发电机有效无功储备的分析和计算

从保证系统静态电压稳定性的角度阐述了发电机无功储备充裕的含义,提出了发电机有效无功储备的一种定义。给出了发电机无功储备构成的分析方法,建立了最小发电机无功储备分析的数学模型,并提出了一种近似求解框架。以某实际大区电网为例,说明了所述方法的应用结果,并将该结果与静态电压稳定分析和控制结果相互印证,表明了发电机无功储备分析结果的应用价值。

基于电压控制分区的发电机无功备用优化方法

发电机无功备用对电力系统电压稳定和电压控制具有重要意义。提出了基于电压控制分区的区域发电机无功备用定义,该定义综合衡量了区域发电机无功备用对静态电压稳定和准稳态电压控制的价值以及无功备用的可供给性。分析了控制变量的特性和选取方式,建立了用于优化区域无功备用和区域电压水平的二次规划模型,提出了逐次分区优化求解算法。通过3节点系统算例验证了无功备用定义和控制变量选取方式的合理性。通过IEEE 118系统算例验证了优化方法的正确性和可行性,优化方案显著提高了区域无功备用量和电压稳定裕度,改善了电压水平。区域无功备用优化方法将高维的无功备用优化原问题简化为少量的低维区域优化子问题,具有较高的容错性和计算效率,可用于较大规模系统的发电机无功备用评估和优化。

发电机无功备用评估与优化方法综述

发电机无功储备可在系统遭受扰动时,动态地提供电压支撑能力,维持母线电压的稳定性。发电机无功备用对于提高电力系统电压稳定性至关重要,无功备用量的多寡可以反映系统电压稳定裕度的大小。为此首先对电力系统发电机无功备用的定义及评估方法进行了归纳总结;然后对发电机无功备用的优化模型做了全面的论述,同时对当前的求解算法进行了归类,并做了具体的阐述,指出了各自的缺点和优点;并对当前发电机无功备用研究存在问题进行了的阐述;最后对今后发电机无功备用需要开展的关键研究内容提出看法及建议。

计及暂态电压安全性的风电场无功电压协调控制

针对风电场并网电压调控问题,提出一种计及双馈风电场暂态电压安全性的无功电压控制策略。在分析典型的放射式集电系统电压分布特点的基础上,对其稳态运行状态设计了相应的无功电压协调控制方案。稳态运行时的电压协调控制以均衡风电机组机端电压裕度、提高无功补偿设备动态储备容量和提高系统电压稳定性为目标,从而在电网电压扰动或电网故障期间有效地预防风电机组连锁脱网,提高风电场运行的安全性,起到预防控制的效果。最后通过实际算例仿真验证了本文所提控制方法的有效性和可行性。

防止风电机组连锁脱网事故的动态无功备用需求分析

对风电机组连锁脱网事故的调查表明,双馈风电机组触发Crowbar保护进入低电压穿越区需要从电网吸取大量的无功,造成风电场电压进一步恶化。文章对大型风电场的无功需求和运行状况进行深入分析,推导出大型风电场的临界运行电压和无功备用容量计算公式,为风电场无功电压协调控制提供理论支撑。采用酒泉风电基地的实际算例进行了仿真分析,结果表明,风电场机组处于鼠笼异步运行状态时需要从电网吸收大量无功,同时风电场周边场站电压下降明显;而当动态无功备用容量达到临界动态无功备用容量及以上时,则能有效地改善风电场相关站点的电压分布。

基于Benders分解的发电机无功备用优化方法

电压稳定裕度与系统无功备用密切相关,因此,提出一种无功源的无功备用优化方法。引入发电机参与因子来衡量发电机无功备用的重要程度,建立以系统无功备用最大化为目标的优化模型,并应用Benders分解将模型分解为发电机主问题和电容器子问题。IEEE 39节点系统算例验证了所提优化方法的有效性,优化方案大幅提高了系统电压稳定裕度。

发电机无功储备的定义和评估

从发电机无功储备的有效性和方向性2个角度,定义了4种发电机无功储备,建立了最小发电机无功储备的计算模型,并提出了基于粒子群优化算法的求解方法。算例分析表明,所提定义清晰地揭示了发电机无功储备的构成,便于无功储备的定量分析和研究;所得最小无功储备分析结果有助于充分利用发电机的无功电压控制能力,提高系统运行的经济性,对评估系统无功储备的充裕性和系统的静态电压稳定性也具有一定的价值。

考虑静态并联无功补偿的发电机无功储备优化方法

基于考虑有效性和方向性的发电机无功储备定义,提出了考虑静态并联无功补偿的最小发电机有效无功储备优化模型。采用Benders分解算法的思想,将原问题分解为正常运行方式下的主问题和预想非正常运行方式下的子问题,并设计了降低模型求解规模的子问题筛选算法,提高了Benders算法的求解效率。最后,由针对IEEE 39节点系统的算例分析验证了所提算法的有效性。

含可再生分布式电源参与调控的配电网动态分区实时无功优化方法

可再生分布式电源高比例接入,其出力随机性叠加负荷波动性,极大地增加了配电网无功电压调控难度。结合风电、光伏等可再生分布式电源的动态无功调节特性,提出配电网动态分区实时无功优化方法。基于配电网辐射状结构特性,根据支路末端节点性质逆向初步合并,以最大模块度函数为衡量指标进行初始分区,并根据实时运行状态和无功储备约束调整分区,形成可满足动态无功调节的最佳分区方案,然后执行分区实时无功电压调控。最后,以IEEE33节点系统为例通过MATLAB编程进行仿真分析,结果表明:日内实时控制与动态分区相结合,有效提高系统无功电压控制快速性和精确性。

防止广东电网大停电的建议

根据我国电网发展的经验和美加大停电的教训, 针对广东电网的特点, 研究了充分发挥原有电网和直流输电受电的优势。特别建议发挥潜力, 增加电网无功紧急储备以防止电压崩溃, 并提出了具体措施。同时建议建立稳固的无限大目标受端系统, 并加强大电网和大机组的协调, 既要保电网, 又要保机组安全, 以达到长远防止大停电的目的。