电压越限概率指标及其在含风电场电网无功优化控制的应用

针对间歇性风电使得基于实时无功优化的电压控制效果劣化问题,提出一种含风电场的无功优化控制模型,用以应对风电功率不确定性对电压控制的影响。根据变速恒频风机有功出力的概率分布,联合风电出力变化与电压变化的关系提出电压越限概率指标及其表达式,基于电压越限概率建立无功优化控制模型。以国内某电网为例,分别应用传统无功优化控制模型和文中所提出的模型进行无功优化控制,并对比其优劣性。结果表明,所提模型不仅能够有效地控制电压,还能降低风电接入下节点电压发生越限的概率。     

基于灵敏度方法的电压越限分析

当电网中出现电压越限现象时,系统进入紧急状态,需要立即采取安全校正措施,通过对某些电压调整手段的控制,把越限电压校正到预定的运行范围内。文中选取负荷节点无功补偿和变压器变比调节作为调压手段,首先提出2种电压灵敏度矩阵的概念,经过严密推导得到相关电压灵敏度矩阵的表达式,最后通过POWERWORLD软件的灵敏度计算功能和潮流验算功能验证了文中所提算法的有效性。     

小水电上网配电线路电压越限治理措施

针对小水电上网线路电压越限原因进行分析,并提出可行的治理措施及建议。     

考虑配网电压越限风险的光伏接入规划研究

光伏的接入会对配网的结构和运行方式产生改变,造成系统节点电压越限的风险提升,对配网系统安全稳定的运行造成了不利影响.为此,提出了一种改进的粒子群多目标优化算法,通过引入遗传算法对粒子群算法进行了改进.利用该算法对目标系统进行规划后,既能完成光伏寻址的目的,又可实现在保证系统电压越限风险相对较低的同时,尽可能地接入更多的光伏提升经济效益的功能.通过仿真对比实验证明,该算法相比于传统的遗传算法,规划的结果更加优异.这是因为改进的粒子群算法使得规划方案可以在光伏的接入和配电网电压越限风险之间找到一个平衡,既能尽可能多地接入光伏提升经济效益,又可以保障配网的电压越限风险较低.     

基于无功电压分区的电压越限解决方案

提出了一种分区处理电压越限的解决方案。传统的无功电压分区往往需经过多次分区及调整过程,文中通过牛顿拉夫逊潮流计算得到灵敏度矩阵,将PV节点和平衡节点加入由灵敏度矩阵形成的电气距离矩阵中,利用SAS(Statistical Analysis System)聚类分析只需一次聚类求取初始分区结果,再按照每个分区含有无功源的原则对分区结果进行优化调整。针对节点无功电压调节灵敏度不同的特点,提出了由电气距离矩阵确定电容器最佳配置地点和系统发生电压越限时无功调节设备的动作次序的方案,将系统有功网损和电压合格率作为目标函数来确定无功设备的最优动作值。通过IEEE30算例系统表明分区处理电压越限可以减少无功设备的动作次数和加快越限节点电压的恢复,验证了该方法的有效性。     

基于PSO-SVM算法的电压越限成因诊断方法

电压越限问题会对市民生活用电、国民经济发展等产生影响,因此设定合理的电压越限诊断模型,对于制定其相应的电压调控对策有着很关键的意义。首先采用Canopy算法对K-means算法进行改进,得到电压越限成因的聚类结果。然后,输入基于PSO的支持向量机算法进行自适应训练,实现电压越限成因的在线诊断。最后通过实例仿真分析表明,改进后的算法提高了电压越限成因诊断的准确性,可满足实际的电压越限诊断要求。     

基于N-1安全约束的主动配电网拓扑优化控制方案

针对主动配电网拓扑多样而选取最优拓扑难的问题,提出了一种满足N-1安全约束的主动配电网拓扑控制方案的求解算法。该算法从AC OPF角度考虑,对基于N-1安全约束的主动配电网拓扑选择问题,提出了采用半正定规划松弛作为问题目标函数值的下限的方法,并采用并行计算,极大地提高了计算效率,具有较好的全局最优解。IEEE 30节点测试系统仿真结果表明,所提方法得到的新拓扑不仅可以在不增加任何电气设备的前提下降低系统的运行成本,而且能够满足N-1安全约束。     

含风力发电的电力系统电压越限概率评估

针对以往含风力发电随机潮流计算的研究中存在的局限性,提出了一种适应于不同风季风速分布的电力系统电压越限概率评估方法。基于对风电机组输出功率概率空间的划分,给出了含多风电机组的系统风电功率输出场景划分方法;通过对系统各场景下的随机潮流计算得到既定场景下节点电压越限概率,从而计算出节点电压越限概率、系统电压越限概率指标和节点群电压越限概率指标。以含风电场的IEEE30系统为算例,给出了四种不同风季条件下,系统电压越限概率指标的仿真计算结果,验证了方法的有效性。     

