计及静态电压稳定约束的无功优化规划

选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数，同时考虑满足电压水平和电压稳定性两个约束条件来探讨无功规划问题。选取用电压稳定裕度不低于某一个允许的最小稳定裕度来表示电压稳定约束。分别对正常运行工作点和电压崩溃点引入2组变量和潮流方程，从而使得电压稳定裕度可以用临界运行状态下负荷的总视在功率与正常运行状态下负荷的总视在功率之差来显式表达。该模型相对于传统无功规划模型的优势表现在能够根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案，但其优化模型的等式和不等式约束及变量的数目却大幅增加，使得计算量远大于传统的无功规划问题。在IEEE 14节点和118节点2个试验系统的计算表明，采用非线性原对偶内点法求解该模型时，其计算精度及收敛性都比较好。     

基于改进混沌蚁群算法的风电场无功电压协调控制策略

为改善及解决大型风电场接入电网后的局部电压稳定和无功裕度等问题,基于某风力发电场实际运行情况,建立了包含双馈风电机组(Double-Fed Induction Generator,DFIG)和静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)的风电场无功功率协调模型,并提出了一种多目标且综合考虑两者之间协调配合的控制策略。该协调策略以风电场内各个节点的实时测量数据为基础,为满足算法的实时性要求,采用改进混沌蚁群算法求解包括风电场公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)在内的各节点电压稳定度最好及总体无功裕度最大的多目标优化控制模型,改善PCC点母线在内的局部电网电压水平并且提高风电场内部无功裕度。以西北某风电场为例进行仿真,结果表明,无功电压协调控制策略能够较好地改善风电场的局部电压稳定性,且提高该区域的无功裕度。     

暂态电压安全预防控制的优化

为了优化暂态电压安全的预防控制，根据暂态电压安全裕度对于各节点无功功率的灵敏度系数，将暂态电压不安全点与注入点进行关联分区。按控制区分别调整无功注入量，将大系统暂态电压的预防控制问题转化为各分区的对应问题，以改善整个系统的暂态电压安全。通过试验系统和实际系统验证了该方法的有效性。     

互联电网自动电压控制系统协调变量设计

随着互联电网的联系不断增强,区域间电压、无功的弱耦合假设将不再成立。基于该假设设计的区域自动电压控制（AVC）系统如果不采取合理的协调策略,可能造成无功分布不合理,甚至控制振荡和不稳定等严重后果。基于对区域间联络线节点灵敏度关系的分析,提出了AVC系统间的一种新的协调变量———区域电压控制偏差（VACE）。该协调变量能够区分出无功扰动发生在本区域还是相邻区域,并能反映出本区域对相邻区域无功影响的方向和大小。利用该协调变量作为考核指标,可以方便地实现区域AVC系统的协调,明确各区域的控制责任,明显减小区域间的相互影响。新英格兰39节点系统的算例仿真说明,考虑VACE指标后,互联区域AVC系统的控制振荡得到抑制,区域发电机无功裕度分布更加均匀合理。     

基于内点算法的电压校正控制

电力系统的实际运行中可能存在某些状态变量的越限。在线运行的无功/电压控制软件必须首先满足运行安全要求，保证电压在其合格范围内，并进一步在电压安全的基础上降低有功损耗。通过将越限约束转化为等式约束，推导了进行电压越限校正的原-     

一种计算最小负荷裕度的实用方法

最小负荷裕度能量度从当前运行点到电压失稳点的最恶劣的一种演化，为电压稳定预警提供更多信息。文中提出一种计算最小负荷裕度的实用方法。结合控制中心实际，得到一种负荷模式以及模式波动的表示形式，从而建立实用的连续潮流模型和求取最小负荷裕度的优化模型，推导了负荷裕度对于负荷模式的灵敏度，并采用序列线性规划法来快速、有效地求解最小负荷裕度。给出的期望负荷裕度和最小负荷裕度为电压稳定预警提供更丰富的规则信息。新英格兰10机39节点系统的仿真算例验证了所述方法的有效性。     

基于动态无功源综合优化配置研究的新方法

从非自治非线性多机电力系统暂态稳定性的机理和规律出发,将多机系统等值为单机—无穷大系统并应用扩展等面积法则快速计算暂态稳定裕度.在对区域内暂态稳定薄弱环节定量分析的基础上,考察动态装置对系统暂态稳定的提升效果,进而提出了结合暂态稳定裕度指标和极限切除时间指标综合优化方法,确定动态无功最佳配置方案.同时对动态装置补偿容量的确定也考虑了系统暂态电压稳定的限制.通过IEEE 39节点系统和某电网220 kV网架系统说明了该方法有效性.     

