基于变电站九区图调节的地区电网分层无功优化

根据地区电网的实际管理模式，提出了基于变电站九区调节的地区电网分层无功优化方法：将地区电网分成次输电电网和配电网。先对次输电网进行无功优化时，将配电网等效为负荷，此时控制变量少，采用传统算法可以快速求解。在此基础上，再采用九区图方法调整配电网的无功电压，进行迭代，逐层进行无功优化直到问题收敛。实际算例表明，这种方法优化了地区电网的运行，提高了无功优化的计算速度，并且更符合实际电网的管理模式，为地区电网无功电压调节提供了有益参考。     

地区电网无功电压优化系统的研究与设计

不少地区电网变电站的电压无功控制设备为九区图方式,即将电压的上下限值和功率因数划分为九个区域,从而对有载调压变压器分接头和电容器组进行分组调控。此种电压无功控制设备在提高变电站二次母线电压合格率方面的优势是比较显著的,但是其缺陷也同样比较突出,如地区电网故障时,电压无功控制设备采用的稳定运行策略将可能导致故障范围的进一步扩大;由于无法对地区电网的运行工况进行全面掌握,因此电压无功控制设备只能在单独变电站内进行电压无功综合调控等。随着地区电网规模和容量的不断扩大,电压无功控制设备已经难以满足地区电网平稳和经济运行的要求,为此地区电网无功电压优化系统的开发和应用就成为需要我们深入研究的课题。     

新能源大规模接入下乡村配电网电压在线控制方法

新能源电力具有波动性和随机性,乡村配电网接入新能源电力后,电压存在不稳定问题,无功电压控制容易出现偏差。为提高无功电压控制效果,研究了乡村新能源电网中的无功电压控制方法。为DCS系统中的控制器模块设计软件算法,通过雅可比矩阵确定配电网无功电压变化的灵敏度指标,并据此确定中枢节点;依据中枢节点划分无功源控制空间,并在空间内对动态分区后的DCS系统进行配电网分区控制;在波动分区内构建含分布式发电（distributed generation,DG）的配电网无功电压补偿的数学模型;采用熵权赋权法确定电压调节综合权重,以电压控制偏差最小为最佳优化目标,指导乡村区域电网内的无功电压控制。测试结果表明：该方法可将乡村地区居民用户电压稳定控制在220 V左右,且控制偏差较小,全时段提升了乡村配电网的供电质量。     

含分布式电源的配电网无功补偿分区平衡优化调节方法

提出一种含分布式电源的配电网潮流可行解调节方法。在配电网进行无功控制分区的基础上,定义了配电网分区负载率,然后设计考虑电压自动控制系统AVC站配协调控制的无功平衡优化调节方法。具体包含:配电网无功补偿分区平衡优化调节方法和变电站AVC站配协调调节方法,并且在调节过程中前者优先于后者。对于前者模型采用免疫遗传算法进行求解,对于后者采用直接法进行计算。所提方法通过对配变低压侧无功补偿柜、分布式电源进行无功补偿分区平衡和变电站AVC的电压协调控制,调节出无功分区平衡、各个节点电压满足合格要求、有功网损较低的潮流可行解。成都某实际10 kV 55节点配电网的仿真结果验证了该方法的有效性。     

变电站电压和无功功率调节分析

电压和无功功率控制的研究是电网规划和系统运行所面临的重要课题。通过对集中控制和分散控制这两种自动控制方式的具体分析,根据地区电网的实际运行需要,提出变压器和电容器分阶段参与调节、电压网损分级优化的思想,针对现有变电站电压无功控制九区图的特点和三线圈变压器与两线圈变压器的不同,提出了改进措施。     

地县级电网全局电压无功优化的研究和软件开发

针对地县级电网辐射状的网络结构,将网络划分为小的独立的优化单元,采用将电容器投切和变压器分接头档位的调节进行解耦处理的优化方法,简化了全局电压无功优化问题求解的复杂度;开发出适用于地县级电网的全局电压无功优化软件,该软件同时考虑现场操作的实际要求,对调节效果进行评估,提高了软件的实用性。     

