应用于北美电网的自动电压控制系统设计与实现

随着电网运行对电压控制和无功管理水平要求的提高,自动电压控制(automatic voltage control,AVC)日渐成为研究的热点。由于管理模式的制约,其应用性研究在北美电网仍属空白。文中设计并实现了适用于美国东北部某互联电网特殊管理模式和在线运行要求的自动电压控制系统。该系统扩展了移相器元件模型的处理,并在利用最优潮流(optimal power flow,OPF)计算控制策略的过程中考虑预想故障后的静态安全约束。长时间的在线试运行数据及其评估结果表明,文中所设计和实现的自动电压控制系统应用于该电网可显著改善该电网的无功电压水平,提高电网的安全性和经济性。     

基于多源多时空规则的变电站拓扑检错

提出了基于多源多时空规则的变电站拓扑检错方法。利用了变电站多源量测的冗余性优势,提出了元件、间隔、电压等级等多空间尺度的关联性规则和多时间断面的关联性规则,并给出了具体的实现方法。该方法可提高拓扑错误的辨识能力,尤其是提高无模拟量测的刀闸的辨识能力,可为调度中心提供可靠的拓扑结构。仿真算例和现场应用情况均验证了该方法的有效性。     

自动电压控制中的中枢母线选择方法

中枢母线选择的最大难点在于确定某个区域内合理的中枢母线数量.引入多元统计分析理论中的主成分分析和因子分析方法,将无功电压灵敏度矩阵作为样本矩阵,提出基于其相关矩阵特征值的累计贡献率准则来决定中枢母线数量,并利用因子载荷阵的数值分布特性确定中枢母线选址.仿真结果表明,利用所提方法选取的中枢母线在自动电压控制中使负荷增长引起的电压跌落减少约44％.     

安全性与经济性协调的鲁棒区间风电调度方法

鲁棒调度模型可以求解出在不确定性参数发生变化,总是可行的优化解。但是,这类模型的问题是结果过于保守。为此,提出了满足一定置信水平的鲁棒区间调度模型,通过设置置信水平实现经济与安全的协调。分析了风电出力不确定度取值与置信水平的数学关系,以此作为风电出力区间收缩的依据。采用线性规划的对偶理论将所提的双层优化模型转化为单层的非线性规划模型求解,并采用内点法实现有效求解。在IEEE RTS 24节点测试系统上的算例结果证明了该方法的有效性。     

节点类型扩展潮流计算的应用研究

对于电网电压调节和潮流模型匹配等许多应用场合,可采用基于节点类型扩展的潮流计算方法.研究节点类型扩展潮流计算方法在电网电压调节和潮流模型匹配中的应用.首先,分析节点类型扩展潮流计算在节点电压调节问题中的可用性,并提出具体实现方法.然后,在分析已有潮流匹配方法不足的基础上,提出基于节点类型扩展潮流的多区域电网潮流匹配方法.最后,通过算例分析验证了节点类型扩展潮流算法在电压调节和多区域潮流匹配问题中的应用是有效的.     

计及分裂运行和无初始地理分区厂站的电网自动电气分区

针对以往的基于电气距离的电网自动电气分区方法无法处理分裂运行的厂站以及无初始地理分区厂站的不足,提出一种计及分裂运行和无初始地理分区厂站的电网自动电气分区方法。该方法将分裂运行的厂站在拓扑上进行分割,重新建立几个独立的厂站,并建立这些新产生的厂站与电网中其他厂站间的拓扑连接关系,更加真实准确反映电网实时的运行状态;同时,利用无初始地理分区厂站和各个初始地理分区之间的平均电气距离和功率传输量作为判据将无初始地理分区的厂站并入到联系最紧密的初始地理分区中,考虑了完整的电网模型,使得电网自动电气分区结果更加真实可信。利用广东省电网的算例测试表明:该方法准确考虑了厂站分裂运行的情况,并考虑到了所有投入运行的厂站,电网电气分区结果与运行人员的经验相符,结果真实可信。     

特高压交直流混合电网协调电压控制策略及仿真研究

特高压交直流混合电网的电压运行特性对AVC系统的建设提出了新的需求。首先分析了AVC系统需应对的当交直流系统分别发生不同时间常数扰动后的四种工况,提出了增加直流换流站母线协调电压约束、自适应地调整AVC系统中母线电压限值、调节优化计算的时刻以及控制目标等手段的协调控制策略。基于AVC仿真平台和IEEE39节点标准算例系统的连续仿真,通过比较当交流和直流系统分别发生方式变更时,采用协调策略前后的系统响应,验证了协调策略可以减少无功补偿设备不合理的投切。提出的协调策略将在四川电网得以实际应用。     

不同控制条件下的全局电网无功电压闭环控制仿真

结合工程实践,建立了网省地全局电网闭环控制仿真系统。介绍该仿真系统的数据流程及功能框图,使用单断面仿真和连续断面仿真两种方式模拟了无控制、独立控制、协调控制等不同控制条件下的电网运行状态变化,研究分析不同的控制条件对系统网损、电压稳定裕度、联络关口无功等指标的影响。仿真结果表明:通过对各级自动电压控制系统控制目标和控制行为的协同,可有效避免控制振荡,消除网间不合理的无功流动。     

考虑快速动态无功补偿的二级电压控制

提出了一套考虑快速动态无功补偿装置(如静止无功补偿器/静止同步补偿器(SVC/STATCOM))的二级电压控制体系,致力于在稳态电压控制和暂态电压稳定中充分发挥SVC/STATCOM快速动态无功补偿的优势,其包含两个相对解耦独立的控制阶段:第1阶段将SVC/STATCOM与传统无功调节设备统一纳入协调二级电压控制模型,充分利用SVC/STATCOM的快速调节特性,并防止反调;第2阶段建立二次规划模型进行动态无功储备的优化控制,利用慢速动态无功补偿装置置换出SVC/STATCOM的无功功率,提高电网动态无功储备水平。通过时序和空间上的相互协调,充分发挥各类无功补偿装置在二级电压控制和暂态电压稳定预防控制中的作用。Nordic系统的算例测试结果证明,该体系能够有效提高传统二级电压控制的响应速度,避免SVC/STATCOM与传统电压控制装置间的反调现象;同时,能够有效地进行暂态电压稳定的预防控制,提高扰动后的系统电压的恢复效果。