电力大系统电压稳定可行域可视化初探

在利用电压稳定局部指标 LI 对参数空间降维的基础上 ,通过前馈神经网络描述相应电力系统结构的电压稳定可行域边界 (鞍—节分岔界面 ) ,基于这一神经网络可以在线快速地在 2维或 3维空间上绘出相关的可视化图形。对于系统结构改变的情形 ,用同一神经网络描述的近似稳定边界通常仍具有满意的精度。在天津 (华北 ) 1 65 9母线系统上得出了令人满意的可行域直观描述 ,有望达到在线监控的实时性要求。

城网规划计算机辅助决策系统

系统地介绍了一个基于 GIS的、实用的城市电网规划计算机辅助决策系统 ,对系统的模型和算法进行了简要的阐述。该系统已在中国多个城市电网规划工作中获得了成功的应用 ,实际应用结果表明它不仅可以优化城市电网的规划结果 。

基于实用动态安全域的电力系统安全成本优化

基于实用动态安全域(PDSR)提出一种电力市场环境下的电力系统安全成本优化(最优安全控制)模型及算法。该模型计及了暂态稳定性约束、事故发生概率及系统失稳损失。独立系统运行员(ISO)依该模型能确定安全成本最低的系统安全水平,即确定系统安全性和经济性的平衡点。安全成本由备用成本、再调度成本和期望失稳损失组成。而且所提算法计算速度快、易于实现。另外,该文提出的模型及算法也可方便的应用于传统垂直统一管理模式下的电力系统,只要分别用发电机备用成本曲线和边际成本曲线替换发电商向ISO呈报的备用容量价格曲线和再调度功率价格曲线即可。最后以新英格兰10机39节点系统为例,检验了所提模型的合理性及算法的可行性。

大区电网弱互联对互联系统阻尼和动态稳定性的影响

全国电网互联后系统中将普遍出现低频振荡现象。该文从阻尼转矩的角度分析了互联电网的低频振荡。通过在强互联与弱互联系统中阻尼转矩的比较,揭示了弱互联系统中的区域联络线阻抗大幅度削弱系统阻尼的机理,随后相关结论在全国联网系统中得到了验证。文中的研究表明加强电网之间的联络是解决低频振荡问题的最根本的手段。最后,还介绍了阻尼矩阵的概念,并重新在两机系统上推导了其解析形式。文中通过对多机系统阻尼系数矩阵的分析还得知:在系统互联的情况下,考虑一个系统的电磁阻尼时,不仅要研究本系统的模型、参数,还要考虑联络线路阻抗以及参与互联的其他系统模型参数对本系统阻尼的影响。

空间电力负荷预测小区用地分析的模糊推理新方法

提出了一种在知识不完备情况下 ,能够同时考虑推理前提重要性权重和观察事实及规则知识等的不确定性和不精确性因素的新的基于模糊逻辑的推理方法 ,并将其应用于空间电力负荷预测的小区用地分析中 。

基于混合法的潮流可行域边界计算

电力系统潮流可行域对于静态电压稳定的研究非常重要,文中给出了一种计算其边界的“混合法”。混合法源自于“预测一校正”的思想,同时它将边界计算问题转化为一个以域外某点到边界面距离最小为目标函数的优化问题。这种转化使得所处理的问题维数与原型的“预测一校正”法相比得到了降低。除了能在二维空间实现可行域边界的可视化,混合法也可用来计算高维空间中与当前运行点相对应的最近边界点,同时可计及系统中设备的限值。针对实际中可能出现的“凹”的边界面拓扑结构,文中还相应提出了一种改进“混合法”来解决该问题。最后通过在两个不同系统上的仿真算例演示了混合法在计算电力系统潮流可行域边界时的灵活适用性及其有效性。

基于启发式算法与遗传算法的配电网重构

提出了一种基于遗传算法的配电网重构方法 ,此方法的目标函数中同时计及了网络的能量损耗和开关操作费用 ,因而它是针对时间区间的配电网重构而非通常的在某一固定时刻的配电网重构。在应用遗传算法时考虑了配电网自身的特点 ,即网络的联络开关仅占全部开关的极小一部分 ,并且结合了一些行之有效的启发式规则 ,从而用联络开关的开、合状态来编制染色体 ,可保证求出的解既有全局优化的性质 ,又实际可行 ,并且大大提高了求解的速度。文中用一个 35 8节点网络的重构算例 ,验证了文中所提出方法的有效性 ,并在同时计及网络能量损耗和开关操作费用的情况下 。

