分布式电源对配电网潮流计算的影响研究

配电中接入的分布式电源的增多,潮流计算时,传统的前推回代法无法满足精度要求。对系统研究发现,分布式电源的出力和接入位置对配电网的网损有不同的影响,阐述了分布式电源潮流计算模型,并引入了一种带有PV节点无功修正的分布式电源配电网潮流计算方法。通过对IEEE14节点系统进行仿真验证,证明了所提算法的有效性和收敛性。研究结果显示:新提出的方案和技术能够更加高效地解决带有分布式电源的配电网潮流问题。

含多类型直流的交直流混联电网潮流计算方法适用性分析

作为电网发展的新阶段,交直流混联电网呈现多类型直流参与、大规模交直流互联的特点,而关于统一迭代和交替迭代2种潮流计算方法的适用性尚未得到深入分析。为此基于含多类型直流的交直流混联电网对2种潮流计算方法的运算性能进行对比研究。推导了含常规直流、柔性直流、混合直流的交直流混联电网潮流模型,进而提出了相应的统一迭代法和交替迭代法。通过3个交直流混联电网测试系统和南方电网实际系统数据验证了潮流模型的有效性和潮流算法的准确性,结合系统负荷水平、系统强度、直流嵌入规模等因素对2种潮流计算方法的收敛性能和计算速度进行对比分析。研究结果表明,在含多类型直流的交直流混联电网中进行潮流计算时,统一迭代法的计算效率比交替迭代法高。

面向交直流混联系统的潮流计算数据生成策略

随着电力系统中多类型直流线路占比的逐步提升,调度系统与异构平台间的潮流数据交换需求明显增大,亟需研究新形态下交直流混联系统的潮流计算数据生成问题。该文从拓扑转换、网络拓扑分析、设备建模以及数据生成策略4个主要步骤,实现含交直流系统的基于可扩展标记语言的通用信息模型(common information model/extensible markup language,CIM/XML)数据到潮流计算输入数据的转换。首先,该文从设备间开关拓扑的角度,进行深度优先算法(depth first search,DFS)搜索和设备拓扑拼接,实现开关/节点模型到母线/支路模型的转换;其次,在筛选出活拓扑岛、剔除不带电设备后,着重分析了CIM/XML中换流器建模对交直流节点选取的影响,进而提出了直流节点选取规则和具备普适性的直流数据生成策略。最后,以某地调度500kV及以上交直流网络导出的CIM/XML数据为算例,潮流计算结果与数据采集与监视控制系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)量测数据比对验证所提策略的有效性。

基于DFS的船舶配电网潮流计算

为提升船舶直流区域辐射型配电网潮流计算的效率与准确性,解决传统前推回代法在复杂网络和多节点情况下的计算问题。提出了一种改进的前推回代法,该方法融入深度遍历(DFS)策略,并优化了节点编号处理过程。通过DFS遍历网络,实现了节点的高效重新编号,并在节点数量较多时构建邻接矩阵,从而加速计算流程。计算结果显示,改进的前推回代法不仅加快了迭代速度,而且确保了计算误差精度。仿真案例中,与传统前推回代法相比,研究提出的方法在节点电压、支路电流和部分节点功率的计算误差上均有减少,同时,迭代次数保持不变的情况下,计算时间显著缩短。因此采用DFS结合节点编号优化的改进前推回代法,能够有效应对船舶配电网的复杂结构和多节点挑战,确保了潮流计算的高效性与准确性,为船舶电力系统的稳定运行提供了有力保障。该方法不仅提高了计算效率,还增强了船舶电力系统潮流分析的可靠性和实用性。

基于全纯嵌入潮流计算的可靠节点类型转换研究

针对潮流计算中节点类型转换可能导致的非可运行解问题,提出了一种基于全纯嵌入的可靠节点类型转换方法。首先,构建了考虑发电机节点无功功率和电压约束的潮流方程,并分析了目前常用的节点类型转换方法可能导致的非可运行解问题。然后基于复分析理论和全纯嵌入方法设计了潮流方程的全纯嵌入形式,并推导求解电压及发电机无功功率幂级数的递推方程。基于发电机无功功率幂级数判断发电机无功功率越限顺序,并设计了节点类型转换框架。最后,采取IEEE标准算例进行测试,表明了该方法能够较可靠地得到潮流方程的可运行解。

