基于集群划分的含分布式光伏配电网有功-无功多目标优化

随着高比例分布式光伏并网,配电网潮流随光伏出力波动,系统有功-无功优化面临新的挑战。建立了配电网网损最小、光伏消纳量最大和电压偏移最小的多目标优化模型,通过调节光伏逆变器出力和无功补偿设备的投切,实现配电网网损最小、光伏消纳率最大和电压偏移最小的目标。建立了基于电气距离和区域电压调节能力的集群性能指标计算方法,并基于指标计算结果将配电网划分为多个子集群,利用NSGAIII算法对子集群进行有功-无功优化。最后以一条实际10 kV配电线路和IEEE123系统为算例仿真验证,计算结果表明经划分后对子集群进行有功-无功优化相比于全局优化可以提高光伏消纳率、减少系统网损和减少节点电压偏移。验证集群划分方法和有功-无功优化模型的有效性。     

高渗透率下兼顾光伏出力和网损的配电网运行优化方法

针对高渗透率光伏接入的配电网电压越限和经济运行问题,提出了有功无功协调优化的方法。分析了电压约束条件下的光伏有功出力限值,研究了高渗透率光伏接入的配电网电压越限机理,提出了综合考虑光伏有功出力和网损差值的净出力指标,以最大净出力为目标函数,计及敏感节点电压约束,建立了光伏有功出力和网损的综合优化模型。算例分析验证了该方法的电压控制能力和优越经济性,且其经济性随光伏有功出力增大呈现“先增后减”变化特征;一般场景下优化模型运行于最大功率点的最小网损方式,极端场景下则调整少量光伏有功出力满足电压约束。     

光伏并网系统参与电压调节的有功和无功协调控制策略研究

针对配电网线路阻抗大、分布式光伏并网系统无功调压能力有限,导致光伏电源在有功出力较大时并网点(PCC)电压越上限问题,在深入分析光伏系统PCC电压特性基础上,提出一种光伏逆变器有功和无功协调控制策略。在该控制策略下,光伏系统实时跟踪监测PCC电压变化,PCC电压不越限时,逆变器按最大功率点跟踪(MPPT)输出;PCC电压越上限时,优先利用逆变器剩余容量进行无功调压,若剩余容量不足,调节逆变器有功输出,并动态计算有功、无功最佳输出值,保证将PCC电压调节至满足要求的前提下,实现逆变器有功输出最大化、无功输出最佳化。算例结果验证了控制策略的有效性。     

一种基于功率调节的光伏逆变器电压控制方法

针对由于光伏发电系统的接入,导致配电网系统电压越限的问题,提出一种基于逆变器的有功和无功协调控制策略的电压调节方法。当配电网电压超过上限时,优先通过调节逆变器的剩余容量来调节配电网电压;当逆变器的剩余容量不足时,则通过降低光伏电源的有功输出来调节配电网电压。在保证配电网电压满足要求的前提下,该方法使逆变器的有功功率和无功功率的计算在最佳输出值,保证了逆变器的利用率。在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,仿真结果表明,该方法能够有效地控制系统电压,防止电压越限。     

含分布式光伏发电的配电网电压越界调节策略

针对含高渗透分布式光伏发电的配电网电压越限问题,可充分利用并网光伏逆变器的无功调压能力。提出2种接入中低压配电网的分布式光伏发电的输出电压调节策略,第1种策略基于各光伏发电接入节点的电压-功率灵敏度,根据电压越界程度选择灵敏度大的光伏发电节点,调整其无功输出,当仍不能满足电压要求时,部分场景可以继续调整其有功输出;第2种策略以有功网损最小为目标,对配电网中各分布式光伏发电的无功和有功出力进行优化,在保证电压越界得到有效调节的同时,实现配电网经济运行。通过IEEE 33节点系统进行两种场景的模拟,验证分析了2种策略的有效性。     

交直流型微电网中光伏逆变器并联控制策略

针对光伏电源和储能装置主要配置在直流网,交流网在离网时需克服光伏电源出力波动的问题,提出一种微电网离网模式下的光伏逆变器并联控制策略:直流网侧逆变器为主逆变器,采用恒定电压幅值以及 P-f 下垂法为交流网提供全部无功及部分有功功率;少数较小容量的光伏逆变器为从逆变器,从逆变器不提供无功,采用自适应下垂系数法输出与实时最大功率匹配的有功功率,既维持交流网电压稳定,又充分利用光伏发电.基于 MATLAB 的系统模型仿真证明了该方法的正确性与可行性.     

