基于机器学习优化换流站调相机稳态无功的方法

提高换流母线电压的暂态稳定对保障直流输电安全运行具有重要作用。在研究调相机与交流滤波器稳态输出无功协调对换流母线电压暂态稳定性影响的基础上,采用基于多二元表描述的电压暂态稳定裕度指标和支持向量机,提出了基于换流站母线电压和稳态无功协调状态预测母线电压暂态稳定裕度的回归建模方法,进一步利用回归模型,提出了提高换流母线电压暂态稳定裕度和降低系统网损的调相机与交流滤波器稳态无功协调优化方法。最后,利用雅中直流馈入江西电网的电力系统分析综合程序PSASP(power system analysis software package, PSASP)计算分析模型,验证了所提无功协调优化方法提升南昌换流站母线电压暂态稳定性的有效性。仿真结果表明优化方法能够充分挖掘调相机基于动态无功支撑提高换流母线电压对严重故障扰动保持暂态稳定的能力,同时减少交流滤波器的投运数量。     

计及电压稳定的电力系统无功规划优化

提出了一种考虑电压稳定的多目标无功规划优化的模型，并用模糊方法和遗传算法对其进行了求解。在无功优化的多目标中，包括了电压稳定性的静态指标一系统的静态稳定裕度λmin，约束条件中考虑了发电机的无功备用约束。无功优化前，首先用特征结构分析法确定当前运行方式下的系统薄弱节点作为候选补偿点，然后用无功优化模型决定候选补偿点应加装的无功补偿容量。     

含静态电压稳定裕度约束的无功优化计算

提出了一种电压稳定裕度约束无功优化新方法,通过调节系统的控制变量,能真正有效地提高系统的静态电压稳定裕度,同时取得较小的网损。该方法将电压稳定裕度约束无功优化问题分解为非线性无功优化和电压稳定裕度及其对控制变量灵敏度分析两个子问题,通过两者的交替求解实现寻优。前者采用非线性原对偶内点法求解,后者则是以连续潮流计算为基础。该方法计算速度快,对多种系统具有一定的普适性。在IEEE 14、30、118节点系统的试验结果验证了它的有效性,并发现一个系统在特定的负荷增长方式下,由于无功潮流的改变其分岔类型可能会在极限诱导分岔和鞍结分岔之间转换。     

采用多目标离散粒子群算法的地磁感应电流抑制措施的优化和效果评价

针对传统电容隔直措施抑制地磁感应电流(GIC)存在风险转移以及目前优化目标的单一性,提出了基于多目标离散粒子群算法的电阻抑制措施优化方法以及考虑暂态量变化的评价指标。以地磁感应电流的Benchmark标准算例为例,将各电压等级变压器中性点GIC低于限值作为约束条件,电阻装置数最少和中性点GIC总和最少作为优化目标,获得了抑制措施的优化方案。基于标准算例在Powerworld中的动态模型,研究了不同时变感应地电场作用下电网暂态量的变化规律。利用发电机无功剩余量、母线电压偏移量和电压暂降时间作为评价指标,分析了优化方案的效果。结果表明:对于相同的3台装置,相比于电容隔直措施导致的风险转移,电阻优化方案可使抑制装置的数量和电网GIC达到全局最优,各变电站节点的GIC均在各自限值以下,全网GIC降至限值384A以下;动态模型下,系统受地磁扰动影响时,电阻方案能够减小发电机无功出力,在1V/km的电场下,未治理的无功剩余量从原来超出最大出力的3倍降至剩余量为限值的20%,电阻方案能够维持节点电压稳定,节点电压最大偏移量从39.73%降低至13.68%,电压暂降最大持续时间从1.2s降至0.8s,系统抵抗扰动的能力提高,暂态响应评价指标说明了电阻方案的有效性。     

含电压稳定裕度约束的模型预测电压控制器设计

本文提出一种基于模型预测控制的新型电压控制器设计方案,当系统发生扰动导致电压下降时,该控制器通过调节发电机参考电压设定值和无功补偿点的电容器投切量,使故障后系统电压恢复并满足给定的电压稳定裕度。该滚动优化模型中,目标函数综合考虑了电压偏移和控制成本,其等式约束为系统微分代数方程式,并将电压稳定裕度约束引入到不等式约束条件中。为了提高求解效率,采用直接动态优化方法将该动态优化模型转化为非线性规划问题,并采用AMPL优化建模软件提供的内点算法求解。以新英格兰39节点系统为基础构造的算例表明了所提方法的有效性。     

含静态电压稳定裕度约束的无功优化

提出了一种电压稳定裕度约束无功优化新方法,通过调节系统的控制变量,能真正有效地提高系统的静态电压稳定裕度,同时取得较小的网损.该方法将电压稳定裕度约束无功优化问题分解为非线性无功优化、电压稳定裕度及其对控制变量的灵敏度分析两个子问题,通过两者的交替求解实现寻优.前者采用非线性原对偶内点法求解,后者则以连续潮流计算为基础.该方法计算速度快,对多种系统具有一定的普适性.在IEEE 14、30、118节点系统的试验结果验证了它的有效性,并发现一个系统在特定的负荷增长方式下,由于无功潮流的改变其分岔类型可能会在极限诱导分岔和鞍结分岔之间转换.     