考虑N-1安全网络约束的输电网结构优化

输电网结构优化是控制输电阻塞的手段之一。且当负荷处于较低水平、系统裕度较高时,也可以通过结构优化提高设备的利用率。为了在开断部分线路的同时保证系统安全性,建立考虑N-1安全网络约束的输电网结构优化模型。通过对可开断线路潮流方程进行线性化,将原有模型转化成混合整数线性规划形式。为了应对负荷的短期波动及风电出力不确定性对电网结构优化结果的影响,采用吸引子传播(AP)聚类算法构建不同的运行场景。以修改的IEEE-RTS 24节点系统为例对所提模型进行验证和分析,结果表明,在满足一定的安全约束条件下,断开某些输电网线路可以减轻输电阻塞、降低系统的运行成本、提高线路的负载率水平。     

基于潮流控制的电压越限分析

在电网运行中,节点电压越限会危及电力系统的安全。本文建立了基于发电机调节的潮流控制模型,结合微分灵敏度方法电压越,通过分别调节发电机组机端电压和有功功率,将越限电压调整到预定的运行范围内。这两种调节方式,均能有效的处理限问题。IEEE5的算例结果表明,该模型和算法为消除节点电压越限提供了及时有效的决策支持。     

一种抑制含光伏电源配电网电压越限的方法

光伏电源接入配电网后,会引起并网点附近的电压抬升,严重情况下导致电压越限。为了解决该问题,提出了在利用光伏逆变器的无功功率调压的同时,在配电线路中串联可调电抗器,以提高无功功率调压的能力和灵敏度。文中分析了电压抬升的原因以及光伏逆变器和串联电抗器在电压调整中的作用,得到电压降和串联电抗值与逆变器无功功率的关系;充分利用光伏逆变器无功能力,以有功线损最小为目标函数,找到最优的串联电抗器配置方案。最后,采用新疆某线路的实际算例,仿真分析了光伏逆变器无功能力的局限性,验证了该方法的有效性。     

分布式光伏发电对配电网电压的影响及电压越限的解决方案

为研究分布式光伏发电对配电网电压的影响,解决电压越限的问题,利用公式计算光伏接入引起的节点电压 波动,再通过仿真从光伏容量、接入配电网位置、供电线长度三个角度,验证光伏接入对节点电压分布、母线电压波动 及末端电压提升量的影响.结果显示:分布式光伏容量越大、接入位置越靠近末端,节点电压和电压提升量就越大;分 布式光伏容量越大,母线电压和电压提升量就越大;容量越大,末端电压越大,供电线越长,末端电压的提升量就越 大.还研究了分布式光伏发电易产生的电压越限问题,提出采用光伏逆变器无功控制方案改善配电网电压越限.     

计及电压越限投资的有源配电网节点电价计算方法

有源配电网的多电源特性有利于释放线路容量、改善电压水平、延缓电网投资。针对含分布式电源的配电网,建立了一种计及电压越限投资成本的有源配电网节点电价计算方法。该方法通过量化分布式电源接入引起的潮流变化对未来容量与电压越限投资的影响,对双向潮流情况下元件投资年限进行求解与修正。在此基础上,利用长期增量成本法计算节点电价,评估了现有网络的容量利用水平与电压越限程度。IEEE 33节点系统算例分析表明,所提定价方法能够反映各节点对有源网络容量与电压越限程度的贡献水平,可以指导合理的电力消费与电网规划。     

含分布式电源的配电网电压越限薄弱环节识别方法

提出一种含分布式电源(DG)的配电网电压越限薄弱环节的识别方法。对电压越限原因进行机理分析,确定导致电压越限可能的原因及其电压敏感度;定义压降比系数,提出计及网损的各节点DG/负荷最大准入容量的计算方法;研究将各节点实际接入DG容量归算至馈线末端的方法,并将其与馈线末端的最大准入容量进行比较,识别配电网中易发生电压越限的薄弱节点及越限原因;在MATLAB上搭建IEEE 33节点系统验证所提方法的有效性和正确性。     

输电断面潮流的N-1静态安全约束

就电网运行中广泛采用的N-1原则,建立了输电断面潮流静态安全约束的非线性优化数学模型并给出了迭代求解算法。针对复杂大规模互联电网建立了基于直流潮流的简化模型。考虑了运行方式变化对断面潮流传送能力的影响,提出将运行方式划分为发电模式和负荷模式分别进行分析。运用典型模式方法分析负荷变化对潮流约束的影响,解决了负荷变化规律难以模拟的问题．而发电模式的变化应依据实际系统电源的最大、最小方式确定。算例表明,所提出的方法简捷可靠,能够满足实际电网运行需要。     