含能量路由器的交直流混合配电网潮流计算

能量路由器(energy router,ER)作为新兴电力电子设备,可以实现电能在电力系统中的灵活分配。分析ER对系统的影响,研究以ER为配电枢纽的交直流混合配电网潮流计算方法,对实现配电网的优化运行具有重要意义。文中首先基于改进交替迭代法建立ER的稳态潮流模型,并对ER直流端口采用下垂控制策略,结合传统解耦法,提出一种适用于含ER的配电网交直流解耦迭代潮流计算方法。以含有多个ER的IEEE 14节点和IEEE 69节点配电系统为算例进行仿真计算,验证所提方法的正确性与收敛性。为分析ER对系统运行的影响,对不同场景下IEEE 69节点测试系统进行仿真计算,证明ER在系统中可以支撑节点电压,减小系统运行损耗。

构网型分布式电源渗透率高的微电网潮流计算及优化控制

随着微电网(microgrid,MG)中构网型分布式电源(distributed generator,DG)渗透率的提高,传统的潮流计算和优化方法不再适用。基于下垂控制的数学模型,改进传统牛顿拉夫逊法;应用虚拟阻抗松弛DG的无功与电压约束,改进下垂控制;应用改进粒子群优化算法,得到使网损最小的MG优化潮流;通过仿真和实验,验证了该方法的有效性。该文有助于指导构网型DG渗透率高的末端电网或MG的规划与控制。

基于迭代隐式线性化的网状配电网潮流计算及其最优潮流模型

随着分布式能源和储能容量的增加以及电动汽车的普及,配电网的功率流动由单向转变为双向,且网络拓扑由径向转变为复杂的网状结构。为了高效应对网状配电网的潮流(power flow,PF)分析和最优潮流(optimal power flow,OPF)问题,以及进一步提升现有线性化模型的近似精度、完善对网络损耗等元素的线性近似,该文构建迭代隐式线性化潮流(iterative implicit linearization power flow,IIL-PF)模型及其最优潮流模型(IIL-OPF)。该模型将非线性潮流流形M(Manifold)视为节点电压和节点注入功率之间的隐式代数关系,之后利用切平面对M进行局部近似,并迭代更新线性化点以提高线性模型的近似精度。此外,所提模型充分考虑了支路始/末端潮流、支路潮流平方、支路损耗等因素,并对其进行明确的线性化推导。最后,基于修改的IEEE 33系统,分别在径向和网状运行方式下,验证所提模型可快速收敛,并具有较高的近似精度。其中IIL-PF计算结果、IIL-OPF的目标函数和发电机出力等优化结果与MATPOWER的非线性模型相比,误差均在1%以内,因此所提模型可以满足工程规划或日前运行模拟等应用要求。

基于潮流计算的中压直流配电网协同优化调度

为保证中压直流配电网的运行稳定性,实现中压直流配电网协同优化调度,提出基于潮流计算的中压直流配电网协同优化调度方法。通过中压直流配电网潮流计算模型,分析该配电网中的潮流分布情况,确定采用均衡度指标描述网损结果;构建中压直流配电网在单个调度周期内的有功损耗和线路负载均衡目标函数,并设定潮流约束等多个约束条件;采用多目标粒子群优化算法求解目标函数,同时优化均衡度变量参数和整个网络,获取协同优化调度结果。测试结果显示:所提方法协同优化调度效果良好,电压标幺值的结果均低于1.00 pu,各节点在日运行时间内的电压波动变化也在期望标准范围内;网损结果均低于0.047 MW;可实现削峰填谷,避免电压发生越限。

基于模糊区间算法的多能耦合系统电能流潮流计算

传统的电能流潮流计算方法往往无法有效处理多能量源之间的复杂耦合关系。为此,研究基于模糊区间算法的多能耦合系统电能流潮流计算方法。基于电热耦合理论,构建以电力、热力系统以及电联产机组等耦合单元为主的电热耦合系统电能流潮流模型,合理定义耦合系统各不确定性状态变量区间范围,并利用模糊数理论,梯形模糊化耦合系统各状态变量区间,通过双层抽样法,完成电热耦合系统电能流潮流模型求解工作,获取系统各状态变量模糊区间解。实验结果表明:所提方法可准确获取多能耦合系统各状态变量模糊区间解;当电热负荷扰动较大时,热网管道流量模糊区间上下限波动较为剧烈,会增加热网流量越限的风险。

