计及无功优化的分布式电源选址与定容

为提高电网的电压水平和降低线路损耗,在分布式电源选址与定容的基础上,加入了无功优化。根据分布式电源出力情况,将计及无功优化的分布式电源选址与定容问题分解成分布式电源并网和切除两种模式,即DG满出力时配电网网损、电压偏移及静态电压稳定裕度综合目标最优和DG零出力时电压合格为约束条件下的配电网网损最小,通过加权法将多目标转换成单目标。运用免疫算法对含分布式电源的33节点的配电系统进行算例分析,证明了计及无功优化的分布式电源选址定容的优越性。通过无功优化和分布式电源选址定容的优化分析,得出了当同时考虑两者时,优化效果最佳。     

一种多分区互联电网分布式无功优化算法

电网互联进程不断加快和系统规模的不断扩大对互联电网无功优化计算提出了更高的要求。提出了一种基于子网边界节点等值注入功率的多分区互联电网无功优化分布式协调优化算法。基于电网监控分层分区的特点,通过建立保留分区间联络线的简化外网模型,将子网间边界向量相等的耦合约束转化为边界节点注入功率修正方程的等式约束。构造边界节点电压加权修正的外层协调环节,依靠等值注入功率和对应边界节点电压向量的数值更新与传递实现全网无功优化问题的分布式求解。该方法有效地降低了协调层的参与度,进一步提高了子网无功优化的独立性,符合无功优化和控制的本地性要求。对多个IEEE试验系统进行了数值仿真测试与分析,结果表明方法具有良好的有效性和适用性。     

考虑电压稳定的电力系统无功优化规划

建立了模糊多目标无功优化规划的数学模型。在目标函数中考虑了网损、无功补偿设备的投资、静态电压稳定裕度以及负荷节点电压的偏移。首先采用电压稳定灵敏度排序法找出电压稳定性最差的节点,作为候选无功补偿节点;然后采用遗传算法对数学模型进行求解,得到优化补偿节点及补偿节点的优化补偿容量。通过对IEEE30节点的计算结果表明:采用文中的优化规划方法能够达到很好的降损效果,提高了整个系统的电压稳定性。     

基于动态多种群粒子群算法的低压配电网电压无功优化

粒子群算法已在配电网无功优化领域中得到广泛应用,而基本粒子群算法在求解多约束条件的低压配电网电压无功优化问题时耗时过长。为解决这一问题,提出了利用动态多种群粒子群算法对低压配电网进行电压无功优化方案。动态多种群粒子群算法通过轮盘赌将粒子按照各节点电压合格、各节点无功补偿容量不超过预设值和系统总无功不过补偿这3个约束条件进行动态分组,粒子根据改进的粒子速度位置更新公式飞行搜寻,最后获得满足以上约束条件的电压无功优化问题最优解。本文提出的电压无功优化方案将分散并联电容器组与配电变压器调压相结合,与集中补偿无功方式相比,节点电压偏移程度更小、电网损耗更低。本文应用的约束优化粒子算法与基本粒子群算法相比,运行速度大幅提高,计算结果较为优化。     

交直流系统的动态无功优化

考虑直流输电系统对功率与电压的调节能力,建立了交直流系统的动态无功优化模型。模型的目标函数为交直流电网的全天网损最小,约束包括交直流系统的潮流约束、所有直流变量的控制约束、离散控制变量动态调节次数约束及节点电压的安全约束。模型求解是一个多时段非线性混合整数规划问题。以混合算法为基础,提出了交直流系统的动态无功优化混合智能算法。以PSASP 36节点系统为例,通过仿真计算验证了所建模型和算法的有效性,说明了动态无功优化在交直流输电网络中具有更大的降损潜力。     

考虑电压稳定的电力系统无功优化规划

建立了模糊多目标无功优化规划的数学模型.在目标函数中考虑了网损、无功补偿设备的投资、静态电压稳定裕度以及负荷节点电压的偏移.首先采用电压稳定灵敏度排序法找出电压稳定性最差的节点,作为候选无功补偿节点;然后采用遗传算法对数学模型进行求解,得到优化补偿节点及补偿节点的优化补偿容量.通过对IEEE30节点的计算结果表明:采用文中的优化规划方法能够达到很好的降损效果,提高了整个系统的电压稳定性.     