基于量子混合蛙跳算法的含分布式电源配电网无功优化

将分布式电源(DG)的无功调节能力与传统的电压调节手段相结合,研究了含DG的配电网无功优化问题。建立以降低系统网损、抑制电压波动为综合目标的配电网模糊无功优化模型。通过蒙特卡罗仿真对配电网系统进行无功补偿选址,采用量子混合蛙跳算法求解含DG的配电网无功优化问题。最后,通过IEEE 33节点系统进行仿真计算,表明在配电网接入DG的基础上进行无功优化能较大程度地改善系统电压水平和降低系统网损,并且证明了所提算法的快速性和有效性。     

110kV常德电网自动电压控制(AVC)研究

110kV常德电网自动电压控制(Automatic Voltage Control,简称AVC)研究,采用经济压差(△Uj)最优无功潮流算法,把电网按电压分层计算控制,使用一次电网电压约束及注入电网无功最优值为目标的九区图,配合与其对应的调控策略,可获得最好的电压质量和最低的网损率.大方式下网损降低0.2MW,21.7%;年节约电量约140万kWh;提高末端电压2.0kV,1.8%.基于调度自动化主站实施,简单易行,经济实惠.随着对电容器进行平滑性调节的改造,AVC调控将趋向精确.同时,对用户提出了无功优化的新要求.     

地区电网分级分区电压/无功闭环控制模块的应用

介绍了湖州电力局和清华大学电网调度自动化研究所合作开发的基于SCADA/EMS一体化系统的地区电网无功优化功能模块,该模块采用两级电压/无功控制策略相结合实现闭环控制。“区域级”将辐射状供电范围作为一个控制单元,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”利用扩展九区图法实现。经现场实际控制表明,该模块算法实用,形成的控制策略合理有效,优化控制效果明显。     

新型自动电压无功调节控制系统在220 kV变电站的实际运用

介绍了一种改进后面向220 kV变电站自动电压无功调节控制系统,该系统由于采用了双九区图控制与分时段优化、负荷优化,有效地提高了电压合格率,使得在电网的优化、可靠、经济运行等方面取得了满意结果.     

一种地区电网分布式无功优化方法

针对地区电网的特点，提出一种分布式无功优化的新方法。考虑到各级网络结构的差异及其无功优化的特点，采用分层分区的思想，将地区电网分成次输电网络和中低压配电网两层子系统。这样，整个大规模地区电网的优化问题被分解为若干个小规模系统的优化子问题，降低了优化问题的复杂度。次输电网络和配电网可以根据自身网络特点，选用不同的潮流算法、优化数学模型、优化算法进行无功优化。各层之间通过Internet进行数据的交互，利用分布式计算的方法实现整个网络无功资源的优化。仿真结果验证了这种分布式无功优化方法是可行、有效的。     

基于数据驱动的非全实时观测配电网无功优化方法

现阶段配电网中量测设备覆盖率较低,只有部分节点的负荷数据可以实时采集得到,因此在配电网中进行实时无功优化时无法使用基于潮流计算的优化方法。考虑到以上情况,文章提出了一种基于数据驱动的非全实时观测配电网无功优化方法。该方法基于历史运行数据使用最优潮流离线生成无功优化策略,并通过训练神经网络构建可实时量测节点负荷数据和无功优化策略间的映射关系,实现对非全实时观测配电网的实时无功优化。最后基于改造的IEEE 33节点系统,将所提方法与传统九区图无功优化方法作对比,验证了所提方法的有效性。     

多负荷水平下含风电接入的配电网无功优化

由于风电输出功率的随机性,风电机组的大量接入给配电网无功优化带来更多不确定性因素。为了提高配电网无功优化对风力发电并网的适应能力,建立了多负荷水平下基于场景分析的考虑风电接入的多目标无功优化模型。该模型综合考虑了节省电能损失费用和节点电压偏差2个指标,将2个指标进行模糊化,采用最大化模糊满意度指标法将多目标优化问题转换为单目标优化问题,然后采用自适应遗传算法进行求解。并以IEEE 33节点测试系统为例,计算和分析了在不同场景时最大负荷、一般负荷和最小负荷3种负荷水平下,电容器投切、系统有功损耗、节点电压以及节省电能费用情况。计算结果表明,所提出的无功模糊优化方法,在不同负荷水平、不同场景下改善电压质量和降损节能效果显著,适合多负荷水平下含风电机组的配电网无功优化需要。     

