检索结果-内蒙古大学图书馆

电网技术 2023年第10期47卷 4302-4310页

作者：李国庆赵妍辉成龙现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012

交直流混合配电网潮流计算是交直流混合配电网规划和运行调控策略设计的重要基础。为实现对高比例电力电子设备集成的复杂混合配电网的精确潮流计算,提高潮流模型的统一性和普适性,提出基于支路模型的交直流混合配电网统一潮流计算方法... 详细信息

交直流混合配电网潮流计算是交直流混合配电网规划和运行调控策略设计的重要基础。为实现对高比例电力电子设备集成的复杂混合配电网的精确潮流计算,提高潮流模型的统一性和普适性,提出基于支路模型的交直流混合配电网统一潮流计算方法。首先,对混合网络中包含的电压源型变流器(voltage source converter,VSC)和DC/DC变换器的稳态模型进行了详细分析。然后,建立不同场景下任意节点间可能接线方案的支路潮流模型。在此基础上,通过拓展定义网络矩阵,建立混合配电网统一功率平衡方程。进而,根据雅克比矩阵修正,基于牛顿–拉夫逊算法对变流器不同控制方式下的交直流混合配电网潮流进行求解。最后,通过算例分析,并将潮流计算结果与电磁仿真结果进行对比,验证了所提潮流计算模型的正确性和灵活性,并通过改变配电线路R/X比和负荷功率验证了该潮流算法的鲁棒性。

关键词：交直流混合配电网网络矩阵 DC/DC变换器支路潮流模型控制策略潮流计算

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基于统一支路模型的交直流混合配电网潮流优化

基于统一支路模型的交直流混合配电网潮流优化

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作者：赵妍辉东北电力大学

学位级别：硕士

随着环境问题以及能源问题的日益突出,可持续的低碳能源逐渐得到重视和发展,需要积极发展清洁能源来应对环境保护的需要以及能源的需求,因此我国提出要构建以新能源为主体的新型电力系统的伟大远景,其中光伏凭借自身储量大、分布广等优... 详细信息

随着环境问题以及能源问题的日益突出,可持续的低碳能源逐渐得到重视和发展,需要积极发展清洁能源来应对环境保护的需要以及能源的需求,因此我国提出要构建以新能源为主体的新型电力系统的伟大远景,其中光伏凭借自身储量大、分布广等优势,在我国得到迅猛发展。如今,电力电子技术的发展、负荷比例和直流类电源的增加,使得传统的交流配电网向交直流混合配电网转变,可再生能源的并网、负荷的波动、大规模电力电子变换器的接入,使得潮流计算变得困难。潮流计算是交直流混合配电网系统最基础的研究,能够用于系统运行的稳定性分析、可靠性分析、潜在风险分析等。本文针对交直流混合配电网潮流建模无法对任意拓扑进行精确表征,存在场景局限性,且未包含多个直流电压等级的问题,开展了基于支路模型的交直流混合配电网潮流计算的研究;同时,为了能够减小随机性和波动性的光伏和负荷并网之后对系统的影响,本文对考虑源荷不确定性的复杂交直流混合配电网潮流进行优化,以保证系统安全稳定运行。本文的主要研究内容如下:首先,进行电力电子变换器稳态建模,通过分析电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的稳态特性,建立VSC不同控制策略下的稳态模型,同时,类比传统交流配电网中对双绕组变压器的处理方法,为不同拓扑的DC/DC变换器建立不同控制策略下的稳态模型。其次,提出基于统一支路模型的交直流混合配电网潮流计算,建立不同场景下交直流混合配电网任意节点间可能接线方案的支路潮流模型,在此基础上,通过拓展定义网络矩阵,建立了交直流混合配电网统一支路功率平衡方程。通过雅克比矩阵的修正,提出考虑变流器不同控制策略基于牛顿-拉夫逊法统一迭代的交直流混合配电网潮流求解算法,并在不同场景下验证了所提模型和算法的精确性和鲁棒性。最后,提出基于带精英策略的快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网潮流优化方法。建立了考虑系统经济性和可靠性的多目标优化模型,即考虑网络损耗最小和系统电压偏移量最小,运用NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解,同时利用最大满意度对Pareto解集求取最优折中解,并详细论述了模型求解的方法和过程。为了研究光伏和负荷的随机性和波动性对系统的影响,利用不同场景下的算例进行分析,验证了所提模型和算法的正确性和有效性。

