Optimal Reactive Power Compensation of Distribution Network to Prevent Reactive Power Reverse

The capacitive reactive power reversal in the urban distribution grid is increasingly prominent at the period of light load in the last years.In severe cases,it will endanger the security and stability of power grid.This paper presents an optimal reactive power compensation method of distribution network to prevent reactive power reverse.Firstly,an integrated reactive power planning(RPP)model with power factor constraints is established.Capacitors and reactors are considered to be installed in the distribution system at the same time.The objective function is the cost minimization of compensation and real power loss with transformers and lines during the planning period.Nodal power factor limits and reactor capacity constraints are new constraints.Then,power factor sensitivity with respect to reactive power is derived.An improved genetic algorithm by power factor sensitivity is used to solve the model.The optimal locations and sizes of reactors and capacitors can avoid reactive power reversal and power factor exceeding the limit.Finally,the effectiveness of the model and algorithm is proven by a typical high-voltage distribution network.

The Development of Network based Composite Power quality Regulation Device

First, the paper analyzes the advantages and disadvantages of all kinds of reactive power compensation technology, and then proposes a principle and integrated control strategy of the composite operation of TSC and SVG, also the paper designs and develops the main controller of Network based composite power quality regulation device, based on RTDS, the real-time digital simulation model of The Device is established, and finally the prototype of the device is developed with the function of filter and split-phase compensation. The main controller determines the cooperative operation of both TSC and SVG, and the switching strategy of TSC. The simulation result in RTDS can verify the precision of the measure system and the validity of the control logic, the prototype has finished the type test according to the national standard.

锌冶炼电网中谐波治理及应用

随着电力技术的发展,电能成为我们生活、工业中必不可少的能源之一,锌冶炼生产系统中,由于工业生产中整流设备、变频设备、电子装置、电葫芦等设备的使用,产生大量的高次谐波,使得电网系统电能质量下降,所以对电网中谐波的治理迫在眉睫,本文通过锌冶炼系统电网运行的实际情况分析谐波的来源和治理的方案。

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。

云储能模式下的配电网分布式光伏-储能无功优化方法

针对高比例分布式光伏接入配电网系统后引起的功率波动、电压越限以及配电网线路过载、线路损耗大等问题,提出了一种云储能模式下的配电网分布式光伏-储能无功优化方法。该方法基于无功补偿价格机制激励云储能参与配电网调压辅助服务,并深入挖掘分布式光伏、静止无功补偿器(SVC)、并联电容器(SC)、有载调压变压器(OLTC)的调压潜力。最后,以配电网运行成本和电压偏差最小为优化目标,建立基于云储能灵活调控的配电网多灵活性资源经济优化模型。仿真分析表明,云储能参与配电网系统有功无功联合优化有利于平抑配电网电压波动,并降低无功补偿装置调压压力和减少线路功率损耗,使配电网系统运行更加安全经济。

基于配电网的无功补偿及经济效益研究

随着配电网用电负荷的快速增长,无功容量不足、电压质量下降问题日渐突出。因此,提出含分布式电源的配电网日前无功电压控制策略,构建以有功网损和节点电压偏差成本最小的无功优化模型。该模型充分利用光伏逆变器、无功补偿装置和储能装置的响应速度特性,实现日前无功电压控制,通过两阶段优化方法求解目标变量。以最小化网损为目标,求解一天内的网络重构结果;求解光伏逆变器、静态无功补偿器和储能装置每小时状态量。在IEEE33节点系统验证了所提出方法的有效性和经济性。

基于粒子群算法的电网资源最优匹配方法

为了合理匹配电网资源,维护电网的安全性、稳定性以及高效性,提出基于粒子群算法的电网资源最优匹配方法。因标准粒子群算法的性能会受到学习参数和惯性权重参数的牵制,容易进入局部最优值的僵局,故优化标准粒子群算法。以网损最低、电压偏差最低、无功补偿容量最小三项作为电网资源最优匹配的目标函数,约束条件为:潮流平衡约束、控制变量约束和状态变量约束,最后通过优化后的粒子群算法求解出目标函数。实验结果可知,该方法可以有效求解三项目标函数,使其对电网资源的匹配结果达到最优。

农村配电系统中的智能无功补偿系统分析

阐述配电系统中的低压无功补偿现状,探讨无功补偿技术的应用,包括综合配电监测技术性能分析、智能低压无功补偿技术投切开关、电能质量以及在线谐波监测分析、智能无功补偿控制器的采用。

新能源配网通信电源无功补偿与谐波抑制方法设计

随着新能源电源在配网中的广泛应用,其产生的谐波问题日益严重,对配网中通信电源的性能产生了不利影响。因此,文章提出对新能源配网通信电源无功补偿与谐波抑制方法的研究。通过优化配网通信电源的无功补偿容量,以有效减少无功损耗。文章选择串联滤波电感,并设计高效的谐波抑制装置,通过合理配置这些设备,以有效滤除电源产生的谐波,降低谐波含量。通过比较试验,对所提出的方法进行验证。试验结果显示,应用所提方法后,各实验点的谐波含量均成功地控制在20%以下,优于对比方法,证明该方法在实际应用中展现出巨大的潜力和明显优势,不仅能有效改善供电质量,还具有广泛的实际应用价值。

