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基于改进混合蛙跳-K均值聚类算法的无功电压控制分区

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传感器与微系统 2013年第6期32卷 18-21页

作者：王联国韩晓慧宋磊甘肃农业大学信息科学技术学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学工学院甘肃兰州730070

针对无功电压控制分区的特点,并借鉴聚类算法思想,提出一种基于改进混合蛙跳-K均值聚类算法的无功电压控制分区。依据无功源控制的思想,以电网中的节点为分类对象,每个无功源对其控制作用构成这个对象的特征指标,将系统各节点映射到一... 详细信息

针对无功电压控制分区的特点,并借鉴聚类算法思想,提出一种基于改进混合蛙跳-K均值聚类算法的无功电压控制分区。依据无功源控制的思想,以电网中的节点为分类对象,每个无功源对其控制作用构成这个对象的特征指标,将系统各节点映射到一个多维空间中,在此基础上通过改进混合蛙跳-K均值聚类算法得出被控节点所在的分区号,最后通过发电机节点归并原则确定发电机节点的分区。应用所述方法对IEEE 39节点系统进行了分析计算,分区结果与其它算法结果进行了比较,验证所提出的算法的准确性和可行性。

关键词：聚类分析混合蛙跳算法 K均值算法电力系统无功电压控制分区

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含风电电网无功电压控制分区方法研究

含风电电网无功电压控制分区方法研究

作者：王琬华北电力大学

学位级别：硕士

现代电力系统中,电压稳定性问题日益突出。与此同时大规模风电接入对系统电压稳定运行和控制造成了不可忽视的负面影响。因此,对风电接入系统电压无功控制问题的研究意义重大。本文首先考虑软三级无功电压控制在线分区的要求,构造包含... 详细信息

现代电力系统中,电压稳定性问题日益突出。与此同时大规模风电接入对系统电压稳定运行和控制造成了不可忽视的负面影响。因此,对风电接入系统电压无功控制问题的研究意义重大。本文首先考虑软三级无功电压控制在线分区的要求,构造包含系统内风电场节点、电源和负荷节点间电压无功耦合信息的灵敏度矩阵,进一步基于该矩阵求得电气距离矩阵;建立以区内节点间电气耦合最紧密为优化目标,满足区域内部连通性和无功储备约束的分区模型,利用结合向上分级合并思想的改进遗传算法实现最佳分区方案的求解以及区域主导节点的选择;其次提出含风电电网无功电压控制分区中风电场的处理方法,引入短期风电功率预测技术,利用小波变换和BP神经网络相结合的方法建立预测模型,并以其预测结果作为系统基态潮流计算参数;通过修正潮流雅克比矩阵来计算满足异步风机自身约束的系统潮流,得到含风电场的潮流雅克比矩阵,应用于计算全节点电压无功灵敏度矩阵,综合形成考虑风电接入的电网无功／电压控制分区方法。本文所提出的分区方法考虑了风电的不确定性,并且能够实现电源节点和负荷节点同步参与动态分区过程。此外无需事先确定分区个数,算法可以依据适应度值选取出最佳分区个数及方案。本文算法搜索空间小,计算效率高,且分区结果满足子区域内部连通性的要求,克服了传统方法需要人工干涉、计算效率低等缺陷。采用Matlab编程实现对IEEE39节点系统仿真分区计算,并对分区结果进行电气耦合性验证。算例结果表明,本文提出的分区方法具有一定的合理性和有效性。

关键词：风电场无功电压控制分区短期风功率预测遗传算法

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电力系统无功电压控制分区研究综述

电工电气 2018年第3期 1-6,28页

作者：张艳艳广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523008

将电网划分成若干个子区域进行控制,可以节省计算时间,提升控制效率和效果,改善电压稳定性,防止电压崩溃。介绍了无功电压控制分区概念、电网分区原则及无功电压控制分区方式和方法。从基于灵敏度电气距离采用启发式方法、聚类方法分区... 详细信息

将电网划分成若干个子区域进行控制,可以节省计算时间,提升控制效率和效果,改善电压稳定性,防止电压崩溃。介绍了无功电压控制分区概念、电网分区原则及无功电压控制分区方式和方法。从基于灵敏度电气距离采用启发式方法、聚类方法分区,基于复杂网络理论的分区等方面对现有的分区方法研究进行综述,阐述了各种方法的优缺点,并指出了未来研究及发展方向。

关键词：电力系统无功电压控制无功电压控制分区分区方法

基于多种群遗传改进FCM的无功/电压控制分区

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电测与仪表 2015年第7期52卷 71-75页

作者：张杭丁晓群邓吉祥何健河海大学能源与电气学院南京211100

为充分考虑网架结构和各无功源的共同作用,提出一种新的电气距离计算方法。依据各节点间无功电压摄动变化关系和节点关联矩阵将系统各节点映射到一个n维空间中,在节点间构建一种新的电气距离。针对一般无功/电压控制分区方法不稳定的问... 详细信息