变电站电压无功控制范围的整定计算方法

现有变电站电压无功控制装置的控制策略主要是依据九区域图法。文中根据一天24h各负荷点的有功和无功负荷曲线进行全网离散无功优化计算，并以此为基础提出了变电站电压无功控制装置控制范围的整定计算方法。既考虑了对受控变压器低压侧母线电压和高压侧无功功率的最优变化曲线的跟踪，又顾及了减少变压器分接头动作次数的要求。用广州鹿鸣电网的计算结果和变电站电压无功控制装置的模拟试验结果验证了所提出的方法的合理性和有效性。     

变电站混成自动电压控制策略研究

介绍了一种基于混成控制理论的变电站电压无功综合控制策略.该控制策略采用无功分层分区平衡优化原则,改进了传统的变电站"九区图"控制方法.新的混成控制策略不仅能够避免OLTC分接头调节、并联电容器的投切引起的振荡问题,还可以及时响应整个电网无功全局优化的调控命令.仿真分析验证了HAVC控制策略的有效性.     

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。     

用于地区电网无功配置的极限潮流方法

指出现有的无功优化算法并不能较好地解决省地协调下的地区电网无功配置问题,提出了基于电压贡献度和无功贡献度的极限潮流方法。为满足省地协调下的电压和关口功率因数要求,该方法选择对系统电压水平和关口功率因数改善最有效的电容器进行松弛优化,并提出电压贡献度和无功贡献度的指标进行相应的量化。极限潮流方法选择合理的电容器进行松弛后,能够有效地扩大优化问题的搜索空间寻求不同负荷方式下的最优解,并根据最优解的形式给电网规划和运行部门提出相应的建议。最后在IEEE30节点系统和四川省某地区电网141节点系统中验证了该方法的灵活性与有效性。     

考虑风功率分布规律的风电场无功补偿容量优化决策

双馈型风电机组的无功调节范围随其有功功率输出变化而存在波动性,极端条件下,又有其不可调节性,由此必然降低其对自身电压水平支撑的持续性。为此,在依据功率估算数据对风电场输出功率分布特性进行统计分析的基础上,提出考虑风功率分布特性的风电场无功补偿容量优化决策方法。该方法在充分计及双馈感应发电机无功调节能力与风功率分布特性的前提下,以无功补偿的投资成本与运行成本最小化为目标,构建无功补偿容量优化计算模型。该研究可使双馈型风电场的无功补偿决策更具针对性,并以最小代价实现该类风电场连续、无缝的无功电压调节。应用改进粒子群优化算法对所构建算例系统进行求解,分析结果表明了该研究的有效性。     

含风电机组的配网无功优化

研究了分布式电源中发展较为成熟的风力发电机组并网后配电网的无功优化问题,提出一种基于场景发生概率的无功优化综合指标,该指标由网损和静态电压稳定裕度两部分构成。基于该指标,提出一种新的无功优化模型。在该模型中,提出风电机组输出功率典型场景的选取策略,无功优化潮流计算中考虑了风电机组的特点,将其作为电压静特性节点处理。在求解方法上,采用基于自适应权重的遗传算法求解。算例表明,提出的模型和算法是可行的,对风电系统的运行具有一定的参考价值。     

区域电网无功优化控制系统的研究和应用

目前所使用的电压无功自动控制系统虽能满足电网对电压无功控制的要求,但却缺乏对其所提控制策略的调节效果进行量化评价的手段。介绍了如何通过统计和分析区域电网自动电压控制（AVC）系统历年来的运行数据,采用改进后的灵敏度算法和无功优化算法,对萧山电网当前无功设备配置情况进行经济效益分析。基于原有的无功控制系统研究开发的无功优化控制系统可评估无功电源分布的合理性,同时根据现有电网结构和负荷水平得到无功补偿设备配置的效益分析报告,为电网无功优化配置提供量化参考,并对AVC策略优化提供量化依据。