计及多类型分布式电源的电压无功优化控制研究

针对负荷的时变性和分布式电源(DG)出力的波动性使得基于实时无功优化的电压控制效果劣化问题,提出了一种含多DG的配电网电压无功优化控制策略;推导了负荷节点注入无功功率对电压变化的灵敏度矩阵;给出了SCB投切组数的确定方法。基于改进递推贝叶斯估计方法估算最佳的OLTC,利用RTU所获取的相关数据确定各馈线处SVR的分接头开关档位,根据目标值调整控制变量实行自主优化选择和投切控制,达到最优控制方式。以加入多种DG和负荷类型的IEEE33节点典型馈线系统作为仿真算例,分析结果表明所提控制策略能显著地稳定电压幅值,具有较好的在线应用前景。     

含风电场的电力系统紧急电压模型预测控制

基于非线性模型预测控制理论,文中提出包含风电场的紧急电压控制器设计方法.以系统的准稳态近似模型为基础,建立滚动动态优化模型,将其滚动优化问题描述成一个具有连续—离散时间微分—代数方程组的最优控制问题,其优化目标是负荷节点电压偏差和控制成本最小.采用Radau排列法将滚动动态优化模型转化为非线性规划问题,并借助建模软件A...     

Storm平台非关键路径电压调控节能策略

针对流式大数据计算平台的高能耗问题,提出一种基于Storm平台的非关键路径电压调控节能策略.首先根据数据流处理特点建立有向无环图、关键路径及电压调节模型,确定位于拓扑执行非关键路径上的工作节点CPU使用率及数据传输量阈值;其次根据拓扑执行非关键路径上工作节点的不同情况,对工作节点内存电压进行调节,当工作节点的CPU使用率及数据传输量低于阈值时降低其内存电压,当工作节点CPU使用率及数据传输量高于阈值时则升高其内存电压,由工作节点内存电压确定系统功率;最后通过评估性能与能耗的关系验证算法的可行性.实验结果表明,系统实施节能策略后比原系统降低了约34.5%的能耗,且位于拓扑执行非关键路径上的节点越多节能效果越好.     

基于综合灵敏度的两阶段电压控制分区方法

针对传统电压分方法中发电机节点转换会影响负荷区域灵敏度的问题,提出一种基于综合灵敏度的两阶段电压控制分区方法.第一阶段采用综合灵敏度实现负荷节点的聚合分区,并在该阶段完成主导节点的识别.第二阶段首先考虑电压稳定性归并PV节点,然后采用灵敏度法逐次归并剩余发电机节点.综合灵敏度模型能全面反映负荷区域功率与电压的耦合性,主...     

并联型混合有源滤波器的新型控制策略

由无源滤波器（PF）和小容量的有源滤波器串联组成的并联型混合有源滤波器（PHAPF）,能较好地提高PF的滤波性能,并克服单独采用有源滤波器造价高的缺点．基于系统谐波电流反馈控制方式的PHAPF能有效地补偿负荷电流的谐波分量,但会使补偿后的负荷节点电压产生较大的畸变,针对这一问题提出了一种基于负荷节点电压畸变分量反馈控制的PHAPF控制策略,可以在有效补偿负荷电流谐波分量和校正负荷功率因数的同时较好地抑制负荷节点电压畸变．数字仿真验证了该控制策略的有效性．     

基于仿生子结构的铝合金板式节点拓扑优化

针对铝合金板式节点自重大且应用传统拓扑优化效果不佳的问题,在子结构拓扑优化的基础上利用仿生学原理提出一种仿生子结构划分方法,显著改善了铝合金板式节点的拓扑优化效果,并构建一种轻质高强的新型铝合金节点.首先以Y型节点为例提出仿生子结构拓扑优化的基本思路和数学模型并验证了该方法的有效性;然后应用该方法对传统铝合金板式节点进行拓扑优化.优化过程中,先使用SolidWorks软件建立节点模型;然后以甲虫前翅为仿生对象进行拓扑优化子结构划分,并应用HyperWorks有限元软件中的OptiStruct求解器进行给定荷载条件下的节点拓扑优化分析;再通过OSSmooth模块进行FEA reanalysis处理,提取优化结果的关键拓扑特征;最后将拓扑节点有限元模型通过SolidWorks软件进行重建模设计,获得新型铝合金节点.研究结果表明,仿生子结构拓扑优化方法有效提升了结构优化效率和优化效果,应用该方法得到的新型铝合金节点在最大等效应力降低19.97％的同时大幅降低其自重52.91％.     

