计及配网电压越限的光储协同优化运行策略

随着大量分布式光伏(distributed photovoltaic,DPV)并网,目前配电网中出现了日间过压和夜间低压并存的电压越限问题,并进一步影响了网络的经济运行。本工作基于此提出了两阶段光储系统协同运行的优化调度策略。该策略第一阶段通过计算节点的电压灵敏度来确定待调节的储能节点与充放功率,以及光伏可调节点;第二阶段建立了光储运行优化模型。该模型以储能的调度成本、购售电成本以及网损成本之和最小为目标,以网络潮流、节点电压、储能SOC(state of charge)、光伏的无功可调容量等作为约束,通过粒子群算法对该模型进行求解,可以得到光储系统日调度出力策略。最后,以某地区31节点的实际配电网作为算例,验证了本工作方法的有效性。算例结果表明,该策略可以通过光储的协同调度,有效治理电网中的电压越限问题,并且在保障配电网电压安全的同时,实现优化运行成本的目标。

风电功率预测模型的优选准则和融合策略

由于风力具有不确定性,导致风电波动性较强,风电输出功率波动过大会对电网产出冲击,为了对风电功率进行准确的预测,对风电功率预测影响因素进行分析,并在风电场历史数据的基础上,研究影响因素的变化特性,建立风电功率预测模型。提出基于相似度模糊推理的风电功率模型优选方法,确定模糊规则的前件与后件关系。为了进一步提高预测精度,加入IOWA算子得到风电功率融合预测模型,实现单一模型较多时融合权重的求解。实验结果显示,所提出的风电功率融合预测模型的预测精度最大,平均绝对百分比误差为3.22%,标准误差低至5.426。

大规模风电接入的运行场景无功优化评估

场景分析是含风电电力系统处理风电随机性的典型方法,然而由于风电出力对电力系统运行的影响具有复杂的非线性,传统风电场景模型难以保证风电场景与电力系统优化运行保持一致。为此,不同于传统方法的先对风电场景聚类、再进行运行优化,而是先将风电出力样本代入无功/电压运行优化,对优化结果的无功/电压控制矢量进行场景聚类,再映射出风电的场景聚类,从而提出含大规模风电电力系统的无功/电压运行场景模型。考虑到K-means聚类方法难以确定聚类数的问题,通过聚类指标得到运行场景的最佳聚类数。将澳大利亚2个风电场实际数据接入到IEEE 30节点系统中,分别进行传统风电场景分析和所提出的运行场景分析,比较了系统网损和电压的概率特性,验证了所提出的运行场景分析方法的合理性和优越性。

地区电网感性无功补偿优化配置方法

提出地区电网进行感性无功补偿优化规划的思路和方法,建立了兼顾电压质量、投资成本和运行费用全网优化的地区电网感性无功补偿模型,以解决由于小水电等分布式电源大量接入时在小运行方式下地区电网无功过剩电压偏高的问题。结合某地实际电网,进行了感性无功优化计算,比较了所提方法与工程估算法、平均功率因数法等方法的结果。仿真结果表明,按照优化方案进行感性无功补偿配置后,该地区的无功电压水平显著改善,取得了较好的经济效益和社会效益。

受端电网静态／动态无功补偿综合优化

提出了一种可同时考虑静态与动态无功补偿的无功补偿优化模型。在对负荷裕度的概率分析的基础上用最小二乘法构造电压崩溃的概率模型。对电压崩溃动态过程进行概率分析,对暂态和稳态过程中对电压稳定和电压质量有所影响的因素进行经济量化,提出了稳态运行费用和暂态运行费用的总和最小为目标函数的无功补偿综合优化模型。在此基础上通过动态仿真与静态分析相结合的方法逐步迭代求解最优补偿容量。华南某电网实际算例中的应用表明,综合无功补偿优化的结果具有最小的年运行费用和最大的故障后负荷裕度,可以显著改善受端系统运行的经济性和安全性。

高压直流低负荷无功优化功能运行分析

高压和特高压直流输电系统中的低负荷无功优化功能对换流站及邻近厂站的电压调控有着非常重要的作用。文中介绍了高压直流低负荷无功优化功能的原理及其在南方电网高压和特高压直流输电系统中的2种不同实现方式,分析了该功能的实际运行特性和应用效果。结合整流换流站及邻近厂站注入无功与电压灵敏度分析计算,验证了在直流低功率运行时低负荷无功优化功能对减少直流向交流系统注入的过剩无功、改善系统电压水平、丰富电压调控手段方面的积极作用和实际效果。实际应用表明,低负荷无功优化功能可以明显改善直流启停和低负荷运行时的系统电压。最后就实际运行对如何进一步完善该功能进行了分析,并提出了相关建议。

