韶关电网新能源AVC控制策略应用研究

随着以新能源为主体的新型电力系统的发展,大量新能源电源的接入改变了韶关电网各支路潮流的单向流动特点,容易造成电压越限等问题。同时,新能源电源出力存在波动性,易引发局属变电站无功设备频繁动作、反复调节等问题。因此,为了优化电网无功电压的分布,需要应用新能源无功电压自动调节(AVC)控制策略。通过对新能源电源无功电压的实时监视,当无功电压越限时,实时对新能源电源进行调节,让新能源电源的无功电压时刻保持在最优状态。

基于改进极限学习机的增量配电网线损率预测模型

针对传统预测模型预测效果较差等问题,提出改进极限学习机的增量配电网线损率预测模型。通过ELM网络结构,确定配电网环境中适应度函数,对电量参数进行寻优。在改进极限学习机算法的支持下,依据增量配电网络结构构建配电样本,确定线损分布特征以及处理流程,实现增量配电网线损率预测模型的设计。实验结果表明,基于改进极限学习机的线损率预测模型能够较好适应增量配电网环境中电量传输需求变化,在准确收集电量数据序列特征的同时,实现对配电网线损率的有效预测。

配电网重构方法对比与技术展望

在“碳达峰、碳中和”目标下,配电系统正在演变为区域资源优化配置平台,对我国能源供给与消费的低碳化转型起到关键支撑作用。如何突破网架拓扑与系统运行的紧耦合实现灵活组网运行,以适应规模化分布式能源接入的配电系统柔性可控需求是现阶段研究重点。在此背景下,首先从网络拓扑、系统负荷、分布式电源、优化目标、约束条件、重构算法等6个方向出发,对配电网重构方法进行了总结,然后对其面临的交直流配电网重构算法、双高下交直流配电网时空解耦和灵活性量化等关键问题进行了分析和展望。

考虑多分布式水电协调运行策略的微电网重构方法

作为清洁可再生能源,水电具有显著环境效益。发展水电微电网,是实现“双碳”目标的重要路径之一。基于分布式水电出力特性提出多分布式水电协调运行策略以及基于此策略的微电网重构方法及模型。为避免寻优过程中产生大量不可行解,提出基于改进粒子群算法的微电网重构求解算法。选取IEEE 33节点系统进行算例仿真,验证了所提方法的合理性和有效性,能够有效提升微电网运行经济性。

电网拓扑结构对地铁杂散电流分布特性研究

侵入变压器的杂散电流受列车工况、轨地过渡电阻、土壤结构和电网拓扑结构等的影响,探究杂散电流影响因素是防治地铁周边电力变压器直流偏磁的重要手段之一。为研究电网拓扑结构对侵入变压器的杂散电流的影响,构建地铁线路与电网回路动态耦合有限元模型。基于该模型,分析电网单回路与地铁线路不同相对位置在3种典型拓扑电网结构下,侵入变压器的杂散电流变化,仿真结果表明:在3种结构中,放射形结构受杂散电流影响程度最高,且随着电网回路数的增加,侵入电网中的杂散电流总量增多。此外,不论构成电网回路的两变压器处于地铁线路同侧或异侧,随着地铁线路与电网回路之间夹角的减小,侵入回路的杂散电流增大。

一起保护区外故障误动作分析及隐患分析系统研究

随着电网设备不断增加及大电网结构越来越复杂,电压、电流二次回路异常等原因引起电网发生区外故障保护误动的事件屡禁不止,而传统人工区外故障分析方法的效率低下且准确性难以得到保证。为解决此问题,针对某地区一起220 kV主变区外故障保护误动事件,研究了二次回路隐患监测方法,并开发了区外故障二次回路隐患智能分析系统,可根据异常检测方法判别保护装置二次回路异常,及时发现继电保护装置的隐患,有效提高保护装置的正确动作率。

基于CEQ(λ)强化学习算法的微电网智能发电控制

针对微电网孤岛运行模式下新能源发电强随机性导致的系统频率波动,提出了基于多智能体相关均衡强化学习(Correlated Equilibrium Q(λ),CEQ(λ))的微电网智能发电控制方法。在所搭建含有光伏发电、风力发电、小水电、微型燃气轮机和飞轮储能的微电网负荷频率控制(Load frequency Control,LFC)模型基础上,以频率偏差作为状态输入,提出了一种微电网孤岛运行模式下的CEQ(λ)智能发电控制器。仿真结果显示,与PI控制、单智能体R(λ)控制相比,CEQ(λ)控制器具有更好的在线学习能力,能显著增强孤岛微电网的鲁棒性和适应性,有效提高了频率的考核合格率。

