含电压不可行节点的受端电网动态无功优化方法
王强钢，雷超，李勇，周念成，朱继忠
DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.161985
01
导语
在迎峰度夏（冬）期间，城市受端电网全网负荷长期处于高位运行，220kV、110kV 变电站主变过负荷会引起主变有载调压闭锁，再加上110kV 站端无功补偿电容器检修或配置容量不足，将直接导致多个110kV 变电站10kV 母线出现低电压问题，严重时将恶化为电压不可行节点。
当系统出现电压可不行节点时，常规动态无功优化模型将因无法满足节点电压幅值安全约束而失效。由此，亟需建立含电压不可行节点的动态无功优化模型。
02
研究（项目）背景
城市地区电网规模较大，用电负荷密度较高，在迎峰度夏（冬）期间会出现受端电网重载或者无功补偿严重不足的情况，导致多个110kV 变电站10kV 母线出现低电压问题，甚至进一步恶化至静态电压失稳，给电网稳定运行带来威胁。
03
论文所解决的问题及意义
本文解决了受端电网出现电压不可行节点时常规动态无功优化模型因无法满足电压幅值安全约束而失效的问题，有效减少了电网电压越下限节点数和缓解了电压越限程度，降低了可行时区段内全网有功损耗，对保障电网安全经济运行具有重要意义。
04
论文方法及创新点
√ 提出了系统无功补偿节点基本概念。系统无功补偿节点是指没有接入负荷且低压母线仅接入无功补偿电容器的变电站节点，该节点能够对电网返送无功，为系统提供无功支撑，优化时可牺牲其电压安全来解决负荷侧电压不可行节点的越下限问题。
√ 建立了不可行时段簇的动态无功优化模型。以是否出现电压不可行节点为依据，将全天所有时段划分为可行时段簇和不可行时段簇。可行时段簇的动态无功优化模型与常规动态无功优化模型基本一致，不可行时段簇的动态无功优化模型包含两个子模型：①电压控制站的动态电压控制模型；②降损控制区的动态无功优化模型。
√ 提出了以不可行时段簇为中心的协调策略。首先求解不可行时段簇动态无功优化模型，然后根据其边界时段的主变档位调节方案，向相邻可行时段簇扩展，形成新的主变电压比档位上、下限约束，更新电容投切次数与主变档位调节次数限制的动态约束，最后对可行时段簇采用常规动态无功优化模型进行求解。
05
结论
本文所建含电压不可行节点的动态无功优化模型是常规动态无功优化模型的延展，为受端电网重载或者无功补偿严重不足情况下的低电压问题提供了有效的工程解决途径。
王强钢, 雷超, 李勇, 周念成, 朱继忠. 含电压不可行节点的受端电网动态无功优化方法[J]. 电工技术学报, 2018, 33(5): 1096-1105.
Wang Qianggang, Lei Chao, Li Yong, Zhou Niancheng, Zhu Jizhong. A Dynamic Reactive Power Optimization Method of Receiving Power System Containing Infeasible Buses with Violated Voltage Constraint[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2018, 33(5): 1096-1105.
团队介绍
新能源电力系统安全分析与控制团队，由输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)副主任熊小伏教授担任负责人，包括10名教师和60余名研究生。主要围绕智能电网从事相关基础理论及应用研究，先后主持国家自然科学基金面上项目4项，承担或已完成国家及省部级项目10余项，发表SCI论文30余篇、EI论文80余篇，获得发明专利40余项。
王强钢(1987)，男，博士，讲师。从事新能源发电、主动配电网和微网建模分析和运行控制的教学和研究工作。2015年11月至2017年3月在新加坡南洋理工大学做Research Fellow，参加NTU-JTC工业基础设施创新中心的“海底地下配电站在线监测控制系统”等研究项目，目前主持国家自然科学基金项目、重庆市自然科学基金项目等省部级及横向科技项目7项。至今已发表SCI/EI期刊论文40余篇，入选F5000论文1篇，获授权发明专利6项、申请4项。
雷超(1987)，男，工程师，主要研究方向为电力系统优化调度运行与控制。
李勇(1986)，男，博士，工程师，主要从事电网系统运行、方式计划工作及电力系统可靠性、电力系统脆弱性与电力系统安全稳定研究。
周念成(1969)，男，博士，教授，博士生导师，主要从事电力系统自动化、电能质量方面的教学和研究工作。目前，承担或已完成国家及省部级项目5项，获得教育部自然科学二等奖1项，发表论文70余篇，获得授权发明专利7项，合作编写英文书籍1本。
朱继忠(1966)，男，博士，教授，南方电网科研院高级技术专家，主要研究方向为电力系统分析运行与控制、电力市场、智能电网和可再生能源应用。