考虑风电机组电压均衡性的风电场无功优化策略

双馈风电场的拓扑结构对风电场电压的调控有较大影响,因此提出计及风电机组无功调整时机组机端电压偏差的无功优化方法,首先分析风电场内馈线电压、无功分布对机组机端电压的影响,建立以风电场并网点电压和机端电压偏差最小为目标的无功优化模型,然后利用网络分析法-智能粒子群法对所建模型求解。最后,以新疆某实际风电场为例进行仿真验证仿真。结果表明,该控制方法可增强风电并网点电压的稳定性,降低风电场内机组机端电压的偏差,提高风电并网的可靠性。     

静态电压稳定分析的故障筛选和排序方法

提出一种新的故障筛选和排序方法。首先，定义一种负荷裕度阈值，用连续潮流法计算此裕度下的潮流工况，在此工况下，利用最优乘子法依次求解所有的开断潮流，将有解的大部分开断作为安全故障筛选掉，少量无解的则为不安全故障。然后，在基态下利用最优乘子法依次求解不安全故障的开断潮流。有解则为危险故障，并用连续潮流法求解负荷裕度，按裕度给出排序;无解则为失稳故障，结合最小二乘潮流解失配量中隐含的校正控制灵敏度信息，使用序列线性规划法给出使潮流恢复有解的最小切负荷代价，据此代价来排序失稳故障。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提出的方法能快速、可靠、全面地实现电压稳定的故障筛选和排序。     

电力系统二级电压控制的研究

介绍了二级电压控制的主要原理，提出了划分控制区域、选择先导节点和控制发电机的新方 法；同时设计了一种新的动态二级电压控制器。以EPRI—36节 点系统为例进行仿真计算，结果表明：在电压失稳的过程中，二级电压控制可以从区域电压 稳定的角度出发，协调本区域内各电压/无功支持源的无功出力，改善区域电压水平和提高 系统电压稳定性。     

兼顾接入地区无功需求的风电场无功控制策略

越来越多的风电并入电网后,对接入地区的电压影响也越来越大,为此,系统要求风电场能够对接入地区提供电压/无功支撑。文中提出了一种兼顾风电接入地区电压/无功需求的风电场无功控制方法。该方法以接入变电站低压侧电压作为控制电压,将风电场无功控制区分为正常控制区、异常控制区、紧急控制区和脱网控制区,并给出3种控制模式,即异常控制模式、紧急控制模式和故障控制模式。利用某一时段的控制电压平均值作为选择无功控制区的依据,并综合相邻2个时段的平均控制电压差值和接入变电站与风电场之间的通信情况选择无功控制模式。实际系统算例分析结果表明:所提出的方法能够合理调整风电场的输出无功功率,在很少的控制周期内将控制电压调整到合格范围,使一个测量周期内的平均电压合格,有效地为风电接入地区提供无功支持。     

基于蒙特卡罗仿真和电压安全约束的无功优化算法

传统的电压无功优化采用确定性方法，并且主要考虑经济性，而在规划阶段需要对运行方式的不确定性进行更深入的研究。文中提出了基于蒙特卡罗仿真和电压安全约束的无功优化模型，以尽量提高节点的电压水平作为优化的目标。算法采用非序贯蒙特卡罗仿真实现，考虑了系统各种可能的运行状态及其出现的概率。该模型的优化结果对提高节点电压水平和整个系统的电压安全性效果显著，使系统在电压安全的基础上达到经济优化。以IEEE可靠性标准测试系统为例进行了分析计算。算例表明：该模型和算法可行，结果合理且对电力系统的规划运行有重要的参考意义。     

无功/电压动态识别与处理

研究了一种地方电网无功/电压动态识别与处理的新方法。在提 出电压预警区概念的基础上，建立了一种简单实用的电压状态识别判据，并采 用分层控制的思想，利用系统中可用的无功调压措施，对识别出的越电压预警 限的节点电压进行处理。用IEEE 22节点系统对软件进行测试，对一 种同时存在电压越预警上限和告警下限的情形进行计算，并用潮流程序对最终 控制策略进行了校验。     