计及VSC和DFIG的电网动态无功优化模型

近年来,一系列特高压直流工程的投运和大型风电场等新能源的并网给特高压近区电网无功控制带来了新的挑战。为解决含柔性直流的交直流混联电网的无功优化控制问题,提出了含电压源换流器(Voltage Source Converter, VSC)并考虑双馈感应风机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG)无功支撑的动态无功优化模型。该模型以交直流电网全天网损最小为目标函数,约束包括交直流系统的潮流约束、直流变量的控制约束、离散控制变量动态调节次数约束及节点电压的安全约束。原模型是一个多时段非线性混合整数规划问题,缺乏快速有效的求解方法,通过线性化技术将原模型转化为能有效求解的二阶锥规划(Second Order Cone Programming, SOCP)问题。以IEEE30节点系统为例,通过仿真计算验证了所建模型和算法的有效性。     

自适应多目标差分进化算法在计及电压稳定性的无功优化中的应用

计及电压稳定性的无功优化是一个兼顾降低有功损耗和提高静态电压稳定性的非线性约束多目标优化问题。提出了一种自适应多目标差分进化算法（self-adaptive multiobjective differential evolution,SAMODE）对多目标无功优化进行求解。在差分进化的寻优机制中嵌入非劣排序和拥挤距离排...     

基于混沌粒子群算法的多目标无功优化研究

针对传统无功优化的不足,建立了以电网有功损耗最小、节点电压偏移最小、静态电压稳定性最好和无功成本最小的多目标无功优化模型.为了将这4个目标同时进行优化,提出了基于Pareto解的混沌粒子群算法多目标无功优化方法,求出该多目标优化问题的Pareto最优解集,供决策者根据实际情况进行科学决策选择.为证明提出方法的有效性,对IEEE30节点系统进行了多目标无功优化分析,结果表明本文提出的方法能够得到良好的无功优化结果.     

电力系统无功优化模糊建模研究

传统无功优化算法的目标函数一般为满足电压限制下的有功网损最小,未考虑电压的“软约束”特性,这通常会使得优化后的系统部分母线电压非常接近其合格范围的边界,成为系统安全运行的隐患。针对无功优化问题的这些特点,引入模糊规划算法以解决这一问题。建立了带有模糊安全约束的无功优化模型,并采用非线性原-对偶内点法内嵌二次罚函数法求解。算例的结果表明,带有模糊安全约束的无功优化模型能够在降低系统网损的同时确保节点电压留有一定的安全裕度。     

电力系统无功优化模糊建模研究

传统无功优化算法的目标函数一般为满足电压限制下的有功网损最小,未考虑电压的"软约束"特性,这通常会使得优化后的系统部分母线电压非常接近其合格范围的边界,成为系统安全运行的隐患.针对无功优化问题的这些特点,引入模糊规划算法以解决这一问题.建立了带有模糊安全约束的无功优化模型,并采用非线性原-对偶内点法内嵌二次罚函数法求解.算例的结果表明,带有模糊安全约束的无功优化模型能够在降低系统网损的同时确保节点电压留有一定的安全裕度.     

改进粒子群优化算法在电力系统多目标无功优化中应用

采用自适应聚焦粒子群优化(AFPSO)算法对电力系统进行无功优化.以最优控制原理为基础,引入静态电压稳定性指标,建立了综合考虑系统有功网损最小、电压水平最好以及静态电压稳定裕度最大的多目标无功优化模型,并采用模糊集理论将此多目标优化问题转化为单目标优化问题.通过最小化各目标的隶属度最大值(指标差的隶属度值大),从而只提升差的指标,使系统整体性能提高.同时,采用罚函数的形式处理负荷节点电压和无功发电功率2个状态变量不等式约束.在IEEE 57节点系统上进行测试,通过仿真测试及不同算法优化结果的对比,表明AFPSO算法在实现系统经济运行的同时也增强了电网的电压稳定,同时证明了AFPSO算法的有效性和优越性.     

考虑电压稳定约束的无功优化新模型

为了提高电力系统的安全水平,有必要在无功优化中考虑静态电压稳定约束.现有模型以发电机组恒定不变的无功上下限值来确定电压稳定极限,由此可能导致无功的优化运行不满足实际发电机组的运行极限约束.建立了一种含静态电压稳定约束的无功优化新模型.其中,目标函数为正常状态的有功网损最小,约束方程包括正常状态和临界状态的潮流及其他安全约束和电压稳定裕度约束.由于采用一组基于发电机运行极限图的分段函数来准确反映发电机组的无功限制,从而克服了现有模型可能违反发电机组运行极限约束的问题.采用预测-校正原对偶内点法来求解无功优化新模型,通过IEEE30节点系统的仿真计算,验证了本文所建模型的可行性.     

