The Feasibility Research on Distribution Network Closed Loop Based on the Load Transfer Model

With the continuous development of urban distribution network, most of the distribution network has formed a dual power supply mode. The traditional way of distribution network load operating mainly adopts the power method, while satisfied the requirements of the safety of power grid, but will cause external short time power outages, poor user experience, realizing the distribution network outage rearrangement of load is a necessary means to improve power supply reliability. This paper presents mathematical model of load transfer in distribution network. The differences of voltage of amplitude and phase angle on both sides are calculated by the power flow. According to the differential pressure to determine whether the loop can be closed at the loop operation, thereby improving the success rate of operation.

基于关键PMU量测的智能配电网跨供区合环潮流计算方法

为了降低功率损耗,提高潮流计算精度,提出基于关键同步相量测量装置(PMU)量测技术的跨供区合环潮流计算方法。在高次谐波作用下,利用变压器模型和电力线路模型,构建跨供区合环主要元件谐波模型,采用标准化残差检测法的思想,处理跨供区合环的不良数据。通过关键PMU量测估计不良数据量测的残差分量,利用增益矩阵定义跨供区合环不良数据检测的残差协方差矩阵,完成跨供区合环不良数据的检测,结合跨供区合环潮流计算流程设计,实现跨供区合环潮流的计算。算例结果表明,所提方法可以将潮流计算的各支路功率损耗控制在0.04 kW以内,通过将节点电压计算误差控制在0.004以内,提高了潮流计算精度。

基于电磁式旋转潮流控制器的有源配电网多场景控制

分布式电源的高比例接入及两端电源供电系统的发展推进,给配电网带来了电压越限、相位差线路合环、潮流调控困难等问题,为此该文提出采用电磁式旋转潮流控制器(RPFC)的解决方案,具有适用性强、成本低、可靠性高的优点。首先,分析了RPFC的拓扑结构和工作原理,建立了RPFC稳态电压源模型;然后,分别构建了基于RPFC的电压越限模型及变转速控制策略,基于相量合成原理的RPFC相位差线路柔性合环模型及其控制策略,基于瞬时无功理论的RPFC功率解耦控制模型及对应转速协调控制策略;最后,搭建了RPFC的380V/40kV·A样机,实验结果表明,仅改变RPFC控制策略即可实现其在多种场景下有效稳定的调节,验证了所提控制策略的有效性和正确性。

基于母线电压相量采集的配网合环潮流算法

传统的依赖电网建模和参数准确性的计算方式并不适用于配网合环潮流计算,针对此问题提出一种基于母线电压相量采集的配网合环潮流算法,在满足计算精度的前提下,可以便捷地实现配网合环潮流在线计算。根据该算法开发的在线计算模块使用效果良好,并用实例验证了该算法的有效性和实用性。

配电网合环操作环流分析系统的开发和应用

双向供电网络在电力网络结构中的普遍化 ,促使配电网的合解环操作成为电力系统运行操作中必不可少的环节。苏州地区电力结构复杂 ,合环操作频繁 ,对此开发了苏州地区配电网合环操作分析系统。文中介绍了该系统的研制过程和系统特点 ,对配电网合环计算模型及计算结果的误差进行了分析 ,并对系统的前景做了展望。该系统已在苏州供电局现场投运。

配电网合环冲击电流计算方法及其简化计算公式

配电网合环操作可能产生较大的冲击电流,影响电网的安全稳定运行。为此提出一种配电网合环冲击电流计算方法,并推导了较准确的非合环支路冲击电流解析计算公式。基于最佳频率下合环前后的潮流和戴维南定理,计算合环冲击电流衰减时间常数;基于额定频率下合环前后的潮流结果和最佳频率法计算获得的衰减时间常数,计算合环冲击电流及非合环支路电流。最后,对不同方法(包括PSCAD/EMTDC暂态仿真)计算冲击电流的结果进行比较分析,验证了所提方法的实用性和有效性。算例结果同时表明某些非合环支路的冲击电流比合环支路冲击电流要大,表明非合环支路冲击电流简化计算公式及其计算校验是非常必要的。

基于回路分析的含分布式电源配电网简化潮流计算

针对含分布式电源(distributed generation,DG)的配电网快速潮流分析和实时调度计算的工程需要,提出了一种基于回路分析的实用简化潮流计算方法。该方法以回路分析法作为潮流计算的理论基础,并利用配电网各节点电压的相角相差不大等特点对回路电压方程进行化简,使其直接转化为线性代数方程;又利用PV节点类型的简化回路电压方程组获得PV型DG的发电无功功率;最后只需通过一次公式代入计算即可得到电压分布结果。IEEE 33节点算例表明,实用简化潮流计算方法用于含DG的配电网潮流计算与牛顿法相比,计算时间显著缩短,计算精度和计算时间符合快速潮流分析和实时调度计算的工程要求。

