计及负荷不确定性的无功优化模型与算法

提出一种计及负荷不确定性等影响因素的无功优化模型与算法,以克服单一负荷水平下无功优化模型不能全面刻画其负荷随机特性的不足,该模型目标函数为系统有功功率损耗最小,并将节点电压越限和补偿设备的调节代价作为罚函数计及其中,以负荷正态随机分布特性为基础,将系统总负荷分段并得到多组负荷样本及其对应的概率值,对每一负荷样本分别进行...     

基于运行风险的配电系统动态无功优化控制研究

根据负荷变化,通过动态优化调节有载调压变压器分接头和并联电容器组,是保证配电系统电压质量、降低运行网损的一个重要手段。采用Gram-Charlier级数展开理论的半不变量法求解电压越限概率,建立了电压越限风险评估模型,并将运行中的有功损耗转化为由其导致的严重性后果的风险评估模型,在此基础上建立了一种基于运行风险的动态无功优化控制模型。优化过程文中采用了保证控制设备动作次数约束的预优化及实时控制时刻优化的2段式流程,既保证了动作次数的要求,又保证了结果的准确性和快速性。     

计及功率平衡含风电的发电系统可靠性评估

建立了风电场可靠性评估模型,研究了无功功率对含风电场的发电系统可靠性评估的影响,介绍了有功功率短缺、无功功率短缺和电压越限对电力系统可靠性的影响,利用故障重数截止法对系统状态进行筛选,采用三级切负荷策略分别从有功功率和无功功率2方面分析其可靠性问题。根据第三级切负荷策略可确定最佳无功补偿位置,应用就地无功补偿代替负荷切除可有效解决电压越限问题。研究了基于风电功率调整的最大消纳能力情况下的系统可靠性问题,确定了风电接入对系统可靠性的最大贡献。最后以某地区220 kV系统为算例,验证了所提策略的有效性。     

考虑柔性负荷无功调节能力的配网日前两阶段无功随机优化调度

针对高比例分布式光伏接入配网所引起的电压控制问题，利用柔性负荷的无功调节能力，并考虑光伏和负荷的不确定性，提出了配网日前两阶段无功随机优化调度方法。首先，在第1阶段根据光伏和负荷的预测值，优化反映电容器组动作和柔性负荷无功调度的离散决策变量。其次，在第2阶段考虑光伏和负荷的不确定性，优化光伏的无功出力和柔性负荷的无功调度量。在优化模型中，设置了电压偏差最小化和柔性负荷的无功调度次数最小化两种目标函数，采用ε约束法对多目标优化问题进行求解，并利用熵权优劣解距离(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)法选择最优折衷解。在修改的IEEE33节点系统进行仿真，结果表明所提方法能有效缓解由高比例分布式光伏并网所引起的电压越限问题。     

计及负荷不确定性的无功优化模型与算法

提出一种计及负荷不确定性等影响因素的无功优化模型与算法,以克服单一负荷水平下无功优化模型不能全面刻画其负荷随机特性的不足,该模型目标函数为系统有功功率损耗最小,并将节点电压越限和补偿设备的调节代价作为罚函数计及其中,以负荷正态随机分布特性为基础,将系统总负荷分段并得到多组负荷样本及其对应的概率值,对每一负荷样本分别进行优化,最后结合其对应的概率,即可得到不确定负荷下的最终解.针对无功优化多目标、多约束的特点,采用遗传算法对其进行求解.将问题的解转化为染色体组,通过对染色体组进行选择、交叉和变异等遗传操作,搜索问题的最优解,通过IEEE-30节点算例对所提出的方法进行了验证,结果验证了该模型和方法的可行性和有效性,     

变电站并联补偿容量不等分组方法

针对现有变电站并联补偿容量分组方法存在的问题,提出一种考虑了无功需求变化时序特征的优化分组方法。该方法分为两个步骤,首先以各段方差之和与相邻各段距离之和的比值最小为目标函数,对无功需求曲线进行分段;然后采用改进的模糊C均值聚类算法对分段结果进行聚类,聚类数为电容器分组数,各类之间的差值即为分组容量。在电容器分组数确定时,研究了曲线分段数对聚类结果的影响。采用实际的电网参数和负荷曲线进行仿真,综合考虑电能损耗、电压质量、电容器组动作次数和无功不倒送等技术指标,并与最优覆盖法进行对比。算例结果验证了所提方法的有效性与合理性,在电容器分组数相同时,与最优覆盖法的降损效果接近,但是控制器动作次数大大减小。     