水风储微电网电源容量的优化配置

由于配电系统线路功率和节点电压的约束,在微电网规划中需要弃风弃水来减少设备容量。文中提出一种高效能的友好并网型水风储微电网优化配置方法。通过量化风电资源和水电资源的最大可发电量,结合所提的微电网运行控制策略及运行约束,建立以微电网投资及运营成本、年弃风弃水电量和电源年发电量为目标函数的多目标优化模型;通过基于精英策略的非支配性排序遗传算法(NSGA-II)求出模型的最优解集,并采用逼近理想解排序方法(TOPSIS)选择满意的配置方案。通过韶关地区某实际配电系统进行多场景仿真验证,结果表明该模型提高了可再生能源利用率,保证了配电系统的电能质量,验证了该配置方法的实用性和经济性。

基于改进纵横交叉算法的电网最优潮流计算

纵横交叉算法(crisscross optimization algorithm,CSO)已应用于解决电网中的多种复杂问题并取得了较好的效果。在CSO算法基础上,提出了一种快速收敛的改进纵横交叉算法(faster crisscross optimization algorithm,FCSO)求解最优潮流问题。该改进算法在原有的双交叉算子的基础上提出了一个全新的算子——中心交叉算子,此算子与横向交叉算子以一定的规律交替进行,种群中每个个体依次与当前最优个体执行交叉操作后再执行竞争算子,有选择地向当前全局最优个体靠拢,以提高单次搜索的质量,加速收敛。在IEEE118节点系统上的仿真结果表明,CSO较同类的群智能优化算法有着收敛精度高、稳定性强的特点,而FCSO能在不损失收敛精度的条件下显著加快收敛速度,大幅缩短寻优时间,为纵横交叉算法应用于实际电网实时调控领域提供了更多的可能。

智能电网信息安全威胁及对策分析

智能电网是电网和现代信息技术融合于一体的新型电网,已成为解决21世纪全球能源问题的新战略。智能电网信息安全在整个电网通信网络中的重要性越来越突出,需要更多相关研究来制定标准以及开发相应技术来满足智能电网信息安全需要。介绍了智能电网信息的特点、国内外发展现状以及最新的电网信息安全事件,总结了智能电网面临的安全威胁,对国家为保证智能电网信息安全制定的相关政策法规给出了说明,最后提出了应对智能电网信息安全威胁的具体防护措施。

电动汽车充电设施接入配电网的最优布点规划

目前电动汽车(electric vehicle,EV)有序充电技术尚未成熟,在未来较长一段时期里,EV仍处于随机充电状态。由于EV充电行为的密集性和随机性,必然会对配电网产生较为显著的影响。为了研究EV无序充电对配电网的影响,首先通过统计EV历史出行数据拟合得到日行驶里程及起始充电时间概率模型,建立EV充电负荷模型,利用蒙特卡洛模拟法进行负荷预测;然后根据得到的EV充电负荷,以IEEE33节点系统为基础,对充电设施不同布点位置对电网的节点电压、网络损耗等的影响进行仿真分析;最后提出有利于配电网运行的充电设施规划建议。

基于有源工频电流注入的配电网对地参数精确测量

采用工频零序电流注入法,实现配电网对地电容、对地电导的精确测量。在配电网中性点注入2次不同的工频零序电流,改变系统中性点电压,由节点电压法写出2组电压方程,精确测量系统对地参数。配电网发生单相接地故障时,只有故障相对地参数发生改变,根据故障前、后对地参数变化,推导故障选相判据,实现故障相辨识。利用配电网对地参数及中性点零序电压,可计算出有源消弧和不平衡电压抑制时,注入中性点的理想零序电流值。Matlab/simulink仿真分析表明:该测量方法具有较高的精度,可应用于单相接地故障选相、有源消弧及三相不平衡电压抑制。

楼宇光储直流微电网结构及控制

建筑屋顶较为适合安装光伏及其所构成的直流微电网,有助于新能源消纳以及提高用电负荷的供电可靠性。由于供电营业厅具有负荷简单、用电需求与光伏发电特性一致的特点,结合偏僻地区负荷供电可靠性低的现状问题,提出以偏远地区的供电营业厅为载体的并网型直流微电网。首先总结了供电营业厅的用电特点,接着以乡镇供电营业厅为例,提出一种适用于楼宇的并网型直流微电网应用的试点场景,介绍了直流微网拓扑结构和直流微网能量路由器的功能、结构以及功率控制策略。最后通过仿真验证了直流微网控制策略的有效性。结果表明,所提直流微电网的控制策略在微网并网状态以及孤岛状态均能够有效运行。

新能源配电网多运行指标协同的灵敏性分析方法

配电网电压和网损指标协同控制一直受到高度重视。在新能源环境下,配电网电压和网损指标协同控制的难度更大并更具挑战性。根据配电网中各个物理量之间的变化关系与交互作用特性,将物理量分为独立参数变量、状态变量和控制变量3种类型,建立配电网在新能源环境下电压和网损运行指标,构建针对分布式电源和传统无功补偿装置的配电网潮流分布、节点电压和网损的灵敏度矩阵。以局部电压稳定指标作为分布式电源接入电网后电压和无功分布的技术指标,以分布式电源的投资和运行维护成本作为经济指标,分析分布式电源大规模接入电网后对电压和网损造成的影响。以IEEE 30系统为实例,通过仿真计算对所建的模型和算法进行了验证。