考虑静态安全约束的分布式电源准入容量与最佳接入位置计算

分布式电源的接入对配电网潮流的影响显著。分布式电源出力越大,越容易造成接入节点电压偏移支路功率越限,威胁配电网的安全运行。从配电网静态安全运行角度,建立了含接入位置和接入数量为变量的分布式电源准入容量模型,以节点电压幅值、电压波动和支路功率为约束的非线性混合整数规划数学模型。为克服原问题的组合特性,简化原问题的求解难度,文章提出了两阶段的求解方法。为验证所提方法,对IEEE 33节点系统算例进行了仿真验证,结果表明所提方法能求解不同数量和位置接入的分布式电源准入容量,适合于各种负荷水平下的准入容量计算,可为分布式电源接入配电系统的运行与规划提供有力的理论和技术保障。     

基于混合整数凸规划的主动配电网无功电压优化运行方法

合理协调主动配电网电力设备的无功调节资源,能够加强电压运行水平、提高分布式能源的渗透率、以及减少网络损耗。首先,建立主动配电网无功电压优化运行模型;然后,通过引入二进制变量和连续变量,将模型中的变压器离散变比约束和离散无功补偿装置运行约束转化为线性约束,并把节点功率平衡约束松弛为二次锥约束形式,得到混合整数凸规划模型;最后,采用33节点系统作为仿真测试系统,并利用工程优化包求解所述模型,获取主动配电网中不同电力设备的运行方案。测试系统上的仿真结果表明本文方法能够有效处理高度非凸的主动配电网无功电压优化运行问题。     

数据驱动的无精确建模含源配电网无功运行优化

分布式光伏的接入使得配电网无功电压运行控制需求及解决措施与传统配电网差异较大。针对配电网测量设备安装不全、网架参数难以准确获取,无法进行精确数学建模的问题,提出了无精确建模的含分布式光伏的配电网电压优化控制模型。以节点电压合格为优化目标,使用高速公路神经网络拟合网架节点注入功率与关键节点电压之间的映射关系;考虑分布式光伏的出力约束,进而采用定向寻优策略和反馈机制对优化模型进行求解;通过改变分布式电源逆变器出力来控制电网电压,实现全局系统电压控制。以不同规模的配电网实际数据为例,验证了所提优化运行控制模型的有效性。对比分析了采用普通神经网络和高速公路神经网络的电压拟合精度及收敛速度,证明高速公路神经网络应用于解决无精确建模的多节点含源配电网无功运行问题,可以实现拟合精度和拟合速度的双重优化。     

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。     

于多代理的无功电压协调控制模型在含风电场电网中的应用

利用多代理技术的智能性、分布性及协调性等特点,结合灵敏度法和向量—距离算法,提出基于多代理的电网无功电压协调控制模型,以解决约束大规模风电并网的电压稳定问题。该模型综合节点间物理距离和电气距离,建立区域级、地区级多代理（Agent）无功协调控制模型,使其能够根据电网实测数据计算电压无功灵敏度,并据此动态更新电网的无功电压控制区域划分,使分区内的无功电压强耦合,分区间的无功电压弱耦合,从而优化无功补偿设备的控制策略,以降低因无功流动而引起的网损,该模型能够在全局范围内对控制策略寻优,突破了分布式Agent局部求解的局限性。在甘肃某含风电场电网中的应用实例验证了该控制模型的有效性。     

含风电场的电网多目标无功优化

随着智能电网建设提上日程,各种分布式电源的并网技术也亟需发展,其中就包括风电场的并网技术,研究了含风电场的电网无功优化问题。考虑风速随机变化的特点,采用无功-电压潮流计算模型,并建立了以系统网损、电压平均偏离和静态电压稳定裕度为目标函数的多目标无功优化模型。改进了传统的遗传算法,有效地避免了早熟和局部收敛,并在适应度函数中引入了内点法的对数障碍函数,有效改善了传统无功优化结果中某些节点电压容易接近上限的问题。算例表明该方法对含风电场的IEEE57节点系统具有良好的适用性。     

分布式发电接入电网的静态电压稳定特性及影响分析

分布式发电(Distributed Generation,DG)接入电网在缓解环境污染和能源短缺压力的同时,也会给电网的安全运行分析带来新的挑战,特别是DG控制策略的多样性将使电网静态电压稳定问题更加复杂。DG接入电网对静态电压稳定性的影响主要取决于DG的接入容量、控制方式等因素。首先对DG接入线路的复杂外部网络进行等值,推导负荷节点电压与分布式发电渗透率的解析表达式。在此基础上,分析不同DG渗透率下的节点电压以及负荷PV特性,比较DG采用不同无功控制策略对负荷PV特性的影响。最后,将扩展线路电压稳定指标应用于含DG的电网静态电压稳定分析,研究DG采用主动无功控制策略对线路电压稳定指标的影响。