动态连续潮流与自适应混沌粒子群结合计算静态电压稳定裕度

提出一种动态连续潮流(Dynamic Continuation Power Flow,DCPF)与自适应混沌粒子群优化算法(Adaptive Chaotic Particle Swarm Optimization,ACPSO)结合求取系统最大静态电压稳定裕度的方法。该方法以静态电压稳定裕度最大为目标函数,针对连续潮流在处理不平衡功率上存在不足,将动态潮流算法引入到连续潮流模型中,根据发电机和负荷的静态频率特性分配系统的不平衡功率,建立DCPF模型;用DCPF计算每一组控制变量对应的静态电压稳定裕度;用ACPSO进行最优控制变量组合的搜索,求取最大静态电压稳定裕度;ACPSO算法通过将混沌算法引入到粒子群优化中,克服单纯粒子群优化算法计算速度慢、有时易陷入局部最优解的缺点。算例验证了该算法的有效性。

动态连续潮流与改进捕鱼算法结合计算静态电压稳定裕度

目标函数为系统的最大静态电压稳定裕度。针对经典连续潮流法在不平衡功率分配原则上存在的不足,提出将两种适用于动态潮流分析的方法与连续潮流法结合,建立动态连续潮流模型,即根据有调节能力的发电机转子转动惯量与节点的工频静特性系数按比例分担由于负荷水平增加而产生的有功功率不平衡量;引入罚函数法解决状态变量越限问题;为寻求控制变量的最优组合,解决优化过程易陷入局部最优的问题,引入基于模拟渔夫捕鱼的智能算法及其改进算法。通过IEEE6,IEEE30标准节点系统进行计算和仿真。算例验证了模型的有效性。

连续潮流法及其近年来的发展和改进

介绍了连续潮流法的理论基础和模型分类及算法,针对常用的预测-校正法,列举了近年来连续潮流算法的一些发展和改进,分析了这些改进算法的原理和优势,并提出一些关于算法改进的建议。

基于动态潮流方程的连续潮流模型与方法

连续潮流法(continuation power flow,CPF)是静态电压稳定分析的一个基本工具。针对常规连续潮流法在处理不平衡功率上的不足,建立基于动态潮流方程的连续潮流模型,称之为动态连续潮流模型(dynamic continuation power flow,DCPF)。作为一种系统化的方法,DCPF合理地分配了系统不平衡功率,解决了常规连续潮流计算结果依赖于平衡节点选择的问题,提高了电压稳定评估的精度。IEEE-39节点和实际省级电网的算例结果表明:动态连续潮流模型计算结果不依赖于平衡节点的选择,计算速度可满足在线运行的需要。

基于连续潮流综合算法的电压稳定性研究

远距离送电及重负荷运行导致电网运行在电压稳定裕度较低的工作点,如何改善静态电压稳定预防控制受到广泛的关注。提出了一种基于连续潮流(CPF)的遗传退火法的综合优化算法,通过优化有载调压变压器和PV节点电压量,求解系统电网的最大静态电压稳定裕度。利用IEEE9节点、IEEE14节点系统,考虑负荷增长模型,分别用CPF法、基于CPF的遗传算法及基于CPF的遗传退火法对最大电压稳定裕度计算,并对结果进行比较,验证了该算法的有效性。

含分布式电源的三相不平衡配电网连续潮流计算

连续潮流是电力系统电压稳定分析的重要工具。针对含不同类型分布式电源的配电网及其三相线路参数和负荷不平衡的情况,提出了一种三相配电网连续潮流方法,由切线预测环节和牛顿法校正环节组成,并采用局部几何参数化策略处理三相不平衡系统PV曲线的斜锐角现象。考虑了PV和PQ节点类型分布式电源的限值约束,给出了新的节点类型双向转换逻辑和分岔点类型识别方法。通过对IEEE 33节点配电系统进行算例仿真,表明所述算法可以有效追踪三相配电系统的PV曲线,准确计算电压稳定临界点并识别分岔点类型。

连续潮流参数选择及步长控制的分析与改进

从算法原理及数值计算规律角度,分析了连续潮流(CPF)含参数方程解曲线在转折点附近校正过程中迭代不收敛的原因。由此,在预测切向量规格化基础上,提出改进局部参数化方法的参数选择策略,以减少局部参数化方法在校正过程中不收敛的可能性,从而提高CPF计算的鲁棒性。针对变步长算法在实际工程应用中遇到的初始参数需经试算才能确定的问题,以校正过程中迭代次数为主要参量,提出自适应变步长算法。通过对IEEE 39节点电网以及山东电网2010年冬季典型方式的算例分析,对改进算法进行了有效性验证。