含分布式电源点的区域配电网三相线损测试研究

当前区域配电网三相线损测试难度大,为解决该问题,提出了基于神经网络的含分布式电源点的区域配电网三相线损测试方法。根据神经网络结构,分析目标不同层次特征,在特征响应支持下,分析三相四线制连接方式下的线损。利用神经网络的监视控制层实时采集线损数据,通过粒子群算法对神经网络进行优化,确定用于全局搜索的神经网络阈值,设定粒子群算法收敛条件,重新赋予线损测试值,动态调整学习因子,评估种群适应度,由此设计三相线损测试流程,实现含分布式电源点的区域配电网三相线损测试。实验结果表明,该方法测试干扰幅值较低,测试精准度高,有助于降低线损。

缺储能风光微电网孤岛初期幅频特性

当前对于风、光发电的运行特性的研究,主要采用理想的微电网模型,而实际运行的山区规模较小的风、光发电机组,多运行在缺少足够储能设备等有限条件下。为此研究缺少储能条件的山区光、风发电的运行特性,重点分析风、光微电网孤岛初期的幅频变化情况。首先研究光伏发电的并网模型,仿真不同本地源荷容量比情况下的幅频特性,并阐述了所产生幅频现象的形成机理;接着探讨双馈风力发电机(doubly fed induction generator, DFIG)风电的孤岛初期的幅频变化,发现单DFIG风电孤岛容易出现系统崩溃的情况;最后分析风光互补形成的微电网孤岛初期的幅频变化情况。研究结果表明,风、光互补具有更好的运行稳定性。

基于混合整数凸规划的有源配电网重构与无功电压协调优化

传统方法将有源配电网重构和无功电压优化视为相对独立的子问题研究,缺乏将两者协调考虑。本文提出一种有源配电网重构与无功电压协调优化的混合整数凸规划模型,并采用凸优化方法获取最优解,从而解决配电网的网架重构和无功电压优化的协调运行问题。首先,在配电网线路潮流方程的基础上,建立有源配电网重构和无功电压协调优化模型。然后,对配电网潮流约束、配电网设备运行约束和辐射状配电网网架约束进行凸变换处理,将原非凸模型转化为具有凸特性的混合整数二阶锥规划(mixed integer second order conic programming,MISOCP)模型或者混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)模型,并采用凸优化软件求解所得模型。最后,在33节点配电网系统上进行测试,5种不同运行场景的结果对比验证了所述MISOCP和MILP模型可有效解决有源配电网重构与无功电压优化的协调问题,且两者可在满足工程误差范围内得到相同的结果。

低压配电网分段和联络开关优化配置方法研究

低压配电网自动化水平远落后于中压配网。为实现低压配电网故障识别、隔离和转供电,提出低压配电网分段和联络开关优化配置方法。首先,提出中低压故障互斥校验方法,判别故障所在的电压等级,对低压配网可靠性进行准确评估;其次,提出台区线均负荷系数概念,分阶段对分段开关与联络开关建立优化模型,从数量、位置和容量方面获取最优的开关配置方案;最后,进行仿真分析,验证了该配置方法能够在保证经济性的前提下提高台区供电可靠性,为低压配网自动化建设提供指导。

基于MISOCP的主动配电网有功无功协调动态优化

针对主动配电网有功无功灵活控制设备协调控制难度大的问题,提出了基于混合整数二阶锥规划(mixed integer second-order cone programming,MISOCP)的主动配电网有功无功协调动态优化方法。首先,建立了包含有功无功灵活控制设备运行约束条件的主动配电网有功无功协调动态优化模型,该模型为混合整数非线性规划(mixed integer nonlinear programming,MINP);其次,为了提高原问题的求解速度,将原问题的MINP模型松弛为易于求取最优解且计算速度快的MISOCP模型,最后,以IEEE 33节点扩展系统进行仿真分析。仿真结果验证了:主动配电网中的有功无功灵活控制设备能大幅降低网络有功损耗,对配网的安全经济运行具有积极意义;MISOCP具有和MINP同等的鲁棒性和最优性,但计算时间大大缩短。

考虑综合收益最大的低压配电网三相不平衡治理模型研究

三相电流不平衡一直是配电台区存在的突出问题,会对低压配电网供电质量和运行经济性造成不良影响。本文提出一种兼顾质量与效益的低压配电网三相不平衡治理模型。首先,基于低压配电网可获取的量测数据,提出三相电流不平衡下线路损耗和配变损耗的实用量化方法;其次,折算电表相序调整后线路损耗、配变损耗降低所带来的收益和相序调整时产生的成本,以综合收益最大为目标建立相序调整的优化数学模型;最后,采用遗传算法求解模型。仿真结果表明,与以平均三相不平衡度最小为目标的模型对比,本文所提模型产生的经济效益更明显,适合电网公司在配电台区三相不平衡治理上的工程化应用和推广。