弱电磁环网运行控制若干问题及对策

电磁环网是电网发展的阶段性产物,在一定时期不可避免。当电网中出现弱电磁环网时,系统运行将面临较大的安全风险。文中对弱电磁环网运行控制面临的问题和对策进行了研究。提出了弱电磁环网的3个主要特征,指出了弱电磁环网运行控制面临的4类主要问题;分别对这4类问题进行研究,提出了相应的控制对策,并结合实际系统算例进行分析。算例分析结果表明了所述控制策略的有效性,对弱电磁环网运行控制具有参考意义。

基于统一潮流控制器的配电环网潮流优化控制策略

双电源配电环网是实现配电网故障无缝自愈、有效解决短时停电问题的基础,但配电环网中潮流呈自然分布,且缺乏有效的调节手段,统一潮流控制器(unified power flowcontroller,UPFC)可对环网潮流进行控制,但需突破其经济性瓶颈。为此,在调节功率一定时,以负荷节点电压与环网两端馈线出力极限为约束条件,分别以UPFC输出的有功功率和视在功率最小为目标,提出了潮流控制策略。仿真结果表明2种优化控制策略能够满足配电环网潮流调度要求,且兼顾了UPFC应用的经济性。

一种配电网合环实用潮流算法

针对配电网合环潮流计算难度大,前推回代法只适用于辐射型配电网络,提出了一种计算配电网合环潮流的两阶段法。第一阶段中,运用叠加原理,将合环后环状配电网转化为纯辐射状配电网。用前推回代法对纯辐射状配电网潮流计算,从而得到合环开关两侧电压差。在第二阶段,不断修正合环开关两侧负荷功率,以支路功率为变量,重新运用前推回代法求解纯辐射状网络潮流,直至达到整体收敛。针对配电网调度室无法获取上级电网的实时信息,利用迭代法求取上级电网等值阻抗。通过对实际算例仿真,结果表明该方法具有良好的收敛性和准确性。

统一潮流控制器并联变换器的改进型双环控制系统

分析了统一潮流控制器并联变换器在电力系统中的调节作用以及工作原理,建立了并联变换器的数学模型,提出了一种改进的双环PI解耦控制系统。采用电流前馈与PI调节共同控制变换器有功电流分量,稳定直流侧电容电压。UPFC接入端的节点电压控制采用PI调节和下垂特性组成的自动电压调整控制策略。控制系统在15 kVA的UPFC物理模型中得以实现,这种控制系统有利于加快并联变换器的动态响应,降低直流母线电压的波动,有效地控制UPFC接入端节点电压,仿真及实验结果都证明了控制系统的正确性和有效性。

适用于配电网潮流计算的改进回路电流法

为使回路电流法适于配电网潮流分析,在π型等值电气元件的基础上,以阻抗支路为链支、接地支路为树支,忽略了线路对地导纳和变压器对地支路,建立了配电网回路电流分析模型。采用恒阻抗负荷模型替代恒功率负荷模型,将回路电流方程简化为线性方程组进行求解,给出了对退化节点的处理方法,分析了回路电流法和回路阻抗法的异同。算例结果验证了该方法的有效性。

背靠背柔性直流互联的有源配电网合环优化运行

高可靠性供电和大规模分布式电源友好接入推动了有源配电网采取合环运行方式。为满足合环运行的安全性和经济性要求,实现满额消纳清洁能源,提出了基于背靠背柔性直流的配电网安全合环和潮流优化控制方法。分析了背靠背柔性直流的注入功率模型和控制方式,考虑配电网与主网最优运行的差异,建立了以售电企业综合供电成本最低为目标,以网络潮流、分布式能源出力和柔性直流功率平衡等为约束的配电网合环最优运行模型。基于修改的IEEE 33节点系统,多种运行方式下的仿真算例验证了背靠背柔性直流实现配电网安全合环、环网潮流经济分布和规模化分布式电源满额消纳等目标的可行性和有效性。

辐射型配电网合环稳态电流计算方法研究

对辐射型配电网合环操作引起合环稳态电流进行计算和分析对配电网的安全运行有重要意义。研究了辐射型配电网合环稳态电流的计算方法。采用基于关联矩阵的电压电流迭代方法对合环前的支路潮流分布情况进行计算,进而结合叠加原理求得合环后各支路的电流分布情况。针对澳门电网(CEM)11kV辐射型配电网的典型实例,对其合环前后的电流分布进行计算,并将计算结果与实测结果进行比较,验证了本文方法的准确性和实用性。最后分析了母线节点的电压相角差和幅值差变化对合环后电流分布的影响。