为充分考虑网架结构和各无功源的共同作用,提出一种新的电气距离计算方法。依据各节点间无功电压摄动变化关系和节点关联矩阵将系统各节点映射到一个n维空间中,在节点间构建一种新的电气距离。针对一般无功/电压控制分区方法不稳定的问题,提出多种群遗传算法改进模糊C均值聚类的无功/电压控制分区算法,然后将其分别运用于IEEE 30和118节点算例,并把分区结果与文献结论进行分析和比较,验证了该算法的准确性和有效性。

关键词：无功电压控制分区摄动分析新电气距离多种群改进FCM

计及分区动态无功储备的无功电压控制模型与方法

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电力自动化设备 2015年第5期35卷 100-105页

作者：赵晋泉居俐洁罗卫华赵军河海大学教育部可再生能源发电技术研究中心江苏南京210098 国网辽宁省电力有限公司调度控制中心.辽宁沈阳110006

当前电网无功电压自动控制算法未能很好地提高系统电压稳定性。以电压控制分区动态无功储备作为系统电压稳定性的量度,提出一种无功电压控制优化模型。通过计算各分区关键节点的电压-无功曲线得到无功源的有效无功储备,以故障下无功源... 详细信息

当前电网无功电压自动控制算法未能很好地提高系统电压稳定性。以电压控制分区动态无功储备作为系统电压稳定性的量度,提出一种无功电压控制优化模型。通过计算各分区关键节点的电压-无功曲线得到无功源的有效无功储备,以故障下无功源出力的最大变化量作为各分区最小无功储备,将分区动态无功储备作为目标函数和约束条件加入优化模型中,以达到在保证电压稳定裕度的同时减少系统有功网损和实现电压控制的目的。IEEE 118节点系统的仿真结果和在某实际电网自动电压控制系统中的应用表明,所提出的模型与方法是有效的。

关键词：无功电压控制电压控制电压稳定稳定性无功电压控制分区无功储备模型

基于能量信息加权复杂网络的社区挖掘电压控制分区

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电力系统保护与控制 2012年第16期40卷 59-64页

作者：白云李华强黄昭蒙林茂君李扬四川大学电气信息学院智能电网四川省重点实验室四川成都610065

首先基于静态能量函数法,构建了一种改进后的支路无功势能数学模型。从支路能量信息出发,结合复杂网络理论,提出了量化无功势能的线路权重系数。其次,针对电压控制问题,建立了基于支路无功势能的电网加权拓扑模型。然后,利用社区网挖掘... 详细信息

首先基于静态能量函数法,构建了一种改进后的支路无功势能数学模型。从支路能量信息出发,结合复杂网络理论,提出了量化无功势能的线路权重系数。其次,针对电压控制问题,建立了基于支路无功势能的电网加权拓扑模型。然后,利用社区网挖掘的分区理论,采用最大线路介数法对该加权拓扑网络进行电压区域划分。最后,通过IEEE30节点系统对此方法进行仿真,并将所得分区结果与其他方法进行分析比较,结果表明该方法有效、可行。

关键词：能量信息支路无功势能复杂网络理论社区网挖掘无功电压控制分区

考虑弱耦合关系的全维灵敏度矩阵快速VCA方法

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电测与仪表 2022年第1期59卷 69-76页

作者：李英量王康王德明朱豪武晓朦西安石油大学电子工程学院西安710065

传统电压控制区域(Voltage Control Area,VCA)划分中,先进行负荷节点分区,后利用灵敏度方法实现人工PV节点归并的过程较为繁复,为此文中提出了一种包含无功源节点的快速VCA划分方法。该方法通过节点类型转变的思想,在传统负荷节点的灵... 详细信息

传统电压控制区域(Voltage Control Area,VCA)划分中,先进行负荷节点分区,后利用灵敏度方法实现人工PV节点归并的过程较为繁复,为此文中提出了一种包含无功源节点的快速VCA划分方法。该方法通过节点类型转变的思想,在传统负荷节点的灵敏度矩阵中加入无功源节点的灵敏度元素,从而构建全维灵敏度矩阵;在考虑雅可比子矩阵中功率和电压弱耦合关系的基础上,对传统灵敏度矩阵结构进行修改,更准确地体现了节点之间电气联系的紧密程度,增强了分区结果的合理性;通过凝聚的层次聚类方法得到了包含无功源节点的全网分区结果。文中所提新方法简化了分区的计算步骤,在实现无功源节点与负荷节点同步分区的同时优化了传统PV节点的归并过程。通过对IEEE9节点、IEEE39节点系统的仿真实验,佐证了所提分区方法的有效性。

关键词：无功电压控制分区弱耦合关系凝聚的层次聚类全维灵敏度矩阵电气距离

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风电接入下二级电压控制的相关研究

风电接入下二级电压控制的相关研究

作者：周琼山东大学

学位级别：硕士

由法国EDF提出的三级电压控制模式在多国电网电压控制中得到应用,并取得良好效果。随着电力系统的发展,系统供电区域之间联系愈加紧密,导致其规模越来越大,增加了电压控制复杂度。同时风电等可再生能源大规模接入,使得系统状态频繁波动... 详细信息