基于电网拓扑优化的电压稳定预防控制方法

电压稳定是电力系统安全稳定运行的重要内容之一,然而某些故障或扰动的发生可能导致系统的负荷裕度大幅度降低,甚至造成电压失稳。为增强系统的电压稳定性,提出采用改变母线运行方式的方法优化电网拓扑结构,从而提高电力系统的负荷裕度,确保基态系统和预想事故下的电压稳定性。提出了计及预想事故的电压稳定预防控制模型,并发展了一套阶段式的母线运行方式优化求解方法。首先利用线路参数的灵敏度指标对母线运行方案进行预筛选,快速筛选出可以提高负荷裕度的备选方案集,以减小计算规模;随后在此集合上基于look-ahead裕度指标对运行方案排序,并以连续潮流法的分析结果确定有效母线运行方案;最后,通过IEEE 118和1648节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于AP-WOA-GRU的分布式光伏集群电压越限动态预测

针对整县光伏背景下规模化分布式光伏接入配电网导致的电压波动问题,提出了一种基于近邻传播聚类（affinity propagation,AP）与鲸鱼算法（whale optimization algorithm,WOA）优化门控循环单元（gated recurrent unit,GRU）的分布式光伏集群电压越限预测方法。首先,在考虑分布式光伏地理坐标气象特征的基础上,添加基于配电网节点负荷密度因素的位置特征,采用近邻传播聚类方法,在不指定聚类数目的情况下划分具有近似气象特征和地理位置特征的分布式光伏集群,提高模型训练效果及适应性;然后,采用鲸鱼优化算法全局搜索GRU模型的最优训练参数,进一步提高模型的训练速度和预测精度;最后,利用WOA-GRU组合模型实现配电网节点电压与环境温度、光照强度的关联匹配,进而实现区域配电网电压波动及电压越限情况的整体预测。实验证明:所提出的方法能够有效提高预测精度及训练速度,强化预测模型的适应能力,具有较好的经济性和实用性。     

基于柔性多状态开关的配电网电压波动越限抑制方法

风电、光伏等可再生能源具有波动性和随机性,当其接入配电网时可能会造成配电网电压波动甚至越限。研究了含分布式电源的配电网电压越限问题的模型,以柔性多状态开关换流站示范工程为例,分析了柔性多状态开关的工作原理以及含柔性多状态开关的配电网对分布式电源的消纳能力。提出了在未知分布式电源出力和网络拓扑结构的情况下,采用由柔性多状态开关施加功率扰动的方法得到节点电压对有功功率和无功功率的灵敏度系数,进而调整流过柔性多状态开关各端口变流器的功率,使电压回到合理范围内。通过仿真验证了所提调控策略的有效性,解决了配电网电压波动越限的问题。     

计及电网拓扑优化的电压支撑决策模型

电网电压支撑是源(发电与负荷)网协调合作的结果。电力系统中输配交融,电能双向流动,源网间呈现交织纠结的矛盾,导致仅依赖于源的调整的电压支撑方式出现非同调现象。在源平衡方式给定的前提下,将电网结构状态调整纳入决策量,建立考虑变压器过负荷闭锁调档限制的电压支撑决策模型,并由遗传算法和非线性原对偶内点法组合求解。算例分析证明了所提方法的有效性,显现应对未来电力系统多变情形下实施源网协同的必要性。     

考虑N-1安全约束的分布式电源出力控制可视化方法

配电网运行需满足N-1安全准则,而现有文献中的分布式电源(DG)优化运行模型均未计及N-1准则,所得出力策略未必满足系统安全要求。为解决这一基础性问题,提出了一种考虑N-1安全约束的DG出力控制可视化方法。首先,介绍了配电系统安全域理论,给出了安全域、安全边界和安全距离的概念、模型和意义。其次,利用坐标变换技术,定义了风光转换系数,以研究以风电和光伏发电为代表的DG组合的出力特性。然后,分析了考虑节点电压限制和N-1潮流约束的DG出力上限求解方法。此外,以每条馈线为研究单位,给出了DG出力控制可视化流程。最后,通过修改的IEEE RBTS-Bus4配电系统算例进行了验证,结果表明建立的DG出力控制方法具有合理性和可视化的特点,并能满足N-1安全。在保证资产效率最大化的同时,此法为含DG的配电网在线安全监视、评价提供了一定的理论和实践凭据。