基于E类功率放大器的非接触感应耦合电能传输系统

为了提高非接触感应耦合电能传输系统的可靠性,提出了一种基于E类功率放大器的拓扑结构.将发射线圈和接收线圈的耦合电感进行等效变换,把发射线圈的漏感作为E类功率放大器谐振单元,把励磁电感作为折算后负载电阻的匹配电感.在电能非接触传输的同时实现了阻抗变换,把等效负载电阻限制在一定的范围内.提出的拓扑结构简单,无需额外的补偿网络.并且负载电阻变化时,均能满足E类功率放大器的零电压软开关条件.仿真和实验结果验证了新拓扑结构电路的可行性.     

分布式发电对配电网静态电压分布的影响

基于放射状链式配电网络,研究了分布式电源并网后负荷节点的静态电压分布情况.首次建立了递减、递增和等腰三种典型负荷分布模型,并在此负荷分布模型基础上定量地研究了分布式电源并网后配电网的电压分布情况.讨论了分布式电源位置和容量的限制问题.结合仿真算例,考察不同位置和容量的分布式电源并网后配电线路的电压变化情况.研究表明,分布式电源的接入会起到电压支撑作用,但不恰当的接入位置和注入容量会造成电压越限和网损增加;因此必须进行合理的规划,使各负荷节点的静态电压稳定在允许范围内.     

计及响应的电力系统防电压失稳综合控制策略

提出一种计及响应的电力系统防电压失稳在线综合控制策略. 根据局部系统的广域测量信息,快速评估局部系统的电压稳定性. 利用等值负荷分解后的转移负荷,建立一种在线计算各控制节点有功、无功对电压不稳定指标的灵敏度分析方法,以各控制节点有功、无功控制灵敏度指标制定综合控制策略. IEEE14节点系统的仿真结果验证了所提策略的有效性.     

配电网中电压不平衡治理设备的优化配置方法

针对配电网中高比例光伏发电系统导致的电压不平衡问题,提出了一种结合电压灵敏度矩阵法和Gamultiobj函数遗传算法的优化配置方法.首先通过含道路关联矩阵T的电压灵敏度矩阵法分析系统中的电压薄弱节点,确定治理节点集合;然后构建电压不平衡治理设备的多目标优化模型,并引入权重和惩罚因子将其改进为动态模型保证解集的准确性;最后利用小生境(Niche)技术改进Gamultiobj函数遗传算法的子种群环境适应度,求解出考虑电压不平衡度和经济成本的优化配置方案.通过对IEEE30节点系统的仿真,验证了本文方法的可行性.     

基于MATLAB的电力系统暂态电压稳定性仿真研究

运用MATLAB电力系统仿真模块集SimPowerSystems构建了单负荷-无穷大系统和三机-十节点系统的Simulink模型,通过在系统模型中设置大扰动事件并进行时域仿真.分析了异步电动机负荷对系统暂态电压稳定性的影响;并以单负荷-无穷大系统为例,对故障切除时间、电动机惯性时间常数及无功补偿设备(机械投切电容器MSC和静止无功补偿器SVC)对暂态电压稳定性的影响进行了仿真分析.结果表明,异步电动机的动态特性对系统的暂态电压稳定性有着非常大的影响.     

考虑风电接入的配电网无功优化

文章针对风电接入配电网时考虑电压稳定性的无功优化进行研究。利用多场景技术对风电机的出力进行建模,在计及负荷波动的情况下,对配电网采用蒙特卡洛方法进行随机潮流计算,求得节点电压、风电机无功出力等变量的期望与标准差;然后利用连续潮流与全概率公式计算多场景下风机接入的电压稳定裕度期望。在此基础上利用遗传算法对配电网进行无功补偿优化投切,IEEE33系统的计算结果表明该方法可以改善配电网无功分布,提高电压水平,降低配电网运行的风险。最后分析了节点参与因子对风电机选址的影响,数值分析的结果表明将风电机安装在负荷节点参与因子较大的地方可以进一步降低配电网运行的风险,使得系统各个节点电压分布更加均匀,同时能够给系统运行留出更多裕量。     

基于负荷识别的电网电压无功优化控制方案探讨

提出了一种基于负荷识别的电网电压无功优化控制方案,指出该方案能够准确地识别电网负荷运行情况,结合逆调压要求,给出不同负荷区域的定值整定原则,实时修正控制定值,使电压无功控制与负荷变化实时联动,提高了电压无功的控制效果,达到优化控制的目的。     

含分布式光伏、储能的低压配电网电压 调节及储能SoC均衡方法

随着可再生能源渗透率的不断提高,配电网电压波动和越限问题日益严重。为解决这一问题,文中分析低压配电网中分布式光伏电源接入对电网电压的影响,进而将节点电压幅值与节点注入功率的关系线性化;提出基于功率里程数的低压配电网电压优化模型,通过求解优化目标,计算出分布式电池储能的输出;为提升分布式储能的利用效率,设计分布式储能的荷电状态(SoC)均衡控制策略;并根据重庆巫溪地区低压配电网0.4 kV线路数据,在MATLAB/Simulink上搭建配电网仿真模型,设计4种仿真案例对所提出的模型与方法进行有效性验证。仿真结果表明,文中提出的方法能够有效地调节低压配电网中的电压并能实现分布式储能的SoC均衡控制。     

