基于离散猴群算法的变电站动态无功优化控制

为实现动态无功优化,变电站需频繁调整无功投入容量,然而当设备动作频率过高时会增加系统的故障率并减少使用寿命。文章针对这一工程优化问题,提出了一种变电站动态无功优化控制方法。以变电站二次母线电压允许的偏差和主变功率因数为优化目标,重点考虑变压器低压侧电压约束、高压侧功率因数约束、无功补偿容量约束以及调节次数约束,建立了动态无功优化模型;针对所建立的优化模型,首次把离散猴群算法引入动态无功优化模型的求解,为了提高计算效率,通过动态步长策略对算法进行了改进;通过仿真算例证明了所提方法的有效性。     

动态无功优化的多阶段求解方法

动态无功优化是保障电网安全经济运行的重要手段之一。然而,动态无功优化属于大规模、多时段、强耦合的非线性混合整数规划问题,直接求解困难。为处理无功优化问题中包含的离散变量及时段耦合约束,基于动态无功优化问题的物理本质,提出了动态无功优化模型的多阶段求解方法。第1阶段以系统网损最小化为目标,松弛离散变量和无功设备全天动作次数约束,基于内点法计算得到动态无功优化问题的初始解。第2阶段以网损增量最小化为目标,基于目标函数对控制变量的灵敏度,将子问题在当前解附近线性化,构建以无功控制设备全天动作次数为约束的混合整数规划模型,由此决策无功设备全天动作次数约束下的离散控制变量优化解。在此基础上,将第2阶段得到的优化结果代入到第1阶段的优化模型当中,得到多阶段动态无功优化问题的优化结果。WardHale 6节点算例系统和国内某省网实际系统计算结果验证了所提模型和求解方法的高效性和适用性。     

计及控制设备动作次数约束的动态无功优化算法

将全天各负荷母线的有功和无功变化曲线分为24个时段,用控制变量的数学表达式描述有载调压变压器分接头和可投切并联电容器组的动作次数约束,提出了完整的非线性混合整数动态无功优化模型,并提出采用非线性原对偶内点法内嵌罚函数的方法求解该模型.在优化过程中较好地解决了变量离散化和控制设备动作次数限制之间的配合问题.以一个实际系统作为算例,分析了不同最大动作次数约束取值对动态无功优化结果的影响,并与单点静态优化计算结果进行了比较,以比较结果验证了该算法的正确性和有效性及在限制控制设备动作次数方面取得的成功.     

求解动态无功优化问题的混合免疫遗传算法

无功优化是电力系统运行中提高经济性和电压安全性的重要措施,为防止静态无功优化可能导致无功控制设备的频繁操作,考虑并联电容器投切组数和有载调压变压器变比档位的调节次数约束,建立了电力系统动态无功优化模型。提出免疫遗传算法与非线性内点法相结合的混合算法进行求解,其中免疫遗传算法处理离散变量,非线性内点法处理连续变量,并在免疫遗传算法中设计独特的编码方式,使抗体能够自动满足动态约束。采用IEEE14系统的24时段无功优化问题进行仿真计算,动态无功优化后离散控制设备的调节次数很少,有功损耗比静态优化结果仅有轻微增加,算例结果验证了混合免疫算法的有效性。     

考虑开关动作次数约束的地区供电系统电压无功控制

动态无功规划模型由于加入了变压器抽头和补偿装置投切开关的允许动作次数约束,导致修正方程的规模随着系统规模的增大而急剧增大.把动作次数约束转换成“调节代价”,并与电能损失费用共同构成目标函数,使各时段的优化不再相关;采用“计数器”实现对动作次数的约束;采用原对偶内点法求解模型,三角分解法求解修正方程:最终实现对大规模电力...     

