摘要：研究了含新能源并网的无功电力市场问题，针对输出功率随机性使得确定场景下得到的优化解不完全适用于其他场景这一现象，使用多场景模拟新能源出力的随机性，提出了基于预测误差的场景生成与场景消除技术，建立了基于场景的无功综合效益联合优化模型，并采用内点法进行求解。通过改进的IEEE14节点和IEEE118节点系统的仿真计算，表明基于场景的无功综合效益联合优化模型可以较好地处理风电场的随机性问题。
关键词：新能源；电力市场；电网；无功优化；分析
1导言
在地区电网动态运行中，电力企业要多层次深入剖析电压无功优化方面存在的问题，采取多样化控制手段，实时完善电网系统，提高电压无功优化层次。以此，促使电网运行中电压稳定，实现高效供电，有效满足地区在用电方面的客观需求，推动地区经济稳步发展。
2无功优化问题
当下，在电力事业发展过程中，部分地区仍然将分散式调整方式作用到电网电压无功优化控制中，借助电压无功调节装置，自动调节电网运行中电压无功，无法实时调控地区电网所有电站变压器、电容器等电压，也就是说，无法从根本上将地区电网损耗降到最低。由于地区日发电计划并不相同，电压无功优化平衡控制不到位，导致地区电网无功电源点缺乏，电网运行过程中电压不具有较好的稳定性。同时动态无功优化、负荷变化等问题也日渐显现，对电网系统运行中的电压造成了不同程度的影响，导致电网运行过程中电压不具有较好的稳定性，降低了电网电压传输质量以及电网运行经济效益。针对这种情况，地区电力企业必须全面、深入分析电压无功优化问题，确保电网电压稳定，运行中的电网有着较高的效益。
3电网电压无功优化
3.1无功优化
在解决电压无功优化问题中，电力企业需要从不同方面入手深层次了解地区电网运行情况，科学开展电压无功优化工作。电力企业要科学选择补偿节点，合理绘制地区整个电网结构图，借助可行的中枢节点，动态控制电网附近节点电压，再巧用集中与分散相结合的方式。在此过程中，电力企业需要合理优化计算地区电网无功潮流，明确电网具体运行方式以及对应补偿节点，包括电压无功补偿方式、补偿容量。此外，电力企业要从地区电网实际运行情况出发，科学制定电网电压无功优化各个阶段目标，科学适宜的无功优化控制系统。电力企业要采取可行的方法手段，科学构建该控制系统以及模块，有着较高的安全性、稳定性，加大地区电网电压无功优化控制力度，最大化提高地区电网电压稳定运行层次，降低电网运行中损耗率，实现最大化的经济效益。
3.2电网电压无功优化控制系统
在地区电网系统运行过程中，电力企业要坚持具体问题具体分析原则，明确无功优化目标，科学制定无功优化方案，灵活应用可行的技术手段，科学构建分布式电压无功优化控制系统，全方位协调控制地区电网电压，为降低电网能耗提供有利保障。在构建分布式电压无功化控制系统中，电力企业要坚持具体的原则，科学构建主站系统，使其可以处于高效运行状态。
4构建主站系统
电力企业要注重三级控制的实现，巧用现代化信息技术手段，结合地区电网电压无功优化具体情况，科学构建系统相关模块，比如，电压负荷预测、电压无功优化计算，以电网母线有功以及无功负荷曲线为媒介，高效控制地区电网系统运行过程中各个节点电压，确保电网系统运行中电压始终在规定范围内，电网有功损耗降到最低。随后，电力企业要优化计算主网电压无功优化，对相关的边界点电压赋予合理的子网根节点，再合理化优化对应的子网。构建的主站系统会自动接收到各个子站电压无功优化信息数据，科学整理、分析的基础上将新边界功率作为对应的负荷，自动对其进行优化计算，在重复迭代作用下，确保电网系统电压符合规定的收敛条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在此过程中，电力企业要根据主站系统、子站系统之间的关系，深化构建的主站系统以及模块，使其和子站系统相互作用过程中可以顺利实现无功协调，在全局最优条件作用下，运行中的电网主站系统能够为子站系统设定合理化的电压无功优化数值，促使地区整个电网电压有着较高的稳定性，运行中的损耗也能有效降低。
5馈线电压无功控制系统与通信子系统
在地区电网运行过程中，电力企业要根据分布式电压无功控制系统的主站系统运行情况，科学构建馈线电压无功控制子系统，运行过程中能够顺利实现一级控制，随时接收来变电站子站系统各方面控制命令，比如，线路集中补偿，加强地区馈线电压无功优化。在此基础上，电力企业要科学构建通信子系统，巧用调度以及馈线自动化系统作用下的通信通道，促使构建的主站系统以及各个子系统之间可以随时不受时空限制，及时传输海量的信息数据，高效实现通信。其中的主网通信子系统、子网通信系统可以分别借助光纤网方式、无线方式顺利实现通信。进而，促使构建的分布式电压无功优化控制系统处于高效运行中，自动化调控的基础上，从源头上科学解决地区电网运行过程中电压无功优化问题。
6算例
6.1IEEE14
节点系统下面以IEEE14节点系统为例，使用提出的无功优化模型进行仿真研究。设发电机额定功率因数为0.9，无功损耗成本为10元/Mvar•h，进相运行时吸收无功成本为20元/Mvar•h，机会成本为15元/Mvar•h，无功供给商必须提供发电机无功容量信息，本文算例中Q1＝0.4Qmax，Q2＝0.6Qmax。为了分析提出的无功综合效益优化目标函数的有效性，分别以无功运行成本最优目标、有功网损最优目标和综合优化目标进行无功优化。
6.2IEEE118节点系统
在IEEE118节点算例中，分别设置了三个风力发电节点，考虑到新能源节点出力的随机性，采用离散采样值近似模拟新能源发电的不确定分布，每种场景表示一种出力情况。使用拉丁超立方采样技术生成场景，然后用同步回代消除技术进行场景消减，最终剩余10个场景，并使用2.3节中的联合优化模型进行计算。
7结论
研究了考虑新能源接入的电力市场下的电网无功优化问题。针对风电输出功率的随机特点，提出了基于场景的电网无功联合优化模型。结合风功率预测误差的特性，提出了风电系统的场景生成和场景消除策略。算例表明，所提出的优化模型可以较好地处理风电的随机性问题。本文模型对其他随机性特征的新能源也有一定的实用性。
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论文作者:赵强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/2/13
标签：电网论文; 电压论文; 地区论文; 系统论文; 节点论文; 电力企业论文; 场景论文; 《基层建设》2018年第35期论文;