考虑负荷不确定性和时段优化的 动态无功优化

针对负荷的不确定性,并充分结合其时序性特征,提出考虑负荷不确定性和时段优化的动态无功优化模型。该模型充分考虑负荷预测误差的概率模型,采用拉丁超立方抽样技术和场景削减技术获得负荷样本及其概率,且对负荷样本期望值采用统计学指标归一化处理形成综合负荷趋势序列;同时,为克服动态无功优化过程中的"维数灾"问题,设计了基于特征趋势的自适应方法进行时段划分;最后计及场景概率,以网损最小为目标,将电压越限和发电机无功出力越限计入罚函数,建立动态无功优化模型并采用基于精英保存策略的遗传算法进行求解。算例仿真结果验证了所提模型的正确性和有效性。     

含有大量感性负荷的海岛微电网黑启动优化策略

在极端自然条件下,容易造成海岛微电网全面崩溃,此时需要进行黑启动使整个系统恢复,但是海岛微电网中含有大量感性负荷会影响黑启动过程.为了提升海岛微电网黑启动的效率,提出一种基于虚拟有功负荷的海岛微电网黑启动优化策略.首先提出黑启动电源启动顺序优化模型,利用熵权法对不同DG的黑启动能力进行评价;然后,提出负荷恢复优化模型,以负荷恢复量最大和负荷恢复重要程度最大作为目标并利用PSO算法进行求解;接着,提出DG与负荷的路径恢复优化模型并利用最小生成树的Prim算法进行求解.另外,还提出虚拟有功负荷构造方法,在黑启动过程中考虑将感性负荷与并联补偿电容一起等效为有功负荷,从而提高黑启动成功率.最后,采用简化的19节点微电网结构进行仿真验证,结果表明,与传统优化的黑启动策略相比,本文方法在黑启动过程中负荷恢复量提高了46.8％,同时考虑了负荷的重要程度,并且,路径恢复总时间减少了8.8％.此外,根据本文中提出的虚拟有功负荷构造方法,仿真结果表明当并联电容提供的无功足够时,在黑启动过程中可以明显减小感性负荷对系统电压造成的影响.     

计及暂态电压稳定性的自适应低频减载方案

根据电力系统的频率响应信息,提出一种发生扰动后系统实时不平衡功率的计算方法,补偿电压偏移造成的有功缺额影响. 同时,考虑负荷节点的暂态电压稳定性,制定基于频率响应的自适应低频减载方案. 通过在IEEE-39节点系统进行算例仿真,验证系统功率缺额计算的准确性以及自适应低频减载方案的有效性. 结果表明,该方案可改善低频减载控制中的频率恢复效果,提高系统的电压稳定性.     

基于K-Means和粗糙集神经网络的节点故障诊断

传感器节点通常被随机布撒于环境恶劣甚至无人能及的区域,容易发生各类故障.为了解决此问题,研究了基于K-Means算法和粗糙集神经网络的节点故障诊断方法.首先,采用改进的K-Means算法离散化数据连续属性值;然后,通过粗糙集互信息法对数据属性进行约简,以提高诊断效率;最后,建立三层的BP神经网络故障诊断模型,通过蛙跳算法对权值优化得到最终的故障诊断模型.仿真实验证明文中方法能实现传感器节点故障诊断,且与其他方法相比,具有较高的故障诊断精度和较少的诊断时间.     

基于负荷曲线分段的配电网无功优化策略

针对电网负荷的波动性,采取分时段无功补偿策略对改善电压质量和保证运行经济性具有重要实用价值。首先,基于典型日负荷曲线建立了负荷曲线的优化分段模型。在此基础上基于平均节点电压偏移灵敏度指标和网损灵敏度指标建立了无功补偿点的筛选确定方法,并以平均电压偏移和网损最小为优化目标建立无功补偿优化模型。其次,通过基于分解的多目标优化算法对所建立优化模型分别进行求解,可得出负荷曲线的分段点及每个负荷分段下对应的最优补偿方案。最后,以IEEE 33节点配网系统和实际电网仿真分析,验证了所建立优化策略的可行性和有效性。     

电力系统静态电压稳定与节点阻抗解析

通过一简单两节点系统,证明节点最大功率总是发生在节点负荷等值阻抗模与电源侧等效阻抗模相等的时候,而与负荷的功率因数无关,但负荷的功率因数决定临界功率的大小.分析PV曲线下半支稳定性及其与节点负荷等值阻抗模的关系,指出在以比较节点负荷等值阻抗模与临界阻抗模来判别系统电压稳定性时应考虑节点的负荷特性.