计及分布式光伏的三相不平衡低压配电网快速潮流计算

随着国家“碳达峰碳中和”战略的持续推进,分布式光伏接入配电网项目的渗透率逐步提高,为保证分布式光伏大量并网安全可靠运行的要求,提出计及分布式光伏的三相不平衡低压配电网快速潮流计算算法,在建立配电网的含分布式光伏的元件模型的前提下,提出含潮流方向和拓扑参数的上三角阻抗矩阵,充分利用该稀疏矩阵,提高潮流计算速度;同时,为分析三相拓扑或负荷(分布式光伏作为负的负荷)不平衡引起的低压配电网中性点位移,设计了计算中性线远端节点电压的方法,使该节点等效为三相相电流集中回路节点;最后,详细给出该低压配电网快速潮流计算算法流程,通过改进的IEEE 33节点验证了该算法的超实时特性和准确性,为大规模分布式光伏接入提供强有力的支撑。

潮流计算框架下融合DL的电网碳流预测模型设计

为了提升电力系统中碳流预测的精度,文中对传统统计学观点下的一次能源转换计算思路进行了改进,基于电网潮流计算时碳流的依赖关系,设计了碳流预测模型。该模型以电网的安全运行和经济性为约束条件,引入电网分布特性机理和深度学习理论求解电网最优的碳流排放状态。在求解该模型时,对传统的强化学习Q-Learning算法进行了改进,通过结合瞬时差分的多步迭代,设计了一种基于概率分布选择动作的Q(λ)算法。该方法确保了模型在迭代过程中较高Q值动作的选择概率,提升了模型求解时的收敛速度,保证了网络寻优的鲁棒性。为了评估碳流预测模型的有效性,基于IEEE9节点网络设计了仿真实验。仿真结果表明,改进后的深度学习网络在预测碳流排放时其MAPE、NMSE分别提升了2.85%和6.06%。

风光储互联综合能源系统时间序列潮流计算方法

为了满足系统潮流计算精度、时间和收敛速度需求,提出风光储互联综合能源系统时间序列潮流计算方法。依据风光储互联综合能源系统运行结构,分别建立能源转换设备和能源互联网时间序列潮流模型。采用牛顿-拉夫逊法设计系统时间序列潮流模型求解流程,实现风光储互联综合能源系统时间序列潮流计算。设计实验验证风光储互联综合能源系统结构、耦合元件参数和潮流值。分析结果表明:该研究方法计算系统时间序列潮流迭代6次,耗时20ms,与系统时间潮流值的误差小于0.1,可以满足系统潮流计算时间、精度、收敛速度需求。

基于关键PMU量测的智能配电网跨供区合环潮流计算方法

为了降低功率损耗,提高潮流计算精度,提出基于关键同步相量测量装置(PMU)量测技术的跨供区合环潮流计算方法。在高次谐波作用下,利用变压器模型和电力线路模型,构建跨供区合环主要元件谐波模型,采用标准化残差检测法的思想,处理跨供区合环的不良数据。通过关键PMU量测估计不良数据量测的残差分量,利用增益矩阵定义跨供区合环不良数据检测的残差协方差矩阵,完成跨供区合环不良数据的检测,结合跨供区合环潮流计算流程设计,实现跨供区合环潮流的计算。算例结果表明,所提方法可以将潮流计算的各支路功率损耗控制在0.04 kW以内,通过将节点电压计算误差控制在0.004以内,提高了潮流计算精度。

基于潮流计算的变电站一键顺控功能离线测试研究

现有变电站一键顺控功能离线测试时,没有分析变电站并行效果,导致离线测试效果差,提出基于潮流计算的变电站一键顺控功能离线测试研究方法。通过一键顺控技术和其拓扑结构,构建一键顺控系统,引入潮流算法,分析变电站并行度,结合雅可比逆矩阵修正算法,完成变电站系统的并行效果分析,实现变电站一键顺控功能的离线测试。实验表明,设计方法准确获取了静态和动态功耗电流等,变电站数据量为9000个时,其值分别为131 mA和133 mA,确定了工作频率与电流值有关,因此,该方法可以实现变电站一键顺控功能离线测试,具备有效性。