关键词：交直流混合配电网支路潮流模型潮流优化拓展网络矩阵源-荷不确定性 NSGA-Ⅱ

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基于二阶锥优化的含有载调压变压器主动配电网最优潮流

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电力系统自动化 2015年第19期39卷 40-47页

作者：刘斌刘锋梅生伟张雪敏清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084

随着分布式电源接入,配电网变为具有一定可控性的主动配电网,其优化运行本质上为包含多种离散可调设备的最优潮流问题。因模型的非凸、非线性,该类问题的高效求解方法仍是研究的热点和难点。有载调压变压器(OLTC)是主动配电网的重要可... 详细信息

随着分布式电源接入,配电网变为具有一定可控性的主动配电网,其优化运行本质上为包含多种离散可调设备的最优潮流问题。因模型的非凸、非线性,该类问题的高效求解方法仍是研究的热点和难点。有载调压变压器(OLTC)是主动配电网的重要可调设备,其策略对系统运行特性,尤其是电压水平会产生显著影响,故研究含OLTC的主动配电网最优潮流及其高效求解方法是十分必要的。基于支路潮流模型,文中构建了含OLTC的主动配电网最优潮流模型,提出了一种基于分段线性化技术的OLTC精确线性化建模方法,并论证了二阶锥松弛法在求解所构建最优潮流模型上的适用性。基于修订的IEEE系统的算例分析验证了所提出OLTC建模方法的有效性及二阶锥松弛法在求解含OLTC的主动配电网最优潮流问题上的高效性。

关键词：主动配电网有载调压变压器最优潮流分段线性化二阶锥松弛支路潮流模型

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基于静态安全域的交直流混联大电网关键线路辨识

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电力系统保护与控制 2020年第22期48卷 165-172页

作者：辛建波杨程祥舒展周博姚伟谌艳红文劲宇国网江西省电力有限公司江西南昌330077 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北武汉430074 国网江西省电力有限公司电力科学研究院江西南昌330096

特高压直流输电系统的相继投运导致电力系统运行特性改变,交直流混联大电网的薄弱环节将出现变化。为辨识出交直流混联电网中的关键线路,避免大停电事故的发生,提出一种基于静态安全域的交直流混联电网关键线路辨识方法。采用静态安全... 详细信息

特高压直流输电系统的相继投运导致电力系统运行特性改变,交直流混联大电网的薄弱环节将出现变化。为辨识出交直流混联电网中的关键线路,避免大停电事故的发生,提出一种基于静态安全域的交直流混联电网关键线路辨识方法。采用静态安全域分析方法构建交直流混联电力系统的静态安全域,考虑交流线路潮流越限与直流逆变站闭锁判据,结合支路潮流模型,提出适用于交直流混联电力系统的静态安全裕度计算方法。以静态安全裕度为指标,给出交直流混联电力系统的关键线路辨识流程。最后使用江西电网实际电力系统进行仿真分析,结果验证了所提方法的合理性和有效性。

关键词：交直流混联电力系统关键线路辨识支路潮流模型静态安全域潮流越限直流闭锁

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基于拉格朗日对偶松弛的多区域柔性直流互联电网无功优化

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电力系统自动化 2019年第11期43卷 68-76页

作者：罗天汪可友李国杰罗金山周烨电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 国网经济技术研究院有限公司北京市102209

现有方法对互联后的电网进行无功优化时难以满足大规模电网实时计算、快速反应的需要,并且面临全网数据收集的难题。为了解决上述问题,采用分解协调算法的思想,提出一种基于拉格朗日对偶松弛的多区域柔性直流互联电网无功优化方法。首... 详细信息

现有方法对互联后的电网进行无功优化时难以满足大规模电网实时计算、快速反应的需要,并且面临全网数据收集的难题。为了解决上述问题,采用分解协调算法的思想,提出一种基于拉格朗日对偶松弛的多区域柔性直流互联电网无功优化方法。首先根据支路潮流模型,利用二阶锥松弛和二次旋转锥松弛方法建立了多区域柔性直流互联电网的集中式无功优化模型。然后利用拉格朗日对偶松弛理论在集中式优化模型的基础上,提出了可以并行计算的多区域柔性直流互联电网无功优化方法。通过算例计算,验证了所提算法的有效性和正确性。此外,还对比分析了所述的分解协调算法和基于交替方向乘子法(ADMM)的分布式优化算法的计算结果,证明所用算法在计算时间上更具优势。

