电网分布式日前VVC模型,并提出了基于Nesterov加速梯度的分布式求解算法;其次,以日前决策为输入量,建立了基于部分可观马尔可夫博弈的配电网实时VVC模型,并提出了基于迭代终止惩罚函数的改进多智能体深度确定性策略梯度算法;最后,基于MATLAB/PyCharm软件平台进行了算例分析,验证了所提方法的全局趋优性以及实时响应能力,提高了PV高比例接入配电网运行的经济性和安全性。

基于储能有功功率与OLTC协调的配电网电压控制

高比例光伏系统接入配电网会引起电压越限,传统无功电压调整方案在高阻抗比配网中失效,利用储能系统有功功率实现电压控制的技术方案被广泛采用,但现有技术方案中的储能系统在电压控制过程中可能产生过度充放电问题。针对这些问题,提出了一种基于储能有功功率与有载调压变压器(on-loadtapchanger,OLTC)协调的配电网电压控制策略。在分析光伏接入对配电网电压影响的基础上,利用测量得到的电压数据控制储能有功功率,实现对接入节点电压水平的快速调控;同时在OLTC控制环节加入储能荷电状态参考量,利用节点电压信息与储能荷电状态共同控制OLTC分接头动作,实现对配电网整体电压水平调控的同时避免了储能系统过度充放电。最后在IEEE 13节点系统中进行仿真验证,结果表明所提策略能够解决配电网内电压越限问题,避免储能系统过度充放电,从而延长储能系统的使用寿命,实现对配电网内资源的合理利用。

基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网电压协同控制策略

整县分布式光伏电源的大量开发与利用及分布式电源规模化并网对实现“碳达峰、碳中和”与“乡村振兴”两大国家战略具有重要的现实意义。由于分布式电源发电尖峰和低谷阶段与负荷峰谷时常不同步,进而导致配电系统过/欠电压问题,严重影响了电能质量,甚至威胁系统安全。针对上述问题,本文提出一种基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网层级式电压协同控制策略。首先,建立基于“先无功–后有功”功率补偿的配电网层级式电压协同控制框架。其次,结合多微电网节点注入电流与电压的方程与功率–电压灵敏度分析,根据多节点电压越限程度,提出一种基于“先无功–后有功”功率补偿的多智能体协同调节策略,该策略先通过无功补偿器进行无功调节,当电压尚未得到有效治理时,再采用多微电网进行有功调节。再次,为了进一步满足各节点微电网有功功率调节需求,并考虑电网内部源–荷–储运行成本与污染排放,提出一种基于多目标优化的微电网内部分布式源–荷–储优化协调功率控制策略。最后,在MATLAB平台中设计了3种仿真场景以及IEEE测试系统模型对所提控制策略进行了验证。结果表明,所提出的电压协同控制方法在最经济的情况下可以实现各节点电压的综合高效治理,同时,所提出的微电网优化协调功率控制策略能使源–荷–储在绿色经济的供电模式下实时精准地满足电压治理目标下微电网有功调节的需求。仿真实验结果验证了本文所提控制策略的有效性。

含大规模分布式光伏接入电网的无功电压控制降损方法研究

大规模分布式光伏(distributed photovoltaic,DP)接入电网后,电网电压易出现大幅度波动,导致电网损失问题越来越突出。当前已有的电网降损方法没有考虑光伏发电自身的无功调节能力,应用效果不理想。为此,设计一种含大规模DP接入电网的无功电压控制降损方法。通过建立目标函数,设定约束条件,采用敏感性分析方法分析电压稳定性,将敏感度较高的值作为无功补偿位置,并对当前负荷进行预测,确定最佳的补偿容量,实现电网降损。试验结果表明:所提方法降损后较降损前基准电压更趋于1 pu,更为稳定,所提方法能够针对光伏控制接入分布特性,有效控制无功功率变化情况,相对于其他方法,无功功率波动较小,表现出较好的降损效果。

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。

谐波干扰抑制下的低压配电网母线电压自动控制系统

母线电压的平稳程度,直接影响低压配电网的运行安全,因此设计谐波干扰抑制下的低压配电网母线电压自动控制系统。该系统以配电网调度系统的控制需求为前提,在系统无功补偿层引入抗谐波干扰无功发生器获取母线电压的无功补偿量,母线无功控制需求整定层依据该计算结果和母线电压控制指令,结合母线实时运行电压结果,对比判断母线实际电压结果和参考电压之间的差距,确定母线电压所需的无功补偿量,完成电压控制。测试结果显示:该系统能够有效控制母线电压谐波,谐波畸变率低于4.4%;能够保证电压的稳定,电压控制的偏差结果均在±1.5 V之间,母线在相位阶跃和稳态两种情况下的相位误差结果均低于0.075。