支路潮流越限控制的虚拟支路法

为解决支路潮流越限问题,提出了支路潮流越限控制的虚拟支路法。通过对潮流越限支路并联虚拟支路法,使原潮流越限支路的电流降低到目标电流水平。虚拟支路导纳参数由目标分流系数、潮流越限支路导纳及戴维南等效阻抗共同确定。基于置换定理,将虚拟支路用含参数的虚拟功率源置换,将虚拟支路的切除问题转化为虚拟支路两端点注入功率的增长问题。根据支路视在功率对节点功率的灵敏度,逐步计算最小代价的控制方案。IEEE算例仿真显示该方法可将越限支路电流降低到目标电流水平,验证了其可行性和有效性。     

提高电压稳定的多目标优化模型及其神经网络算法

提出以电力系统电压静态稳定裕度最大作安全指标，有功网损最小作经济指标的多目标优化模型，采用神经网络作优化计算，使系统运行的安全和经济性均得到提高。通过对２２节点等多个实际系统的数值测试，结果表明，该方法具有调节控制灵活、收敛性好等优点。     

基于断开安全裕度状态空间截断的电力系统可靠性算法

在大型电力系统中，由支路断开触发的电力系统相继跳闸故障常会引起大停电的灾难性后果，因此必须进行紧急状态下的事件可靠性分析。通过分析支路断开对系统节点电压及线路负荷的影响，给出一种快速计算紧急状态下系统节点电压和线路负荷的方法，引入系统节点电压和线路负荷安全裕度指标，并提出基于断开安全裕度状态空间截断的电力系统可靠性算法。该算法利用安全裕度指标找出系统故障状态中的关键状态集合，通过对该集合进行系统行为分析来计算可靠性指标。算例表明该算法能有效截断系统状态空间，在一定精度下降低了可靠评估的计算复杂性。     

电力系统在线电压控制

本文提出了一种用于电力系统安全监视和安全分析的电压在线集中控制的方法。这种方法根 据P-Q分解法的基本原理，首先计算电压灵敏度矩阵，然后取控制变量增量平方和为目标函 数，在一系列约束条件下求使其为最小的控制变量增量。 由于电压灵敏度矩阵在这里是一常数阵，故这种方法计算速度快，适合在线应用。 文章例举了上述方法对一个5节点系统和IEEE14节点系统的计算结果。     

电网静态电压稳定控制数学模型的研究

在系统最近崩溃点的基础上，以系统的负荷功率裕度定义了系统的静态电压稳定裕度。目标函数考虑了系统的安全性和经济性，并以系统的控制变量、输出变量、支路传输功率和静态电压稳定功率裕度为约束条件，建立了提高系统静态电压稳定裕度的电压稳定控制数学模型。在控制模型中提出了安全经济协调因子和综合控制调节顺序加权系数的概念。使静态电压稳定控制模型更实用化。     

含风电接入的配电网储能系统优化配置

提出了一种计及规划与运行相互影响的电池储能系统双层规划模型以解决配电网风电渗透率提高所带来的电压越限等问题。该模型以配电网投资收益最大为目标,综合考虑了接入位置、容量和寿命等对优化结果有较大影响的因素,并在规划阶段根据风电典型出力曲线模拟储能日内运行方案,实现了风电波动功率消纳。结合启发式算法适应性强和数值分析优化法求解效率高的优点,采用一种遗传算法与二阶锥优化相结合的方法求解所提储能规划,并在IEEE 33节点算例系统进行测试,结果说明合理配置储能系统可以弥补风电波动性等缺点。比较了不同风电渗透率对规划结果的影响,并验证了所提模型与方法的有效性和快速性。     

电力系统无功源最佳配置地点的研究

将先导节点的概念应用于电力系统无功配置，给出考虑了随机负荷且易 于实现的先导节点选择算法，提出了确定无功源最佳配置地点的一整套方法。该方法可使无 功源得到最有效地配置，使得从全网的角度看，各节点电压偏移最小。经过仿真计算 比较，表明该方法可找到电力系统无功源的最佳配置地点，并对提高电力系统的电压稳定性 有很好的效果。