在线电压稳定分析中快速连续潮流的应用

在线电压稳定分析中,快速连续潮流作为一个重要的分析手段发挥着核心的作用。连续法通过增加一维参数化方程,消除了在功率极限点附近的雅可比矩阵奇异的现象,能够精确地计算到临界点。在通过对参数化方程比较的基础上,采用不同的控制参数,应用负荷型连续潮流、故障型连续潮流、支路型连续潮流,得到三种不同的λV曲线,分析了它们在在线静态电压稳定分析中的应用。通过IEEE300节点系统的算例验证了这几种方法的正确性以及在实际应用中的可行性。

基于连续潮流的极限诱导分岔检测方法

对极限诱导分岔产生的原因进行了分析,提出一种基于连续潮流的极限诱导分岔检测方法。该方法首先采用灵敏度法预估即将起作用的不等式约束条件;然后将此不等式约束转为等式约束,并将其作为连续变量引入潮流方程,精确地求解出结构变换点处的状态值;最后,利用所提出的3个判断准则对结构变化点进行检测,从而判断极限诱导分岔点的存在。在IEEE118节点系统上验证了该算法的正确性和有效性。

一种基于连续潮流的在线静态稳定综合评估方法

基于负荷裕度计算的电力系统静态电压稳定评估已经成为现代能量管理系统中的一个基本任务。传统方法大多没有考虑负荷的静态电压特性,没有计及有载调压变压器分接头与并联电容器的自动投切、低压减载等动作的作用,也没有计及线路热约束及其继电保护动作造成的开断对于负荷裕度的影响。因此,电压稳定评估得出的功率裕度与实际脱节,无法满足安全预警与预防控制的需求。文中提出一种基于连续潮流技术的在线静态稳定综合评估方法,计及了负荷的静态电压特性,考虑了自动装置和线路保护动作的作用。对中国某省网系统的实际应用表明,该方法比传统方法更具有实用价值。

求取静态电压稳定极限的改进连续潮流法

连续潮流法是求取静态电压稳定极限的一种有效的方法。根据预测和校正过程的不同,连续潮流法具有不同的形式。提出了改进的连续潮流法,使用PQ分解法求解潮流,预测过程使用Lagrange二次插值技术,校正过程采用局部参数法求解修正方程。与传统的使用基于极坐标形式的牛顿-拉夫逊法的连续潮流法相比,所提的改进连续潮流法计算速度快、占用内存少、准确度高。

无平衡节点孤岛运行微电网的连续潮流计算

连续潮流(continuous power flow,CPF)是电力系统电压稳定分析的有效工具,也是解决常规潮流中病态潮流问题的方法之一。针对无平衡节点孤岛运行微电网系统的无平衡节点、且有下垂控制分布式电源装置的特性,提出一种无平衡节点孤岛运行微电网CPF计算方法。采用不要求雅可比矩阵非奇异,且具有全局收敛性的LM-TR方法求解初始点。预测环节采用结合局部参数化方法的切线法。校正环节提出新型的超球面参数化方法,并采用结合传统牛顿法和带Armijo型线性搜索牛顿法的组合牛顿法进行校正,以保证CPF校正计算成功,及实现整个CPF过程中在较高计算精度下一直采用较大定步长预测。对改造后的37节点和17节点无平衡节点孤岛运行微电网系统采用所提方法进行CPF计算,验证了其正确性和有效性。

基于连续潮流和模态分析的电压稳定分析

针对电压稳定分析的连续潮流和模态分析方法进行研究,详细推导了连续潮流和模态分析的具体算法。连续潮流通过局部参数化和预测校正的方法克服其在拐点的奇异性,模态分析则给出节点参与因子和支路参与因子用于标识电压稳定性。结合某省网进行实例分析,证明了节点参与因子和P-U曲线在反映电压稳定性上具有一致性。计算结果表明:连续潮流方法可快速、准确求得系统最大负荷点,判断系统稳定裕度;模态分析方法可以很好定位电压稳定的薄弱区域。