基于QT与潮流计算优化的电网监控系统设计及应用

电力系统的监控和管理需求,尤其是在实时数据处理和决策支持方面,随着电网规模的扩展和智能化水平的提升而不断增加。面对传统电网监控系统计算效率低下和难以适应大规模电网快速计算的问题,提出一种基于QT框架与潮流计算算法优化的电网监控系统。系统测试显示,QT–潮流计算算法在不同分布式电源容量变化下,能有效维持较高的电压稳定性和系统稳定,在增加分布式发电量后,节点电压幅值由1.00增至1.04,显示出高稳定性。研究表明,该系统能有效提高电网运行效率和可靠性,优化了数据处理和用户交互体验,对电力系统的稳定性和经济性保障具有重要意义。通过改进潮流计算算法,提升计算速度与准确性,满足了大规模电网的实时监控需求。

基于分布式电源入网的配电网潮流计算讨论

当今社会进程中,在加速构建以新能源为主体的新型电力系统时代背景下,作为电力系统基础核心的潮流问题,正面临着新的挑战。本文首先从电压,电能质量和继电保护这三个方面分析各种分布式电源接入配电网后对其产生的影响。接着针对配电网中有PV节点时改进前推回代法。最后在含环网配电网潮流计算法中,以传统的牛顿拉夫逊潮流法为基础,从极坐标形式的节点功率方程出发,依据配电网的特征将节点功率方程的非线性参数进行线性化处理,从而得出一个线性潮流方程,使得所提出的方法对弱环网有效。

基于自适应人工蛙跳觅食算法的最优潮流计算方法

随着电力系统的快速发展和复杂性日益增加,最优潮流(Optimal Power Flow,OPF)计算作为电力系统分析的关键环节,对于提高电网的运行效率和可靠性具有重要意义。文章提出了一种基于自适应人工蛙跳觅食算法的最优潮流计算方法,旨在解决传统最优潮流计算方法在处理大规模非线性问题时的不足。为了解决算法在处理复杂电力系统问题时存在收敛速度慢和易陷入局部最优的问题,文章引入自适应策略,通过动态调整算法参数,提高算法的全局搜索能力和收敛速度。仿真实验结果表明,所提出的方法在解的质量、收敛速度和算法稳定性方面均表现出显著的优势。

基于改进纵横交叉算法的高速铁路牵引供电动态潮流计算

传统高速铁路牵引供电动态潮流计算方法标准差值偏移较大。本文提出基于改进纵横交叉算法的高速铁路牵引供电动态潮流计算。首先对牵引供电装置输出特性进行提取,随后对高速铁路牵引供电进行建模,基于高速铁路牵引供电建模,以列车牵引计算结果及行车计划为输入。最后基于改进纵横交叉算法对高速铁路牵引供电系统求解,实现高速铁路牵引供电动态潮流计算,实验结果表明该研究方法计算结果标准差值偏移量更小。

含双向变流装置的城轨牵引供电系统协同供电潮流计算

双向变流装置可以有效抑制牵引变电所直流侧网压的波动,减小跨区间传输的电流,限制钢轨电位.鉴于电双向变流装置与整流机组的协同控制策略会对城轨牵引供电系统潮流产生直接影响,提出双向变流装置与24脉波整流机组协同供电的方案,分析该方案下牵引变电所的综合输出外特性;建立计及换流装置精确有功损耗的牵引变电所供电计算模型,并提出考虑滞环比较的多状态切换控制策略,实现含双向变流装置的城轨牵引供电系统协同供电潮流计算;通过与Simulink仿真结果对比,验证算法的有效性及准确性.以某地铁工程为例进行仿真,仿真结果表明:协同供电方案下,牵引网网压上升,全线上、下行钢轨电位最大值分别降低12.6%~15.6%、14.7%~17.5%,直流牵引供电系统损耗、系统综合成本最多可分别降低9.7%、1.17%;随着双向变流装置整流启动电压增大,部分牵引变电所的整流/逆变功率增大,直流牵引供电系统损耗先升高后降低,但钢轨电位变化不大.在实际工程中,双向变流装置的逆变启动电压一定时,适当提高其整流启动电压可以获得更佳的节能效果.