基于深度强化学习的孤立多微电网系统频率和电压综合控制

分布式电源出力不确定性和负荷功率扰动给孤立多微电网系统稳定带来较大威胁。提出基于多智能体柔性动作评价(MA-SAC)算法的孤立多微电网负荷频率控制器(LFC),同时采用柔性动作评价(SAC)算法对自动电压调节器(AVR)的比例积分(PI)控制参数进行优化调整。建立了多微电网LFC和AVR组合模型。对于电压和频率控制器的设计,分别根据SAC算法和多智能体深度强化学习(MA-DRL)框架建立各自的状态、动作空间与奖励函数。选择合适的神经网络与训练参数经过预学习生成深度强化学习控制器。最后通过仿真分析,基于SAC算法优化的PI控制器能更快跟踪电压参考值;多微电网系统遭遇功率扰动时,MASAC控制器可以快速维持频率稳定。

基于线性化潮流模型的配电网电压无功控制策略

针对现有基于二阶锥松弛的电压无功控制模型无法以电压波动为目标且求解速度较慢等问题,文中提出了一种基于线性化潮流模型的配电网电压无功控制策略。基于支路潮流方程建立了包含有载调压分接头、电容器组和光伏逆变器等调控手段的电压无功控制模型,并将其离散变量松弛为连续变量,以形成二阶锥规划。进一步以二阶锥规划所得结果为基准点构造线性化潮流模型,并以电压波动最小为目标,将连续变量还原为离散变量。最后基于改进的IEEE-33节点测试系统进行了仿真,仿真结果表明所提出的线性化潮流模型具有较高的精度和更快的求解速度,能够适用于配电网实时电压无功控制。

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。

区域互联多电压等级直流电网运行控制系统

为了提高直流电网运行控制能力,设计了区域互联多电压等级直流电网运行控制系统。分析电网的单级接线和双极接线的运行状态,通过搭建换流器和逆变器完成系统硬件设计。在软件设计中,设定功率调制功能、定电流控制功能、定电压控制功能,通过确定两个地区间的交流功率变化实现功率调节,根据定电流控制原理得到传感器输出数值,以此实现定电流控制,结合直流输入功率实现定电压控制,达到直流电网运行控制的目标。实验结果表明,设计系统的控制结果与标准要求吻合度在95%以上,具有极强的控制能力。

双馈感应式风电场电网友好型功率控制系统技术改造

当前我国电网新能源装机渗透率高,迫切需要光伏电站、风电场深度参与电网调峰、调压,为此分析目前双馈感应式风电场功率控制系统结构复杂、功能重叠、信息传递环节多、故障率高、控制策略落后的现状,论证双馈感应式风电场进行电网友好型功率控制系统技术改造的必要性、可能性,提出包括优化系统结构、改进控制策略、简化通信网络、充分发挥双馈风电机组优良的有功/无功控制能力等各项改进措施,并以双馈感应式风电场功率控制系统技术改造实例加以说明,同时对新能源电站是否必须加装无功补偿装置进行讨论。性能验收试验表明,改造后的风电场功率控制系统无需配置无功补偿装置,其各项技术指标优于国家技术标准。该项技术的应用有利于电网的安全、稳定、经济运行,在新建风电场推广可降低造价昂贵的一次性投资,减少运行损耗,具有一定的社会效益和经济效益。

光伏逆变器在电网无功电压控制中的应用研究

研究了光伏逆变器在电网无功电压控制中的应用,解决了可控串联补偿的光伏逆变器滤波和无功补偿装置末端电压过高问题,减少能耗,抑制高阶谐波。比较静态无功发生器与光伏逆变器的差异,验证了新材料对提升逆变器性能重要性,对电网稳定性和电能质量改善具有重要意义。

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。

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。

低压配电网中分布式光储系统的电压协调控制策略

为解决低压配电网中分布式光储系统的电压越限问题,本文开展电压协调控制策略研究。首先,建立分布式光储系统并网模型。在此基础上,提出基于光伏逆变器剩余容量的电压控制策略、储能参与调压的控制策略和光伏逆变器与储能协调的电压控制策略。最后,结合三种控制策略,对其应用效果进行分析。分析得出,新的控制策略在实际应用中具备有效性,可以解决电压越限问题,提高低压配电网运行稳定性。