基于连续潮流法及内点法的交直流负荷裕度算法

基于连续潮流法和原始-对偶内点法,提出了一种新的分段求解交直流系统负荷裕度方法。首先根据直流系统的调节特性,运用连续潮流法计算初始运行点到直流控制方式调整点系统的负荷增量。然后基于交直流网络间的耦合关系,推导得到交直流系统的Jacob i、Hessian矩阵,进而运用原始-对偶内点法求解直流控制方式改变后交直流系统的负荷裕度。该方法具有较好的收敛性,且能方便考虑直流量的约束和控制方式调整的问题,并经算例仿真验证该方法的准确性和快速收敛性。

一种用于静态稳定分析的故障参数化连续潮流模型

提出了一种用于电力系统静态稳定分析的新的故障参数化连续潮流模型和工具。在这一模型中,多个设备(包括注入型设备和支路型设备)的参数随着一个控制参数λ的变化而同步变化。这一工具可以用来检查多重复杂故障对于大型电力系统的非线性影响,还可用来检验严重故障下系统静态潮流解的存在性。通过对国外一个3000节点实际系统的数值分析表明,所提出的模型和工具是十分有效的。

连续潮流与免疫遗传算法结合的静态电压稳定裕度计算

提出了一种将连续潮流和免疫遗传算法结合求解最大静态电压稳定裕度的方法。该方法将求解最大静态电压稳定裕度的目标函数作为抗原,将调节系统电压的控制变量作为抗体;基于连续潮流算法,在考虑负荷静特性的条件下,计算单个抗体的稳定裕度;通过对抗体的亲和力和期望值的计算及遗传操作,在全局范围内快速准确地得到系统的最大静态电压稳定裕度,有效地摆脱了局部最优解。通过对IEEE30节点网络的计算,验证了该方法可行且有效。

计及输电线路温度变化的连续潮流模型与计算

在常规连续潮流计算过程中假定线路电阻始终不变,这是不符合实际的,因为输电线路电阻是随外界环境以及潮流分布的改变而改变,其本质是温度的变化。以此为背景,连续潮流模拟潮流缓慢变化的过程,在这一过程中应计及输电线路电阻的变化,使连续潮流的计算更具实际意义。为分析其对连续潮流计算产生的影响程度,提出将输电线路电阻视为潮流的状态变量,首先建立包含电阻参数的电热耦合潮流模型,并进一步提出电热耦合连续潮流模型。在模型的迭代过程中不断计算与修正输电线路电阻值,体现电热耦合的思想。应用常规潮流方法以及电热耦合连续潮流方法分别进行算例对比与分析,结果表明计及输电线路温度及电阻变化将对连续潮流计算结果产生非常显著的影响,应该引起重视。

基于改进连续潮流法的静态电压稳定分析

在传统连续潮流法的基础上提出一种更快更准确的静态电压稳定分析法——改进连续潮流法。此方法采用牛顿插值法进行预测,用改进牛顿–拉夫逊法对预测结果进行修正;考虑发电机无功出力极限,对发电机节点进行PQ节点转换。此方法灵活准确,修正量少,与以前所提出的连续潮流法相比更能准确反映发电机的实际运行状况,具有计算准确、迭代次数少、易于理解等优点。在IEEE 9节点系统上,分别在不计无功极限和计及无功极限的情况下与传统算法进行比较,迭代次数和迭代时间均有改进。

基于连续潮流的输电网可用输电能力计算

提出一种基于连续潮流的线性迭代法计算输电网可用输电能力ATC(AvailableTransferCa鄄pability),详细推导了该算法的数学模型,并给出计算方法及流程,将算法应用到IEEE-30节点系统,结果表明该方法具有一定的实用性、可靠性和有效性。同时,将基于连续潮流法与直流灵敏度法的计算精度进行比较,结果表明该方法精度高;此外讨论了负荷参数λ取固定增长步长与变增长步长两种情况下的计算精度与计算速度,结果表明两者计算精度差不多,但后者计算速度快一些。

基于GMRES的改进连续潮流算法研究

阐述了一种基于GMRES的改进连续潮流算法,主要针对大型电力系统,在预测环节中采用拉格朗日非线性预测,减少了计算时间;在校正环节中将GMRES方法与牛顿法相结合构成内外双层迭代,并应用ILU分解对系数矩阵进行预处理,从而避免了对修正方程进行直接求解,提高了连续潮流法的计算速度。该算法根据梯度参数变化对步长进行了有效的控制,可以大大提高PV曲线的追踪效率。采用该算法对IEEE300节点测试系统进行仿真计算,取得了良好的计算结果,从而验证了该方法的有效性和快速性。