含光伏接入的中压配电网集中调控优化策略

随着并网光伏数量和容量的增加,中压配电网电压波动及网损过大等问题日益突出。为此计及中压配电网的通信条件与计算能力等特点,提出了一种面向中压配电网的分布式光伏集中调控优化策略,抑制中压配电网电压波动及网损过大。分析光伏并网对配电网电压及网损影响,构建了以中压配电网潮流平衡方程、节点电压、支路电流及系统运行为约束,以网损最小、电压波动最小和分布式电源消纳最大为目标的多目标优化控制模型;采用商用CPLEX对模型进行求解;最后结合算例仿真对模型进行了有效性验证。结果表明,所提优化控制模型可有效降低配电网电压波动,合理分配分布式电源出力,降低网络损耗,同时保证光伏利用率处于相对合理区间。     

基于万有引力搜索算法的含分布式电源配电网无功优化研究

文章研究了含有分布式电源的配电网多目标无功优化问题。为在提高电网运行经济性的同时增强电压稳定性,以配电网的有功网损最低和负荷节点电压偏差最小为目标构建多目标优化模型,利用随机数学模型描述分布式电源有功出力的不确定性,使用一种新型的启发式算法万有引力搜索算法对FACTS补偿装置的无功补偿容量以及安装位置进行优化求解。同时利用IEEE 33节点测试系统对文章所提方法的有效性进行仿真验证,算例仿真结果表明,所提出方法在有效降低了系统网损的同时,也有效提高了系统的稳定性,具有很强的实用性。     

基于分布式光伏的配电网无功优化

本文提出一种含光伏电源的配电网多目标无功优化模型,为解决分布式电源接入配电网引起的电压偏差、有功网损增加等问题,本文建立了无功优化模型,基于传统的粒子群算法,提出一种改进的粒子群算法,最后,在IEEE33节点配电系统中进行算例仿真分析,仿真结果验证所提方法的有效性。     

一种功率动态调整的光伏逆变器调压方法

越来越多的光伏电源接入配电网,导致在光伏有功出力较大时并网点电压升高甚至越限,严重影响了配电网的安全。针对由于光伏并网造成的电压越限问题,文中分析了电压越限机理,研究传统无功调压策略;在此基础上,融合有功限值确定方法,提出了基于功率动态调整的光伏逆变器调压方法,不同工况下光伏逆变器采用相应控制策略,实现逆变器有功输出最大、无功输出最佳。通过仿真验证了调压方法的有效性。     

并网型可再生能源发电系统容量配置与优化

为了准确地配置并网型分布式发电系统容量,针对并网型风光混合发电系统,给出一种基于发电效率衰减、分时电价和负荷逐年增长等条件的并网型分布式发电系统容量优化配置方法。利用NASA气象网站的风速和日照辐射资料,生成单位容量风光电源的年度出力曲线,根据风光电源的年度衰减性,在单一电价、分段电价和本地消纳的不同应用场景下,对固定负荷和逐年增长负荷建立起分布式电源容量优化模型。在实例分析中,通过遗传算法求解,验证了该方法的有效性和正确性。该模型更加贴近实际工程应用,并能很好地扩展到包含多种分布式电源的并网型发电系统中,有利于并网型分布式发电系统的应用和推广。     

基于PVsyst的户用独立光伏发电系统优化设计

基于PVsyst软件优化设计户用独立光伏发电系统,模拟系统运行性能。系统能量利用率为69.2%,用户需求满足率为94.3%,设计的独立光伏发电系统整体性能表现良好。为了提高系统设计的可靠性、效率、精度,工程技术人员应该利用PVsyst软件和其他模拟软件作为光伏系统设计和优化的辅助工具。     

基于光伏减载的电力系统紧急降风险控制方法

光伏发电系统通常运行于最大功率点,难以在紧急条件下为电网提供功率支撑。受制于建设和运行成本,储能的大规模应用还难以实现,同步发电机占比的降低使得含高比例光伏发电的电网安全风险不断增加。为此,分析了光伏发电系统的功率特性和稳定运行条件,提出了通过光伏减载运行预留备用功率从而为电网提供紧急功率支撑的思想。进而分析了协议发电成本和风险成本的关系,建立了以同步发电机启停机计划、备用容量和光伏减载量为决策变量的两阶段降风险发电调度优化模型。提出了考虑光伏减载运行的电力系统降风险优化调度方法。最后利用IEEE RTS 24节点系统验证了方法的正确性。算例分析表明,该方法能够在降低电网功率不平衡风险的前提下获得最优的经济性,具有较好的实用性。     

基于粒子群算法的MPPT仿真及应用

利用PSIM软件建立了太阳能电池仿真模型。光伏模块的伏安特性曲线显示了在出现局部阴影时,使用传统的最大功率点跟踪(MPPT)方案跟踪多个局部的最大功率点(MPP)以获得全局MPP是很难的。鉴于此,提出了一种新型基于粒子群优化算法(PSO)的MPPT。仿真及实验结果表明,即使在复杂的条件下,光伏模块的输出电压也能够稳定运行在MPP附近,基于PSO的跟踪算法为实时光伏系统提供了一个可行的替代解决方案。     