关键词：多区域柔性直流互联电网无功优化拉格朗日对偶松弛支路潮流模型分解协调算法

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主动配电网分布式无功优化控制方法

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电网技术 2018年第1期42卷 230-237页

作者：梁俊文林舜江刘明波华南理工大学电力学院

随着配电网中分布式电源的渗透率不断提高,配电网运行和控制面临诸多新挑战。集中式控制的成本高、通信要求高、可靠性差,不适应主动配电网的实际需求。基于分区协调控制和凸优化的思想,提出了一种主动配电网分布式无功优化控制方法。... 详细信息

随着配电网中分布式电源的渗透率不断提高,配电网运行和控制面临诸多新挑战。集中式控制的成本高、通信要求高、可靠性差,不适应主动配电网的实际需求。基于分区协调控制和凸优化的思想,提出了一种主动配电网分布式无功优化控制方法。此方法以网络有功损耗为目标函数,考虑配电网潮流方程约束、各节点电压上下限约束和分布式电源无功出力上下限约束。以简化的支路潮流方程将非凸的无功优化控制问题转化成凸二次规划问题,以物理分区的形式对凸二次规划问题进行分布式计算求解。每个控制区域都配有一个独立的控制器,每个控制器仅对所控制区域数据进行测量,并且只收集相邻控制器的边界协调信息,采用同步型交替方向乘子法进行分布式优化计算,得到各区域分布式电源的无功优化控制策略。最后以IEEE 33和IEEE 69系统为例,仿真计算结果验证了该方法的正确性和有效性。

关键词：无功优化控制分布式控制支路潮流模型分区协调优化交替方向乘子算法

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基于混合整数二阶锥规划的主动配电网最优潮流研究

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电测与仪表 2023年第5期60卷 139-144页

作者：彭月熊炜袁旭峰邹晓松帅双旭赵真贵州大学电气工程学院贵阳550025

最优潮流是一个非线性优化问题,其具有复杂繁琐、维数高、约束多以及变量多的特性。将其应用于主动配电网也是当下研究热点。文章建立了使主动配电网有功损耗最小的最优潮流模型;考虑配电网可控单元和开关状态,采用改进后的辐射状约束... 详细信息

最优潮流是一个非线性优化问题,其具有复杂繁琐、维数高、约束多以及变量多的特性。将其应用于主动配电网也是当下研究热点。文章建立了使主动配电网有功损耗最小的最优潮流模型;考虑配电网可控单元和开关状态,采用改进后的辐射状约束与潮流约束进行变换,合理松弛后变为二阶锥约束,建立混合整数二阶锥规划模型。采用Yalmip工具包进行建模,调用Gurobi商用算法包对其进行求解计算;通过算例对采用粒子群算法与采用混合整数二阶锥规划方法的计算结果进行对比分析,结果证明混合整数二阶锥方法更适用于主动配电网,验证了该方法的高效性和稳定性。

关键词：配电网最优潮流有功损耗支路潮流模型二阶锥松弛

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基于线性化潮流模型的配电网电压无功控制策略

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电测与仪表 2024年第4期61卷 41-47页

作者：杜晓东李晓明韩思宁李安昌詹祥澎杨军国网河北省电力有限公司电力科学研究院石家庄050000 武汉大学电气与自动化学院武汉430072

针对现有基于二阶锥松弛的电压无功控制模型无法以电压波动为目标且求解速度较慢等问题,文中提出了一种基于线性化潮流模型的配电网电压无功控制策略。基于支路潮流方程建立了包含有载调压分接头、电容器组和光伏逆变器等调控手段的电... 详细信息

针对现有基于二阶锥松弛的电压无功控制模型无法以电压波动为目标且求解速度较慢等问题,文中提出了一种基于线性化潮流模型的配电网电压无功控制策略。基于支路潮流方程建立了包含有载调压分接头、电容器组和光伏逆变器等调控手段的电压无功控制模型,并将其离散变量松弛为连续变量,以形成二阶锥规划。进一步以二阶锥规划所得结果为基准点构造线性化潮流模型,并以电压波动最小为目标,将连续变量还原为离散变量。最后基于改进的IEEE-33节点测试系统进行了仿真,仿真结果表明所提出的线性化潮流模型具有较高的精度和更快的求解速度,能够适用于配电网实时电压无功控制。