考虑网损及电压约束的发输电系统可靠性评估

基于直流潮流的有功调整模型广泛应用在发输电系统可靠性评估中,但其忽略了系统网损,当系统出现发电容量不足时,网损的存在会使系统切除更多的负荷,从而影响系统的可靠性;同时,该模型没有考虑系统电压/无功因素的影响,无法发现系统存在的电压问题.因此,将网损引入到可靠性评估的有功调整模型中,使系统状态调整后的交流潮流计算结果变得合理,避免出现平衡机出力越限问题;然后在潮流PQ分解法的基础上提出了电压/无功调整的线性化模型,以研究电压因素对系统可靠性指标的影响.最后,对IEEE-RTS系统进行了发输电系统可靠性评估,研究了网损及不同调压手段对系统可靠性指标的影响.     

配电网络电容器组优化控制方法的探讨

针对配电网络电容器组的配置特点，建立基于配网网损最小、满足电压-无功和单组电容器容量的优化投切数学模型，提出采用逐次线性规划算法对非线性混合整数规划优化控制模型进行求解，优化求解接近最优。     

计及调节增量的电压无功综合控制系统的研究

在电压无功调节过程中,电压的变化引起负荷功率及电容器出力的变化,同时,负荷功率及电容器出力的变化反过来影响电压的调节。先是分析了在调节变压器分接头与电容器组数时,电压无功调节与负荷功率、并联电容器出力之间的相互关系,提出计及调节增量的控制策略,该策略能有效减少装置的调节次数,使系统遭受冲击的次数减少,最后对整个控制系统进行了设计。     

计及电压波动的配电网无功优化运行

针对由于分布式电源(Distributed Generation,DG)出力和负荷的不确定性而引起的电压波动的问题,采用电容器组、分布式电源和静止无功补偿装置(Static Var Compensator,SVC)协调控制的方法,平抑电压波动。首先,在电容器组静态优化时,运用网络参数变动定理修正系统潮流,提高潮流计算的速度,快速得到补偿后新的各节点电压。其次,对于电容器组的静态优化结果,采用谱系聚类法合并分段,满足投切开关动作次数的约束,确定各电容器组的动作时刻和补偿容量,为实时电压控制建立良好的控制环境。最后,在电容器组补偿的基础上,分析DGs、SVC无功出力极限并作为约束条件,当实时节点电压越限时,通过电压灵敏度分析计算DGs、SVC实时无功调节量,并通过算例分析验证该方法的有效性。     

多场景下含风电机组的配电网无功优化的研究

研究了多场景下含风电机组的配电网无功优化问题。利用概率统计的思想解决了风电机组有功输出的不确定性问题,根据转子侧最大电流限制条件确立了风电机组无功输出范围。结合传统的电容器无功补偿方法,将风电机组作为连续可调无功源参与到配电网的无功优化。建立了以系统网损最小和节点电压越限惩罚为目标的无功优化模型。算例表明不同场景下的风电机组参与配电网无功优化可有效地降低系统的网损,提高各节点电压,同时,增强配电系统受风速影响的适应性。     

长时间尺度下计及光伏不确定性的配电网无功优化调度

针对高渗透率分布式光伏接入配电网所引起的电压控制问题,分析了无功补偿型和电压控制型两种光伏发电系统的无功电压调控特点,在考虑负荷和光伏出力不确定性的基础上,以系统总运行成本最小为目标,提出了长时间尺度下考虑电压越限风险的配电网无功优化调度模型。针对电压控制型光伏无功电压调控特点,提出了含PV类型节点的配电网概率潮流计算方法。最后,通过时间解耦并采用灾变遗传算法求解得到含高渗透率光伏的配电网长时间尺度下的无功优化调度方案。仿真算例表明:与现有光伏无功控制方法相比,所提方法能够有效降低光伏并网引起的电压越限风险,其中基于电压控制型光伏的配电网无功调度方案在降损和抑制电压波动方面的控制效果更明显。     

基于无功能力考虑的配电系统可靠性评估

提出了一种考虑电网区域无功能力的配电系统可靠性评估方法。通过建立区域电网无功能力的数学模型,定义了无功能力的指标,并考虑了电压稳定性、节点电压水平和热稳定等安全约束条件。进而计算出无功能力参数的不确定性对配电系统可靠性的影响。考虑到网络运行条件对无功能力的影响,通过运用原始-对偶内点法计算确定网络运行时的状态。并在系统当前运行情况下模拟多种"N-1"故障,进行了验证仿真,最后在此条件下进行配电系统可靠性评估。算例中,分析了无功能力参数不确定的条件下对配电系统可靠性评估的影响,证明了此方法的有效性、可行性和实用性。     