由法国EDF提出的三级电压控制模式在多国电网电压控制中得到应用,并取得良好效果。随着电力系统的发展,系统供电区域之间联系愈加紧密,导致其规模越来越大,增加了电压控制复杂度。同时风电等可再生能源大规模接入,使得系统状态频繁波动,给传统三级电压控制的实施带来挑战,其控制效果也难以满足要求。大电网分区控制和主导节点控制的分解协调机制仍是解决新形势下电压控制问题的有效技术,分区控制符合无功功率适宜就近平衡的电气特性,同时可以降低控制规模,主导节点选择是降低控制维度的有效方式。但是面对大规模风电接入的新形势,有必要寻求分区和主导节点控制实施新的模式与方法,以适应新形势给系统带来的变化。为此,本文研究了大规模风电接入下大电网的分区、主导节点选择等问题,并以此为基础提出改进的电压控制模式以及相应的控制策略,从而提高新形势下大电网电压控制的效果。本文着重对新形势下大电网的分区和主导节点选择问题进行了研究。针对分区问题,提出了一种考虑风电接入影响的电气距离定义方式,引入可以客观确定分区数目的先进聚类算法,在此基础上完成全网PQ节点分区,并通过定义PV节点区域电压调控灵敏度,完成PV节点分区。最后按照无功电压控制分区要求定义量化评估指标,对分区结果进行量化评估。针对新形势下的主导节点选择问题,基于所提考虑风电接入影响的分区方法,提出了一种快速主导节点选择方法,为后续实现实现主导节点动态更新从根本上解决风电接入带来的波动性问题奠定理论基础。为突破传统离线大规模寻优的主导节点选择方法计算量极大的局限性,从聚类视角出发提出获取主导节点的新方法。以分区为作为主导节点选择论域,通过合理选取聚类特征量使得聚类中心具有主导节点的电压代表特性,从而基于聚类直接获取主导节点。同时引入较新的快速聚类算法,并通过灵敏度计算快速获取聚类特征向量,以降低主导节点选择时间,实现主导节点快速选择。最后,基于所提分区和主导节点快速选择方法,改进了传统的分级电压控制模式,提出在各三级电压控制周期初始时进行主导节点动态调整,该周期内的二级电压控制目标函数及相应约束条件实现相应的动态更新,使得电压控制目标跟随系统状态变化,从根本上解决风电大规模接入带来的波动性问题,保证实时较好的电压控制效果。本文提出的分区和主导节点选择方法,能够有效解决风电大规模接入给大电网电压控制带来的影响,基于此改进的分级电压控制模式,能很好地改善电压控制效果,降低系统网损,可以为新形势下的大电网无功电压控制提供辅助参考。

关键词：风电接入无功电压控制分区主导节点分级电压控制聚类算法

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含风电场的电力系统静态电压稳定性分析

含风电场的电力系统静态电压稳定性分析

作者：李亚婷燕山大学

学位级别：硕士

随着能源危机和环境受污染破坏的形势日益严峻,开发利用可再生清洁新能源成为当今世界各国一致研究的重点。其中,风能的取之不尽、用之不竭和干净的优点,使得风能资源得到各国重视。风电在电力系统容量中所占比例也日益增加,但风电的随... 详细信息

随着能源危机和环境受污染破坏的形势日益严峻,开发利用可再生清洁新能源成为当今世界各国一致研究的重点。其中,风能的取之不尽、用之不竭和干净的优点,使得风能资源得到各国重视。风电在电力系统容量中所占比例也日益增加,但风电的随机性和系统对无功功率的需求,也使得电力系统的电压稳定性问题更加突出。兼顾风电的随机性,分析含风电场的电力系统电压稳定性,对掌握系统运行电压稳定性强弱程度、预防系统电压崩溃和很好地监控系统电压极其重要。故本文在考虑风电随机性下,展开对系统静态电压稳定性概率辨识评估,并结合遗传算法,提出合理的含风电场的电力系统无功/电压控制分区方法,最后基于静态电压稳定指标L,对风电场注入功率期望场景下的最佳分区,进行各分区无功源补偿节点的最佳选择。主要内容如下:基于含风电场的电力系统潮流计算模型,分析风电场注入节点功率与系统节点静态电压稳定性指标之间的电气联系,结合风电场注入有功功率随机性分布计算,分析风电场注入功率的随机性对系统各负荷节点的静态电压稳定指标的影响,并对系统的静态电压稳定性做出概率评估,为系统安全稳定运行提供准确信息。对系统进行合理的无功/电压控制分区。因传统灵敏度矩阵信息不全面,而导致对电源节点与负荷节点之间彼此电气联系的忽略,因此建立全维节点电压/无功灵敏度综合矩阵。在此基础上,使用遗传算法,结合向上归类合并的无功/电压控制分区思想,对含风电场电力系统进行无功/电压控制分区。针对风电随机性与系统无功/电压控制分区力求稳定之间矛盾,引入比例适应度概念,合理处理风电场因素,并通过仿真结果进行合理性验证。基于静态电压稳定指标L,对风电场注入功率期望场景下的最佳无功/电压控制分区,进行各分区无功源补偿节点的最佳选择,并对仿真结果进行有效性验证。

关键词： L指标风电场静态电压稳定无功电压控制分区遗传算法