空间电力负荷预测小区用地分析(一)——模糊推理新方法和小区用地分析原理

提出了一种在知识不完备的情况下 ,计及前提重要性的基于模糊逻辑的近似推理和决策新方法 ,并将其用于城市配电网规划空间电力负荷预测的小区用地适应性和优劣性分析中。建立了基于模糊集理论的规划年城市土地开发和土地改造预测的基本原理 ,该原理能够充分体现专家的推理和决策过程 ,为城市配电网规划人员完成规划年城市土地高分解条件下小区土地开发时间、使用性质和最佳使用强度的分析任务提供了一套系统的理论和方法。

分层分群电网体系结构

未来电网的超复杂性,使得电网体系结构(grid architecture)的研究至关重要,它是整个电网最高级别的描述(最顶层的模型)。从三个角度评述"分层分群的电网体系结构"的理念:①互联系统平衡区(balance area,BA)范式的拓展;②层流结构(laminarstructure)的数学基础;③学习互联网(Internet)的智能。清晰地表明,基于"将系统分解为群集(clusters)的层次结构和全局协调"以及"每个集群(cluster)都保持自己的净功率平衡和局部自优化"的分层分群体系结构的电网(如具有智能外围的智能电网GRIP)像Internet一样智能,且有数学基础,特别适合未来电网的需要。这些研究可为电网现代化规划和设计提供有价值的新视野和新方法。

空间电力负荷预测小区用地分析(二)——模糊推理在小区用地分析中的应用

基于模糊逻辑的近似推理方法 ,建立了详细的城市土地高分解状态下的小区土地使用优劣性评价和小区土地使用适应性评价的推理模型。

互联电力系统中高比例风电和太阳能光伏的开发与消纳模式研究

发展高比例的风能和太阳能光伏发电是生态文明和社会可持续发展的必然选择。然而,是在负荷中心地区广泛地发展分布式的风能和太阳能光伏发电系统(可称为"就地开发与消纳"模式),还是在远离负荷中心地区建设大规模的风电和光伏基地并将其电能"远距离外送"到负荷中心(可称为"大规模远距离输送"模式),会直接影响高比例可再生能源情景的顺利实现。基于最优化等数学方法的研究已经表明,在当前以燃煤火电为主要调节容量(现时如此)的情况下,只有采用就地开发与消纳模式电网才能实现集成高比例的风能和太阳能光伏发电的目标。为便于读者理解这一结论,首先简明地介绍了互联电力系统的基本特征,并将其与互联网的基本特征做了对比分析;进而从互联电力系统的规范出发,就不同开发与消纳模式下可再生能源电量比例、系统运行和可用调节容量3个方面做了定性分析和简明阐释;最后通过1个具体的仿真示例,展示了在就地开发与消纳模式的情况下,系统为集成高比例风能和太阳能光伏发电所需采用的有效措施。

电力系统潮流可行域边界拓扑性质及边界算法

电力系统潮流可行域是一种评估系统静态安全的有效手段。文中探讨了不同子空间的潮流可行域边界的拓扑性质,提出了新的边界算法。首先,在把潮流可行域划分为负荷注入子空间与发电注入子空间的基础上,通过大量算例发现2个子空间的可行域边界具有截然不同的拓扑特性,特别是发电注入空间的潮流可行域边界在系统实际可能的运行范围内呈现较好的线性特性。然后在混合法的基础上,提出一种新的高维发电注入空间中潮流可行域L1范数最远边界点算法,该算法避免了频繁启动连续潮流计算,其结果的多解性也被用来进一步检验潮流可行域边界拓扑性质。

智能电网的挑战性问题

智能电网发展的各个阶段,从基础科学和工程技术的研究直到开发、示范和运行都会出现障碍。指出其中关键性的障碍,可以明确如何才能最大限度地发挥其潜能,从而为国家提供广泛的社会效益和经济效益。为此,梳理出发展智能电网所面临的11个关键的挑战性问题,强调指出:计量科学和技术以及标准的制定是需要优先发展的重点领域,多学科交叉合作是发展智能电网的必然选择,法律框架和监管、市场设计以及管理改革是智能电网成功实施并获取应得效益的基本保障。