实时环境下动态无功优化建模研究

为避免控制设备频繁操作,动态无功优化模型需引入变压器抽头和补偿装置投切开关的允许动作次数约束。一般做法是按全天24时段的预测负荷水平进行全局优化,寻优的难度大。作将控制变量的动作次数约束还原为经济成本,并与当前时段下的电能损失费用共同构造目标函数,各时段的优化不再相关。采用灾变遗传算法便于求解,且无需依赖于负荷预测,适合于实时环境。章用实例证明了该模型能恰当地描述负荷动态变化时的无功优化问题。     

动态无功优化的实用化模型研究

提出一种动态无功优化的实用化模型:从控制设备动作次数定义出发,通过预优化,将全天设备动作次数约束分解为每时段的设备动作次数约束,从而将完整的动态无功优化模型转化成与常规单个时间断面的静态无功优化模型相同的表达形式,并以内嵌罚函数的非线性原对偶内点法作为其优化算法。计算结果表明,所提模型能在满足最大允许动作次数约束的前提下获得优化解,且可以明显提高计算速度。     

基于解耦内点法与混合整数规划法的区域电网动态无功优化算法

动态无功优化在提高电网电压质量、降低网损和减少离散调压设备日动作次数方面具有重要作用,在数学上它是一个含绝对值约束的多时段大规模非线性混合整数规划问题,其高效求解是一个难题。为此,提出了一种基于解耦内点法和混合整数规划的动态无功优化两阶段算法。第1阶段,利用sigmoid函数处理绝对值约束以实现原模型的连续化,采用解耦内点法思想构建KKT修正方程的对角带边结构,实现了模型的时段分块解耦高效求解;第2阶段,将原模型在当前连续解附近线性化,构建涉及原模型所有约束条件的混合整数线性规划模型,由此决策出离散无功控制设备的优化解。通过某地区26节点的算例仿真,验证了本文算法的有效性。     

采用启发式策略的动态无功优化混合算法研究

严格考虑控制设备的动作次数限制,建立一个完整的非线性混合整数动态无功优化模型。结合混合算法,把离散变量和连续变量分开优化,分别使用改进后的遗传算法和内点法求解,以改善算法的收敛性和计算速度。将动态约束分为设备一天内调节次数限制和变压器相邻时段调节次数限制,提出全局调整策略和局部调整策略来分别处理这两类动态约束,使离散变量严格满足动作次数限制。启发式策略的应用使算法既能严格保证离散变量的动态约束,又能充分保留其动作自由,得到可行的最优解。Ward-hale 6和IEEE30节点系统的仿真结果证明提出算法的有效性。     

计及分布式发电的动态无功优化

控制设备动作的时空耦合,分布式发电的集中接入,使得电力系统动态无功优化问题的求解显得复杂和困难。本文提出了一种考虑分布式发电动态无功优化模型及方法,以系统日负荷曲线分段为基础,结合分布式发电日功率输出曲线,通过各时段的无功优化计算获得离散控制设备的动作值,根据控制设备动作值的变化确定控制设备动作权限时刻,并通过动作设备的重新调整解决离散控制设备一天内动作次数强约束问题,实现一天内控制设备动作的时空协调和无功潮流的最优分布,从而提高系统安全稳定运行。     

大电网动态无功优化问题的快速解耦算法研究

动态无功优化模型是计及设备动作次数约束并考虑变量离散化特性的一种非线性混合整数规划问题.根据修正方程系数矩阵具有可分块结构的特点,利用块矩阵解耦算法求解,指出其关键点是对修正方程系数矩阵的计算存储以及对系数矩阵进行三角分解结果的计算存储,提出对系数矩阵进行2次三角分解,即以时间换取空间的处理方法,实现对大规模电网的动态...     

基于混合整数二阶锥规划的动态无功优化方法

动态无功优化对提升电力系统的安全经济运行水平有着重要意义。然而,它是一个多时段紧密耦合的非凸非线性混合整数规划问题。为高效、高精度地求解该问题,文中提出了基于混合整数二阶锥规划(MISOCP)的动态无功优化方法。该方法通过将非凸的交流潮流方程近似转化为凸的二阶锥约束及采用一般不等式约束等效替代绝对值约束,在高精度地反映交流潮流物理规律的同时,将原非凸的混合整数规划问题转化为凸的MISOCP问题,从而大大降低了求解的复杂度。通过求解MISOCP模型,能够高效地得到动态无功优化的高精度解。基于IEEE-30节点系统和IEEE-118节点系统的算例分析验证了所提出方法的有效性和鲁棒性。     