220/110kV电磁环网闭环运行对短路电流的影响分析

目前国内绝大部分220/110 k V电磁环网采取开环运行的方式。电磁环网闭环运行时涉及的各个电压等级的短路电流可能出现超标是导致220/110 k V电磁环网"一刀切"式的解环运行的重要因素。以湖南电网220/110 k V电磁环网为例,分析220/110 k V电磁环网开、闭环运行对短路电流的影响,并探讨极端状态下短路电流的变化情况。以此为基础,归纳出220/110 k V电磁环网闭环运行时短路电流变化的典型结论,该研究成果为合理确定220/110 k V电网电磁环网的闭环运行可行性提供重要依据。

辐射型中压配电网合环分析系统的设计与研究

分析和评估合环操作对辐射型中压配电网所造成的影响对配电网的调度和安全运行有着重要的意义。首先对某城市的典型中压配电网络进行研究,在其配电网原有SCADA/EMS和GIS系统上,提出适合于该配电网特点的合环操作分析系统的解决方案,采用基于IEC 61970/61968的公共信息模型(CIM)进行合环操作分析系统和原有系统之间的数据交换。合环潮流计算是合环操作分析系统的核心,本文采用叠加原理对合环潮流进行计算,使计算具有良好的收敛性,满足了系统在线运行的要求。

基于分级分区的地区电网无功电压闭环控制系统

采用两级无功电压控制策略相结合的体系实现无功电压闭环控制。"区域级"无功电压控制将电网划分为若干具有辐射状结构的无功电压控制区域,以各分区为单位,采用等值递推和最优匹配注入流算法的交叉迭代方法来实现。"厂站级"无功电压控制利用改进的九区图法实现,并在"区域级"无功电压控制策略无法实施时启动。现场控制实例和仿真算例表明,算法实用、鲁棒性好,形成的控制策略合理有效,优化控制效果明显。

基于Ward/REI等值理论的配网合环稳态电流计算

针对配网合环系统进行计算时,无法获取上级电网实时信息,需要对外部网络进行适当等值的问题,提出一种基于Ward/REI等值理论建立合环网络的等值模型,利用Ward型等值法具有良好数值解的特点,对外网进行Ward等值。在实时情况下,当系统的运行参数发生变化后,在边界节点处将会出现失配功率,以边界节点失配功率,增广一个校正REI网络来修正等值参数,使等值网满足在线分析对等值网准确度的需要。实际算例结果表明了该方法的有效性与实用性,对实际配网的调度运行提供了理论依据和技术支撑。

统一潮流控制器的RTDS仿真试验系统

为满足统一潮流控制器(UPFC)的控制保护系统的产品研发、策略验证及设备出厂试验等需求,需搭建一套能够真实模拟工程落点复杂电网、UPFC本体及相关联的关键设备、且能够同时接入多专业二次装置的闭环试验系统。文章以苏州南部500k V电网UPFC示范工程为背景,首先介绍了该工程的概况;其次详细介绍了RTDS(real time digital simulator)模型的搭建过程,包括复杂交流电网、MMC阀组、串/并联变压器、直流母线、避雷器等关键设备以及各类故障模拟等,给出了模型的处理器资源分配;然后介绍了仿真试验系统的连接;最后结合苏南UPFC示范工程的应用,给出了系统解锁和有功功率阶跃的实验结果。实验结果表明,仿真试验系统能够真实地模拟复杂交流电压、UPFC本体等特性,可为UPFC控制保护系统的产品研发、策略验证以及设备出厂试验提供一个良好的检验平台。

基于串补有功最小的双电源配电环网潮流优化控制策略的研究

双电源配电环网是实现配电网故障无缝自愈进而有效解决短时停电问题的基础,但配电环网中潮流呈自然分布且缺乏有效的调节手段。利用统一潮流控制器(UPFC)对双电源配电环网潮流控制方法进行研究。基于配电环网潮流分布与潮流控制规律,以负荷节点电压偏移与合环馈线功率输出极限为约束条件,推导出在功率调节量一定时UPFC输出有功功率最小的潮流优化控制策略。该方法能够在满足潮流灵活调节的前提下保证UPFC应用的经济性。针对两端出力不均的情况建立了双电源配电环网仿真模型,仿真结果证明了该方法的有效性。