基于安全域的输电系统概率安全评估系统框架

针对输电系统概率安全评估问题,提出了一种基于安全域的输电系统概率安全分析系统的模型.介绍了该模型的构成、实用动态安全域和割集电压稳定域在概率安全评估中的应用,以及概率安全评估的计算步骤.该系统应用最新的安全域的研究成果,在能量管理系统数据的基础上,通过对安全域、随机潮流的计算,实现了输电系统在线概率安全评估.给出的动态和静态不安全概率指标,可用于指导运行人员进行预防性控制决策.

基于事例推理模糊神经网络的中压配电网短期节点负荷预测

根据认知科学理论,在并行分布处理(PDP)模型基础上,提出了一种基于事例推理的模糊神经网络(CBRFNN)。分析了CBRFNN的原理,定义了CBRFNN的基本结构,并提出一种混合(有监督/无监督)学习算法,使得CBRFNN具备了很好的泛化能力。CBRFNN中的所有节点通过快速、增量式的学习过程动态生成,并可通过网络自组织来有效抵御坏数据的影响。所提方法很好地解决了中压配电网短期节点负荷预测这类信息不完备、不精确问题。

配电系统快速仿真与建模的研究框架

对配电系统快速仿真与建模(distribution fast simulation and model,DFSM)的技术需求、基本功能、主要设计构想、以自愈为目标的当地自动化功能、仿真与建模工具集,以及DFSM的高层次需求框架等做了简要的介绍。其中,强调了DFSM:在智能配电网的分布式智能体系结构中的作用,采用超实时仿真的预测分析的必要,依托于多种通用仿真模块的快速仿真工具集,以及对网络模型不断地进行检查和更新的设计准则等特点。

基于最短路算法和遗传算法的配电网络重构

提出了通过组合负荷实现寻优的重构方法。利用最短路径法按照某一顺序为每个负荷分别寻找供电路径 ,然后利用遗传算法选择最优的负荷排列顺序 ,从而实现在局部最优解中寻求全局最优解。通过将容量约束和电压约束转换成弧的权值 ,在网络形成的过程中就考虑这些约束 ,从而进一步保证了该算法高效地找到全局优化解。此方法很容易实现树状约束 ,并对多环的复杂结构网络也能高效地实现重构寻优。

基于实用动态安全域的紧急控制策略

研究了考虑紧急控制措施的扩展实用动态安全域临界面的迁移规律,并用紧急控制措施所引起的实用动态安全域临界面沿其外法线方向的迁移距离来表示紧急控制措施的有效性,给出了切机和切负荷以及二者配合操作的控制有效性的定量表示方法。据此提出了一种新的电力系统暂态稳定紧急控制方法,该方法通过选择不同的措施控制安全域临界面的推移,使扩展后的实用动态安全域能涵盖当前系统运行点,保证系统不会发生暂态失稳现象。在此基础上,通过把控制措施量化为一成本指标,建立了暂态稳定紧急控制的数学模型,并基于控制有效性灵敏度指标给出了该问题的优化策略。在10机39节点新英格兰系统上的测试结果表明了这种方法的有效性。

暂态功角稳定不稳定平衡点类型和临界割集数量的对应关系

电力系统暂态功角失稳模式同相关不稳定平衡点密切相关。鉴于电力系统失去暂态功角稳定时总是伴随着电力网络的某个或某些临界割集上支路角度急剧地、过大地增长,人们已经认识到电力网络中存在临界割集与系统模型中存在不稳定平衡点是等价的,并提出了用于电力系统暂态功角稳定分析的割集稳定准则。为了使人们能够放心地、正确地运用与临界割集相关的稳定准则,本文以电力系统结构保留模型为基础,从理论上推导出暂态功角稳定不稳定平衡点为i型的当且仅当事故后电力扩展网络中存在i个临界割集。利用上述结论,可以很容易地将割集稳定准则应用于多群失稳的情况,以消除原准则的保守性。

静态电压稳定灵敏度判据及对dQ_L/dV_L和dP_L/dV_L判据的评析

本文证明了严格的静态电压不稳定灵敏度判据 ,并对 d QL / d VL 和 d PL / d VL 电压稳定判据进行评析。