基于相量测量单元实测数据的变压器参数在线估计方法

给出了基于相量测量单元(PMU)实测数据的变压器变比(分接头位置)和电抗参数的计算方法.通过对变压器参数和变比的多时段计算结果进行统计分析发现,多时段参数计算结果符合正态分布.利用正态分布参数估计理论,给出了变压器参数和变比辨识结果的置信区间和点估计值,最大限度地减少了量测随机误差的影响.算法考虑了电力系统的生产实际情...     

风电场并网运行的无功补偿优化问题

风电场的功率输出具有很强的随机性,对风电场运行后的无功优化和系统稳定性问题进行了探讨。采用基于约束规划的无功补偿模型,提出基于随机模拟技术和Beta分布的粒子群优化解算方法。论述了Beta分布的粒子群算法的关键实施技术(Beta分布函数、初始可行解的产生策略、粒子的更新策略)及具体优化解算过程,并采用风电场并网运行的无功补偿优化及风电场并网运行的稳定性校验实例,表明该模型能满足可靠性和经济性条件下风电场所需的补偿容量,所采用的解算方法效果好。     

Optimal capacitor placement using deterministic and geneticalgorithms

A procedure for solving the capacitor placement problem is presented. The objective is to determine the minimum investment required to satisfy suitable reactive constraints. Due to the discrete nature of reactive compensation devices, optimal capacitor placement leads to a nonlinear programming problem with mixed (discrete and continuous) variables. It is solved with an iterative algorithm based on successive linearizations of the original nonlinear model. The mixed integer linear programming problem to be solved at each iteration of the procedure is tackled by applying both a deterministic method (branch and bound) and genetic algorithm techniques. A hybrid procedure, aiming to exploit the best features of both algorithms is also considered. The proposed procedures are tested and compared with reference to a small CIGRE system and two actual networks derived from the Italian transmission and distribution system     

配电变压器与静止无功补偿器一体化技术研究

针对我国配电网及箱式变电站无功补偿存在的问题,提出一种融合配电变压器和静止无功补偿单元的一体化无功补偿技术,该技术利用配电变压器的富余容量,动态补偿变压器及其负载的无功消耗;通过灵活的接入电压选择,扩展了补偿单元电力电子器件的选型范围;紧凑的一体化结构也有效降低了补偿装置的体积和成本,提高了装置的整体效率。介绍了该技术的结构形式,并针对其结构特殊性,提出了2种跨端口瞬时无功功率（电流）的检测方法。仿真和实验结果表明,该技术对配电网无功动态补偿和综合电能质量控制有着显著的效果。     

光伏电站无功补偿容量分析与计算

光伏电站逆变器可发出无功功率,但考虑电站能为系统提供一定的无功储备容量,需配置无功补偿装置。光伏电站无功补偿容量应结合实际接入电网情况确定,其配置的容性无功补偿容量应为光伏电站额定出力时升压变压器无功损耗、线路无功损耗及线路充电功率之和,其配置的感性无功补偿容量应能够补偿全部线路的充电功率。针对光伏电站无功补偿容量配置问题,以实际并网光伏电站工程为例,给出了无功补偿容量的计算过程,并用PSD-BPA潮流计算程序搭建模型,校验了计算的正确性。     

计及风电置信风险的源网协调多目标优化调度

为了更为合理灵活地评估风电高估/低估给电力系统优化调度带来的风险性以及降低调度决策的保守性,基于风电机会约束提出风电高估/低估置信风险功率偏差量化计算方法,并在决策变量中引入变压器变比调节和无功补偿容量优化,构建计及风电置信风险和源网协调运行的经济/风险多目标优化调度模型。提出一种基于可行性和非劣性综合排序回溯搜索算法,从而实现对调度模型的高效准确求解。IEEE 30节点系统算例结果验证了所提方法的有效性和优越性。