无功补偿装置应用中存在的问题及完善措施

无功补偿装置可以补偿电网设备运行过程中消耗的无功,有效提高系统的功率因数以及电网的稳定性和可靠性,降低线损率。通过有效控制线损,可以使供电企业的经济效益得到保证,而且还可以抑制谐波干扰,提高供电质量。无功补偿在电网整改建设工作中具有显著的作用,可以让系统实现无功平衡,优化供电质量,减少网络消耗,因此在很多电压等级电网中得到运用。可是,无功补偿装置于实际运作中还呈现出一些问题和不足,相关技术人员需要对存在的问题进行分析,借助有效策略进行优化,以此促进无功补偿装置的正常运行。文章主要就无功补偿装置运用中实际存在的问题和优化策略展开分析与研究。

柔性直流配电网暂态电压稳定性控制方法研究

由于引起柔性直流配电网暂态电压波动的因素较为复杂,导致对其进行控制时难以达到对电压波动的快速收敛,为此,提出了一种柔性直流配电网暂态电压稳定性控制方法。在考虑电压源换流器、直流母线、分布式电源以及负荷特点的基础上,构建了柔性直流配电网模型,并结合发电机—母线轨迹灵敏度反映发电机出力变化对母线电压波动的影响程度,引入了发电机—母线轨迹灵敏度参数。在具体的控制阶段,结合不同线路对应的发电机-母线轨迹灵敏度情况,对换流器的触发角和导通角进行调节,并利用并联电容器组对柔性直流配电网进行无功补偿,实现暂态电压稳定性控制。在测试结果中,不论是在稳定的电网工作状态还是在电压突变暂态事件状态下,所提出的控制方法均能够实现配电网整体输出电压波动的快速收敛,在短时间内保证电压维持在稳定状态,说明其能够有效保障配电网的稳定运行。

基于改进布谷鸟算法的电网静态选址定容策略

针对传统的算法在求解多目标函数上存在局限性的问题,利用改进布谷鸟搜索算法实现综合电压约束条件的多目标最优的新型无功优化策略。该策略首先确定对网损降低最大且补偿成本最小的节点,然后构建以成本投入最小,补偿后节约的有功网损最大,综合系统电压约束条件为目标构建新型目标函数。利用改进的布谷鸟算法,通过引入混沌映射初始化种群,并对算法的自适应性做了改进来平衡全局搜索能力和局部搜索能力,实现该目标函数的最优解求解,即最优无功补偿方案。在IEEE 34节点系统进行算例仿真,验证了所提方法的有效性和可行性,仿真结果表明提出的改进布谷鸟算法在搜索精度和搜索速度以及收敛性方面均优于其他算法,同时得到的电网总网损和成本投入都是最优,因此提出的基于改进型布谷鸟算法的无功优化策略具有重要意义。

低压配电网降损中无功补偿技术的运用

在电力行业追求高效、节能的大背景下,低压配电网降损中的无功补偿技术应运而生的。随着电力需求的不断增长,低压配电网的损耗问题日益突出,为提升功率因数、降低线损并改善电网的电压质量,采用静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)和晶闸管投切电容器(Thyristor Switch Capacitor,TSC)等设备的混合补偿方案,并结合MATLAB仿真模型进行验证。SVG+TSC混合补偿方案进一步提升了电网性能,将电压波动范围降低到±1.5%,线损率降低到2.0%,并减少了350 kvar的无功功率。实验数据充分证明了无功补偿技术在优化电力系统运行、降低能耗方面的显著效果,为企业和区域发展带来了更大的经济效益。

配网自动化对供电可靠性的影响分析

文章主要分析配网自动化技术对供电可靠性的影响。首先,介绍配网自动化技术的定义、构成、主要技术与功能以及发展历程与趋势。其次,探讨供电可靠性的评估指标,包括故障指标、可用性指标以及质量指标。最后,分析配网自动化对供电可靠性的影响,包括故障定位与隔离、负荷均衡与无功补偿、自动恢复供电以及预测与优化运行。研究结果表明,配网自动化技术通过实时监控和控制电力系统的运行,能够有效提高供电可靠性,缩短停电时间,提高电力系统的运行效率。