计及风电不确定性的配电网无功模糊优化

针对风电机组并网给配网无功优化带来的不确定性问题,提出了基于风速预测的场景分析法,将不确定性模型转换成多个典型的确定性场景问题,建立了全场景下兼顾有功网损和静态电压稳定裕度的多目标无功优化模型。采用模糊集理论将确定性问题模糊化,按照最大满意度准则将多目标模型转换成单目标模型,并采用量子行为粒子群优化算法对模型进行求解。以IEEE69节点配电系统为例进行仿真分析,结果验证了该模型的有效性和可行性。

提高大规模电力系统静态电压稳定性的无功补偿方法

基于电力系统潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法,提出了一种以提高系统静态电压稳定性为目标的大规模电力系统无功功率优化补偿方法.该方法研究了与系统静态电压稳定性密切相关的潮流方程雅可比矩阵的最小模特征值及与其对应的左特征向量.以最小模特征值作为系统静态电压稳定裕度指标,以最小模特征值对应的左特征向量作为节点电压对无功功率变化的灵敏度指标,给出了系统在指定工况下,全电网中最有可能发生电压不稳定或电压崩溃的节点,从而为系统无功功率补偿装置的配置提供决策依据.通过对我国某区域电力系统的计算表明,该方法简洁快速,适合求解大规模电力系统电压稳定性的无功功率补偿问题.

配电网高低压综合电压/无功优化方法

在10kV线路上装设无功补偿装置可以有效地改善电压、提高运行经济性的前提下,提出了10kV配电网高低压综合电压无功优化模型,该模型在传统的低压侧补偿、首端电压以及配变分接头调整控制的基础上融入了10kV线路补偿控制,并提出了遗传算法应用于配电网电压无功优化时的初始群体产生两步法,介绍了采用该改进的遗传算法求解该综合优化模型的处理方法和主要步骤。采用门头沟一条实际的10kV配电线路进行优化说明了将10kV侧无功补偿纳入电压无功补偿模型进行综合考虑的必要性与可行性。

基于运行模式的无功电压优化调度的研究

运用基于运行模式的无功优化调度方法，建立不同季节、不同负荷水平的运行模式。以目标电压范围为中心，对不同运行模式，规范约束条件及功率因素要求，制订无功电压调度曲线。文中提出的季度运行模式能反映众多运行样本的共性，涵盖它们的特殊性，这是区别于Ｃ．Ｓ．Ｃｈａｎｇ方法的一个重要特点，不需要采用数据薄盒（ｄａｔａ ｗａｆｅｒ）技术来解决过量存储的问题。

考虑电压稳定性的电力系统多目标无功优化

提出了考虑电压稳定性的多目标无功优化的一种方法。在本无功优化的多目标中，包括了电压稳定性的静态指标——系统的最大负荷裕度。文中首先在模态分析法的基础上找出系统的薄弱点，并决定在这些地方加装多少容量的无功补偿设备。这对于整个电网进行合理的无功补偿，提高整个系统的电压稳定性，增强送电能力都具有很重要的意义。多目标无功优化问题在数学上利用模糊集理论和模拟退火算法来实现。

计及风电与负荷不确定性的电力系统无功随机优化调度

随着风电渗透率的不断增大,风电的不确定性给电力系统安全稳定运行带来了严重影响。含风电电力系统无功优化调度为非线性混合整数规划问题,在满足多个约束的同时,确定了电力系统无功控制参数的最优值,以优化特定的目标函数。建立了计及风电与负荷不确定性的电力系统多目标无功随机优化调度模型,设置了两个目标函数:有功功率损耗最小化、电压稳定指标最小化。采用ε约束优化方法求解多目标优化模型,利用模糊满意度方法选择最优折衷解。设计了两种不同案例在IEEE-57节点系统上进行仿真。仿真结果表明所提模型及方法可有效解决含风电电力系统无功优化调度问题,显著降低有功损耗,提高系统电压稳定性。

基于全网无功优化的配电网无功优化系统的设计

提出了一种配电网全网无功优化思想,将配电网分为高、中、低压三部分,从下至上进行优化,解决了传统无功控制的局部性问题以及由高中低压电网管理分离带来的无功电力重复性建设问题。基于这种思想,在图模库一体化的平台上开发了可视化配电网无功优化管理系统,系统集电压无功分析、无功规划、无功控制和报表于一体。以某县级供电公司作为试点,取得了较好的应用效果。