基于修正功率因数评估的配电网低压电容器协同控制

馈线无功补偿分布不均会造成大量无功在线路上流动,导致电压越限、有功损耗严重,而目前的无功优化往往需要全面建模且无法适应拓扑变化。针对此现状,基于10 k V配电线路的有功损耗和电压降落机理,提出一种新型的配电网低压电容器协同控制方法——修正功率因数评估法。该方法通过馈线的修正功率因数来评估线路的无功平衡情况,以修正功率因数到平衡区间的数值距离的最小值为目标函数,并基于负反馈调节的机理采用定向寻优的方式对低压电容器进行协同控制,使修正功率因数维持在平衡区间范围内。以某实际配电线路为例,采用某一运行日全天的负荷数据进行连续潮流仿真,结果验证了所提方法的有效性,并表明修正功率因数评估法在节能降损、提高电压合格率和避免无功补偿设备频繁投切等方面具有优越性。     

用于改善配电线路电压质量的并联电容器组配置方法

在配电线路上分散地安装并联电容器组,进行无功补偿,是改善其电压质量的有效手段。本文提出一种作图法,可以根据配电线路电压沿长度分布和随时间的波动情况,求出该线路上应当安装的并联容器组数(即补偿点数)、每组电容器的安装位置和容量,以保证其各处电压在整个负荷周期均被控制在合格范围之内。     

计及分布式电源的配电网无功组合优化方法

无功优化是配电网运行中的重要内容,有效的无功优化方法对配电网的高效运行意义重大。提出了利用DG以及电容器组的配合实现配电网无功优化的两阶段方法,在第一阶段配置电容器组,在第二阶段配置DG。提出了配置DG以及电容器组的数学模型,分析了含有电容器组和DG配电网有功损耗的计算方法,并且详细地给出了求解过程。并结合实际配电网给出了无功优化的组合优化方案。在最大、最小负荷情况下,利用所提出的方法,对配电网进行了无功优化。通过实际电网计算结果的分析和比较表明,配电网的有功损耗明显下降,电压水平明显改善,所提出的DG和电容器组的组合优化方法,可以适应配电网无功优化的需要。     

改进Tabu搜索方法在无功优化中的应用

根据短期负荷预测的负荷曲线,将一天的负荷分成T个负荷水平时段,提取各时段内的典型负荷点,建立分时段无功优化数学模型.该模型以一天总的有功网损最小为目标,以潮流方程作为等式约束,以负荷电压、电容器容量以及投切次数等作为不等式约束.根据配电电容器投切的特点,对Tabu搜索方法做了具体的改进和实现.并对补偿电容器组分组投切的二进制编码和初值的选取进行了研究.算例表明改进的Tabu搜索方法是一种高效、快速的启发式搜索方法,很好地解决了配电网无功优化问题.     

提升供电电压质量措施探讨及实践

针对配电网中出现的电压越限现象,利用用电信息采集系统采集的配电变压器台区和用户等运行数据,强化配电网电压管理,提出了配电变压器挡位调整、配电变压器负荷平衡、供电半径缩短、变电站母线"逆调压"、配电网无功优化等措施,在实际配电网中的实施验证了所提方法的有效性。     

110kV长距离输电系统增容补偿方案研究

针对110kV长距离输电系统面临的电压越限、负荷侧功率因数波动引起的输送能力受限及谐波超标等问题,提出并设计了采用电容器串联补偿与SVC并联补偿的综合解决方案。结合用户负荷特性,对不同功率因数下的电压水平进行计算,研究电容器串联补偿提升输送能力的可行性,并完成了参数设计;研究在串联电容器补偿接入的前提下配置SVC解决负荷侧的电压波动、功率因数及谐波问题的可行性,仿真计算结果证明了所提方案的有效性。     

计及功率因数约束的配电网无功规划

目前大型城市配电网负荷低谷时段容性无功倒送现象日益凸显,危及电网安全稳定运行.基于此背景,研究了计及功率因数约束的配电网无功规划方法.首先,建立了考虑功率因数约束的含电抗器和电容器的综合无功规划模型,模型考虑在配电系统中同时配置电容器和电抗器,以规划期内无功补偿设备投资和有功网损成本之和最小为目标函数,在约束中增加了节点功率因数约束;然后,推导了功率因数对无功的灵敏度计算公式,采用基于功率因数无功灵敏度的改进遗传算法求解所建模型,对配电网感性和容性无功补偿设备的容量和选址进行协调优化,所求优化方案可解决配电网线路电缆化发展过程中低负荷时产生的无功倒送和功率因数越限问题;最后,以典型的高压配电网作为算例验证模型和算法的有效性.