网侧电压跌落下计及无功支撑效能的直流微电网多目标优化策略

当直流微网的并网点电压由于网侧故障等因素发生短时跌落时,并网换流站通常采取最低限度的无功输出策略,以尽量保留直流微网安全运行所需的有功调节裕度。然而,大量案例表明,上述策略过于偏重换流站有功调节裕度对直流微网自身安稳的影响,而忽视了主动无功支撑对交流电网安稳的积极意义。为了获得更为合理的换流站有功-无功分配方式及对应微网控制策略,首先,构建网侧电压跌落期间换流站有功安全裕度-无功支撑效能的量化评估模型。随后,通过分析系统层面的有功平衡与直流电压波动转换关系,以及元件层面的微网内部各元件短时工作限制,获得直流微网在有功调节和无功支撑过程中的动态约束条件。在此基础上,基于INSGA2-DS算法以统筹优化换流站的无功支撑效能与有功安全裕度。考虑到在线应用场景下INSGA2-DS算法的求解时间较长,难以适配电压跌落的时间尺度,提出了“准同步计算,实时匹配”的时序优化策略。针对分布式电源的波动性对准同步计算时效性的负面影响,同步设计一种帕累托曲线映射规则以修正前沿曲线偏差。最后,大量算例仿真验证了所提模型和策略能够获得的有效性。

面向含无功补偿电容配电网的逆变器主动适配控制

在高比例新能源接入配电网并导致电网弱化的新背景下,无功补偿电容的非基波成分易诱发并网系统谐振,制约了新能源集群接入容量的提高。文中通过分析源网两端阻抗1~1000 Hz频段Bode图,揭示了无功补偿电容的非基波成分会使网侧阻抗特性由感性向容性发生本质转变。在常规感性弱网设计的逆变器侧固定阻抗下,网侧阻抗的本质变化会导致源网阻抗失配,诱发并网系统谐振,制约新能源集群接入容量的提高。在此基础上,提出基于容性特征抵消的主动适配控制方案,在抵消无功补偿电容影响的同时,进一步改善逆变器运行能力,并基于并网系统Nyquist曲线与逆变器单机最小闭环幅频特性峰值双重约束,给出了方案工程化参数整定原则。最后,仿真和实验结果验证了上述研究的正确性和可行性。

基于计量数据联合分布的用户无功补偿异常感知

工商业用户数量庞大,因缺乏必要的专业知识而难以及时感知无功补偿故障异常,容易长期带病运行,降低用电功率因数、推高用能成本。利用用户无功补偿装置正常运行时会将功率因数控制在目标区间、有功负荷和功率因数具有大致固定的联合分布的特点,提出基于计量数据联合分布的用户无功补偿异常感知方法。首先,基于用户计量数据生成有功功率和功率因数的频数分布矩阵,以此表征用户无功补偿装置的运行状态;然后,应用二维卷积神经网络对正常和故障时的样本频数分布矩阵集进行训练和测试;当待检日样本的频数分布矩阵被模型诊断为异常标签时,认为当日无功补偿装置处于故障异常状态。基于现场故障数据的测试分析表明,所提方法在准确率及误检率上均有较好的表现,可及时提示用户修复设备、提高用电能效。

基于改进遗传算法的配电网多目标无功优化设计

以某地区的配电网为研究对象,对该区域配电网的供电方式及负荷性质进行了分析,针对引起该区域电压不合格及无功不足问题的原因,建立了考虑成本效益回报和线损率的多目标无功优化模型。将模拟退火算法(SA)中的Boltzmann策略,加入到传统遗传算法(GA)中,构成改进遗传算法(SA-GA),以提升遗传算法的全局搜索能力。通过实际配电网仿真算例,验证了本模型及算法对解决该区域无功及电压问题的有效性。

新型电力系统中配网无功补偿的方法研究

在新型电力系统含有大量分布式电源的背景下,为提高负荷电压的稳定性,找寻合理的无功补偿装置配置方式具有重要意义。针对无功补偿装置类型选择的问题,提出在配电网中采用SVC与STATCOM联合补偿的方法;针对无功补偿接入点的选取问题,提出采用改进灵敏度算法选择最优补偿点。通过MATLAB的仿真研究结果显示,某实际配电网应用该方法后,无源配电网负荷电压提高3.37%~12.99%,有源配电网负荷电压提高5.35%~38.73%。结果表明,联合补偿法与改进灵敏度算法同时适用于无源与有源配电网,为无功补偿装置配置方式研究提供了借鉴思路。

改进灰狼算法在含风电的配电网无功优化中的应用

针对风电场并网易造成电网电压波动和线损增高的问题,提出一种改进的灰狼算法对以系统有功网损最低为目标建立的无功优化模型求解。首先采用灵敏度法与分时段法,求出无功补偿装置的最佳安装位置,并将风能不确定动态问题转化为确定的静态问题;其次针对传统灰狼算法求解精度低、收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,采用混合策略改进灰狼算法,帮助算法跳出局部最优,增加收敛速度;最后以双馈风机接入的IEEE33节点系统进行仿真分析。研究表明风电并网增加了配电网电压的稳定性,且证明了灰狼算法的改进与所提优化策略的有效性。