计及分布式电源局部调压能力的10 kV配电网低电压治理方法

为了充分利用分布式电源局部调压能力治理10 kV配电网的低电压问题,提出了一种利用分布式电源改善电压的方法。根据配电网5种典型运行案例的节点电压,利用模糊聚类分析对配电网中节点进行二次分区,并利用改进的粒子群算法在分区内优化配置分布式电源和无功补偿设备。计及分布式电源和无功补偿设备的输出电流以及有载调压变压器变比的影响,推导出了计算节点电压变化量的公式以及基于电流的电压灵敏度分析矩阵,并提出了基于灵敏度分析矩阵的电压控制策略。以存在"低电压"问题10 kV配电网为例,对所提出的方法进行了分析和验证,结果表明了所提方法的可行性和有效性。

基于免疫粒子群算法的大型光伏电站无功优化

在建立光伏电站稳态运行模型的基础上,提出以并网点电压偏差最小,光伏发电单元出口电压平均偏差最小,以及损耗最小的多目标无功优化模型,并采用免疫粒子群算法求解。最后通过仿真算例和实验平台验证算法的正确性和有效性。

含静态电压稳定裕度约束的无功优化

提出了一种电压稳定裕度约束无功优化新方法,通过调节系统的控制变量,能真正有效地提高系统的静态电压稳定裕度,同时取得较小的网损.该方法将电压稳定裕度约束无功优化问题分解为非线性无功优化、电压稳定裕度及其对控制变量的灵敏度分析两个子问题,通过两者的交替求解实现寻优.前者采用非线性原对偶内点法求解,后者则以连续潮流计算为基础.该方法计算速度快,对多种系统具有一定的普适性.在IEEE 14、30、118节点系统的试验结果验证了它的有效性,并发现一个系统在特定的负荷增长方式下,由于无功潮流的改变其分岔类型可能会在极限诱导分岔和鞍结分岔之间转换.

重庆电网无功电压优化研究

重庆电网低谷时段的过剩无功致使220kV主网电压高达238kV以上,超过调度达标标准(235 4kV),并影响了下一级电网电压调整。针对此情况,通过计算、分析、试验等方法对重庆电网进行无功优化研究,提出几种方案,综合比较分析最终选取发电机进相为解决方案,并通过试验论证了发电机进相运行调控系统电压的可行性,通过对重庆电厂发电机的进相运行,使重庆220kV电网低谷电压控制在232kV以下,改善了重庆电网运行性能,加强了系统协调稳定,取得了一定的经济效益。

天津电网电压稳定裕度分析研究

采用中国电科院开发的电压稳定分析软件PSD-VSAP,对天津电网电压稳定裕度进行全面深入分析,并针对无功补偿变化、运行方式变化、网络结构变化对电压稳定裕度的影响进行了敏感性分析,对天津电网静态电压稳定性进行了全面评估。结果表明,天津电网电压稳定裕度较大,但由于天津电网为受端电网,建议应保证负荷侧无功补偿装置的投入,减少地区间无功流动以及对外部地区无功资源的依赖,同时要严格关注送受断面的运行潮流,以防止在大的扰动情况下发生电压失稳现象。

基于多端SNOP的柔性互联配电网无功优化

针对含多端SNOP的柔性互联配电网无功优化问题,提出一种兼顾有功网损最小和电压偏差最小的优化模型。对于目标函数的不同约束条件,利用多目标遗传算法对目标函数进行求解寻优。在改进的IEEE 14节点系统中,对所提出的运行优化模型进行验证和分析。仿真结果表明,智能软开关的引入可以有效提升柔性互联配电网性能,减少电压波动,提高电网的稳定运行水平与能量传输能力。

风电并网系统中无功电源优化配置方案分析

分析了风电场无功电源的优化配置,针对实际运行状况,给出一种基于无功优化理论的静止同步补偿器(STATCOM)控制策略。利用风电场并网系统的无功优化数学模型和非线性原对偶内点法解决非线性规划问题的方法,实现了无功电源STATCOM的优化控制,并通过有功网损/灵敏度分析法确定并网系统的无功补偿点。在电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory中对某地区部分风电场并网系统进行无功电源配置。仿真结果表明,STATCOM配置方案对提高并网系统电压稳定性、有功网损和电压偏差有更好的改善作用,控制策略有效、可行。