电力系统多目标无功优化研究

在传统无功优化模型的基础上,引入了静态电压稳定性指标,建立了综合考虑系统有功网损最小、静态电压稳定裕度最大和电压水平最好的多目标无功优化模型.基于Pareto最优概念的改进多目标粒子群算法应用到多目标无功优化的求解中,对IEEE30节点统进行了仿真计算.优化结果表明,该模型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求得的一组最优解能够为优化方法的决策提供更多的有效参考,具有实际意义.     

重庆电网主网电压及无功优化问题分析

针对重庆电网主网220kV在枯水期低谷时段无功过剩，系统电压偏高的状况，通过计算、分析等手段对系统电网电压和无功进行全面的分析研究，提出解决方案，使重庆220kV电网低谷电压控制在232kV以下。构建重庆电网主网计算等值模型，以有功网损最小为目标函数，对重庆电网进行无功优化计算，提出各种优化补偿方案，通过计算结果综合分析各方案，从中得出合理可行的最优方案，并论证了发电机进相运行调控系统电压的可行性。通过对重庆电厂发电机的进相运行，降低了系统电压，改善了重庆电网运行性能，加强了系统协调稳定。     

基于聚类分区的风电场无功电压优化控制策略

随着风电渗透率的不断增大,并网风电场的机端电压稳定面临巨大挑战。研究了风电场内部各节点的无功电压特性,提出一种基于机组有功出力聚类分区的无功电压优化控制策略：通过 自动电压控制系统获取风电场当前的电压指标与实际运行数据,计算出风电场的无功需求;以历史有功出力数据对场内机组进行模糊C聚类分区;利用改进的粒子群算法寻找最优无功分配方案,对每一区域进行无功电压控制。在MATLAB上进行仿真,与传统根据各机组无功容量进行分配的方案进行对比,仿真结果表明,所提控制策略能够有效改善风电场并网点电压控制性能,减小风电场内机组机端电压的波动。     

含风力发电机的微网电压稳定控制研究

异步风电场接入系统后会影响系统的暂态电压稳定性。采用电力系统仿真软件DIg SILENT/Power Factory设计出一种应用于恒速异步风电机组的静止无功补偿器(SVC)模型,并通过对风力发电机并入配电网的系统进行仿真计算来验证所建SVC模型对提高系统暂态稳定性的效果。仿真结果表明,在风速变化的情况下,SVC能够有效缓解恒速异步风电机组机端电压的波动;采用SVC设备能够有效改善异步风电场的电压稳定性,确保电网的安全稳定和风电机组的不间断运行。     

电力系统电压无功多目标的优化控制

电力系统电压无功多目标的优化控制是主要的复杂优化和控制问题之一. 本文在明确电压无功多目标控制方式及意义的基础上, 剖析了电力系统中的电压问题, 进一步详细研究了电压无功多目标优化算法的实现, 并通过在IEEE-6节点网络的无功优化计算结果的分析, 表明本文所研究优化控制方法的有效性.     

10 kV变电站电压无功模糊控制系统设计

针对变电站传统九区域分区控制方法无视电压与无功耦合的缺点,结合变电站电压无功控制的实践经验,设计了变电站电压无功模糊控制的控制系统。仿真数据表明,将模糊控制引入电压无功综合控制中,控制系统能够正确的完成对有载调压变压器分接头的升降和电容器组的投切,并可以避免设备频繁调节和振荡,提高了设备运行寿命。该系统的应用可以大大提高电网的质量。     

电力系统电压薄弱点的快速寻求法

讨论了电力系统潮流雅可比矩阵最小模特征值与系统电压静态稳定性的关系,将最小模特征值定义为电压稳定裕度,在此基础上定义了电压稳定裕度对控制变量的灵敏度和PQ节点负荷灵敏度,用以找出对系统电压稳定性造成影响的因素和寻找系统电压薄弱点,同时给出了它们的算法。最后通过WSCC 9节点系统仿真计算验证其有效性。     

基于置信度机会约束规划的风电场无功优化技术

风电不确定性给其功率预测带来一定困难,功率预测误差过大容易引发电压越限问题。为了保证电压安全并兼顾运行经济性,本文以网损最小为目标函数并考虑控制电压越限风险,对系统进行无功优化,通过一定置信度下的电压约束将随机优化模型转变成机会约束规划模型,再用内点法求解。提出了三种考虑电压安全裕度的优化方法,分析了它们各自特点和适用工况,制定了根据不同风电预测精度来灵活选用的综合方法。本文利用解析化梯度矩阵和海森矩阵的改进算法来求解无功优化模型,与以往采用差分近似梯度的算法相比大幅提升了计算效率,减少了一半以上的迭代次数和计算时间。最后在含风电场的IEEE-39节点系统和我国内陆某实际风场中验证了所提方法的有效性和优越性。     

变电站电压稳定性的实用判据

给出了基于变电站实时信息和电网准实时信息的电压稳定性实用判据。利用该判据能有效地预测节点电压稳定裕度，并用ＩＥＥＥ－１４节点系统对判据进行了验证。     

多目标非线性励磁控制器的设计

以提高电力系统稳定性和维持机端压电静态调节精度为目标，基于非线性最优预测控制理论，首次设计出具有闭合的解析形式控制律的非线性励磁控制器。仿真结果表明，该控制器在提高稳定性方面有明显的作用且较好地维持了发电机机端电压的静态调节精度，电压超调现象得到很好的抑制。