粒子群优化在光伏系统MPPT控制中的应用

粒子群优化(PSO)是一种基于生物智能的优化方法,能快速地搜索出多极点非线性函数的最优解,非常适合作为遮阴条件下光伏系统的最大功率点跟踪(MPPT)控制算法。针对因局部遮阴函数产生多极点的问题,在传统PSO的基础上加以改进,增加了粒子淘汰的环节。实验结果表明,改进后的算法使系统的MPPI控制更加快速有效。     

含光伏发电的配电网动态无功优化研究

近些年光伏发电在配电网中得到大量的应用,但由于其出力带有一定的随机性,使得潮流优化结果不准确。为了能够在负荷变化的同时准确地优化含光伏发电的配电网潮流以降低网损,文中将一天内的光伏出力和负荷的变化分成24段,利用遗传算法将各时段进行静态潮流计算,利用动态规划法具有解决时间序列优化问题能力的特点,以各时段的网损值之和最小为目标函数,建立设备的动作时间表。为了避免运算复杂,简化运算的步骤,忽略无效的搜索路径同时也保证了电压稳定性。该方法的模型简单有效,且保证了电容器组的动作次数在约束限制下降低网损,减少电容器的损耗。通过算例结果表明该运算方法可行有效,可达到预期目标。     

基于遗传算法的风-光互补发电系统的动态优化

风-光互补发电是一种新型的清洁能源,将为能源结构的调整和环境保护做出巨大贡献。但是,风-光互补发电系统具有强非线性和多目标性,很难建立精确的数学模型,用传统的方法很难对其进行动态管理。采用一种新的遗传算法,以风-光互补发电系统的发电成本最低为目标,并根据控制规则,可对风-光互补电场进行动态优化管理。结果表明,该算法能很好地跟踪负荷、风速及光照强度的变化,能有效地动态管理风-光互补发电系统,说明遗传算法在风-光互补发电系统的动态管理中是有效的。     

计及风光不确定性的虚拟电厂多目标随机调度优化模型

为缓解风电和光伏发电不确定性对虚拟电厂稳定运行的影响,引入鲁棒随机优化理论,建立了计及不确定性和需求响应的虚拟电厂随机调度优化模型。首先,风力发电、光伏发电、燃气轮机发电,以及储能系统和需求响应集成为虚拟电厂,然后最大化虚拟电厂运营收益、最小化系统运行成本和弃能成本被作为目标函数,建立虚拟电厂调度优化模型。再应用鲁棒随机优化理论来转换光伏发电以及风力发电不确定性变量的约束条件,建立了虚拟电厂随机调度模型。最后,选择中国国电云南分布式电源示范工程为实例分析对象。分析结果显示：所提模型能够降低系统运行成本,双重鲁棒系数的引入能够为不同风险态度决策者提供灵活的虚拟电厂调度决策工具,协助应对风电和光伏发电的随机特性。储能系统能够借助自身充放电特性,替代燃气轮机发电机组为风电和光伏发电提供备用服务,促进风电和光伏发电并网。将需求响应纳入虚拟电厂能够实现发电侧与用电侧联动优化目标,平缓化用电负荷曲线,系统整体运营效益达到最佳。     

基于粒子群算法的含光伏电站的配电网无功优化

对于含光伏电站的低压配电网,电压等级降低了,输电线路上的电压降不仅受无功功率的影响,有时有功功率引起的电压波动更加明显.由于有功和无功引起的电压变动分量是代数和的关系,因此无功补偿在一定程度上可以弥补有功功率变动造成的电压波动问题.以系统运行成本最优为目标函数,包括采用补偿措施后减小的配电网功率损耗费用和加装无功补偿装置的费用2个部分,建立含光伏电站配电网的无功补偿优化数学模型.该模型考虑了光伏电站并网逆变器的无功调节能力,采用改进的多组织粒子群算法对规划模型进行求解,通过算例分析验证了该模型与算法的可行性和有效性.     

基于相似样本和多模型动态最优组合的光伏功率预测

针对传统单一预测方法存在的局限性,引入了考虑特征加权的模糊聚类方法,进行关于天气类型的划分以得到相似样本;提出多模型动态最优组合预测方法,根据各窗口期预测误差的波动情况,设置合适的临近历史样本窗口宽度,利用窗口期中的数据和构建的最优赋权模型进行组合权重的求解,在避免单一预测方法片面性的同时,提高了对各种天气的适应性。通过算例验证分析表明,所提出的组合预测方法在各种天气类型下的预测效果都优于理论预测、BP预测和LSSVM预测等单一预测方法,能够有效提高预测的有效性和准确性,具有较高的工程实用价值。