关键词：主动配电网电压无功控制二阶锥松弛线性化潮流支路潮流模型

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计及分布式电源接入的配电网重构

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电测与仪表 2019年第7期56卷 89-94页

作者：徐玉韬谈竹奎袁旭峰谢百明陈玉峰吴恒贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵阳550002 北京四方继保自动化股份有限公司北京100085

分布式电源的接入使得配电网重构需要考虑更多的安全因素。基于配电网支路潮流模型,建立以重构周期内网络有功损最低,以满足分布式电源接入下网络运行安全为约束的配电网重构。为有效求解该重构数学模型,利用凸松弛方法将原问题中二次... 详细信息

分布式电源的接入使得配电网重构需要考虑更多的安全因素。基于配电网支路潮流模型,建立以重构周期内网络有功损最低,以满足分布式电源接入下网络运行安全为约束的配电网重构。为有效求解该重构数学模型,利用凸松弛方法将原问题中二次项进行松弛,使之形成混合整数二阶锥规划形式,从而可利用YALMIP商业软件进行高效求解。最后,通过改进的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,并与现有基于粒子群算法及启发式算法的配电网重构方法进行对比,结果表明基于凸优化技术的重构结果不仅能够有效避免算法陷于局部最优,而且稳定性好、计算效率高。

关键词：分布式电源配电网重构支路潮流模型凸优化混合整数二阶锥

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基于二阶锥规划的主动配电网最优潮流计算

基于二阶锥规划的主动配电网最优潮流计算

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作者：李成豪南昌大学

学位级别：硕士

随着大量分布式电源的接入和配电自动化水平的提高,传统配电网快速向能够进行主动控制和管理的主动配电网发展,配电网中可控元件增加。通过合理调度各级主动元件可以有效降低配电网有功网损和提高可靠性,实现配电网最优潮流分布。最优... 详细信息

随着大量分布式电源的接入和配电自动化水平的提高,传统配电网快速向能够进行主动控制和管理的主动配电网发展,配电网中可控元件增加。通过合理调度各级主动元件可以有效降低配电网有功网损和提高可靠性,实现配电网最优潮流分布。最优潮流作为分析潮流最优分配的经典工具,能够全面统筹系统的经济性和安全性,在电力系统中得到了广泛的应用,但相对于输电网,配电网最优潮流缺少行之有效的计算方法,而可控元件模型的加入及分布式电源的不确定性的因素更加大了配电网最优潮流的计算难度。为此,在主动配电网背景下探索更准确高效的配电网最优潮流计算方法是非常必要的。配电网的结构参数特性及可控元件及分布式电源的接入给配电网最优潮流计算带来了许多难题:一是配电网最优潮流模型的非凸非线性导致其难以高效精确求解。二是电容器等离散变量加大了计算难度,三是新型可控元件需要相应的精确化建模,四是负荷和分布式电源出力的不确定性导致含分布式电源的最优潮流问题需要采用合理的不确定性计算方法。针对问题一,本文基于支路潮流模型和二阶锥规划理论,引入了配电网二阶锥规划最优潮流模型,该方法以支路潮流模型为基础,通过相角松弛和二阶锥松弛将本属于非凸非线性规划的配电最优潮流模型转化为二阶锥规划模型,该模型可通过凸优化算法包高效求解且能获得全局最优解。对于含电容器等离散变量的最优潮流问题,在Lp范数球和布尔编码等理论的基础上,建立了基于Lp-box的整数规划模型,并基于L1-box和二阶锥松弛方法建立含分布式电源及多种可控元件的主动配电网最优潮流模型,该模型采用约束替代变量以及二阶锥松弛方法将原模型转化为只含连续变量的二阶锥规划。采用Gurobi等商用算法包对松弛后的模型进行求解,采用修订的IEEE33节点系统和P&G69节点系统验证了所提方法的准确性与有效性。引入了一种新型可控元件—潮流路由器,将其应用于配电网,建立了潮流路由器的数学模型,提出了一种适用于配电网的含潮流路由器的改进支路潮流模型,并基于此建立了含潮流路由器的配电网最优潮流模型。对模型进行二阶锥松弛,采用Gurobi等商用算法包对松弛后的模型进行求解。针对负荷和分布式电源出力的不确定性,提出了一种拉丁超立方抽样和二阶锥规划相结合的概率最优潮流求解方法。采用修订的IEEE33节点系统验证了所提方法的准确性与有效性。

关键词：主动配电网二阶锥规划混合整数规划支路潮流模型最优潮流概率最优潮流拉丁超立方抽样法布尔编码 Lp范数球箱式约束

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