基于预测-校正原对偶内点法的无功优化新模型

在有载可调变压器模型中引入虚拟节点,并通过该节点的电压来表示理想变压器对功率、电压的转换关系,由此在直角坐标系中建立了无功优化问题的二阶新模型。该新模型的海森矩阵是精确的常系数矩阵,在内点法迭代过程中只需要计算一次,从而缩短了每次迭代的计算时间。利用AMD算法对内点法修正方程的系数矩阵进行节点优化编号,减少了其LU分解所产生的注入元。通过存储海森矩阵的非零元素值、其行、列号及对应的拉格朗日乘子编号,提出了一种新的非零元素存储方式,极大地减少了海森矩阵与乘子线性组合的计算量。基于节点数从14到1338的7个测试系统进行了仿真计算,结果验证了所建模型与方法的正确性与有效性。这种建立模型的思想还可以应用到需要计算海森矩阵的动态无功优化、最优潮流以及状态估计等问题的算法中,以提高其计算速度。

SSSC非线性控制的直接反馈线性化方法

考虑了静止同步串联补偿器(SSSC)的逆变器输出交流侧电压幅值和相位的动态调节过程及其直流侧电容电压的动态变化过程,建立了SSSC的三阶动态模型,并用直接反馈线性化方法设计了 SSSC与发电机励磁的协调非线性控制器,由于采用了动态反馈补偿 ,因而所设计的控制器对系统运行方式的变化具有很强的鲁棒性。该文还利用MATLAB的动态仿真环境Simulink及其 S_Function编程技术建立了相应控制系统的仿真模型,并基于该模型对系统的暂态行为以及输电线路有功功率的调节过程进行了仿真。仿真结果表明,所设计的控制器能有效地对线路有功功率进行控制,并能显著地改善电力系统的暂态稳定性。

辐射型网络潮流的分层前推回代算法

基于配电网络特有的层次结构特性,论文提出了一种新颖的分层前推回代算法。该算法将网络支路按层次进行分类,并分层并行计算各层次的支路功率损耗和电压损耗,因而可大幅度提高配电网潮流的计算速度。论文在MATLAB环境下,利用其快速的复数矩阵运算功能,实现了文中所提的分层前推回代算法,并取得了非常明显的速度效益。另外,论文还讨论发现,当变压器支路阻抗过小时,利用Π型模型会产生数值巨大的对地导纳,由此会导致潮流不收敛。为此,论文根据理想变压器对功率和电压的变换原理,提出了一种有效的电压变换模型来处理变压器支路,从而改善了潮流算法的收敛特性。基于IEEE40节点的配电网算例系统和1338节点的实际系统进行了仿真计算,结果表明:该文算法具有速度快、收敛可靠的明显优点。

模拟进化优化方法

本文扼要介绍了模拟进化优化方法中的两个分支－遗传算法和进化规则，同时将进化规划与基于梯度的寻优技术有机地结合起来，提出了一种新的全局寻优算法一启发式进化规划，最后给出了数值算例，说明了此类方法在求解组合优化问题以及具有不可微的目标函数或约束条件复杂的非线性优化问题的优越性。

基于蚁群优化算法的机组最优投入

机组最优投入问题(optimal Unit Commitment,UC)是寻求1个周期内各个负荷水平下机组的最优组合方式及开停机计划,使运行费用为最小。该问题是一个高维数、非凸的、离散的、非线性的优化问题,很难找出理论上的最优解,但由于它能带来显著的经济效益,所以受到了国内外很多学者的广泛关注。作者尝试采用一种新型的模拟进化优化算法——蚁群优化算法(ACO)来求解该问题。首先,利用状态、决策及作者提出的路径概念把UC设计成类似于旅行商(TSP)问题的模式,从而可以方便地利用ACO来求解。其次,由于ACO处理的是无约束优化问题,对于UC这一约束优化问题,提出了不同的方法来处理各种约束。用tabu表限制不满足旋转备用约束和机组最小启/停时间约束的状态;通过附加惩罚项来处理线路N安全性约束。数值算例验证了此算法的可行性和有效性。

UPFC的潮流控制与暂态稳定性研究

从UPFC控制潮流的基本原理出发 ,详细地讨论了它对线路潮流的调节情况 ,建立了利用UPFC控制潮流的 3种优化模型 ,并针对UPFC对潮流的控制受功角变化的影响较大的特点 ,提出了一种有效的分段潮流控制策略 :根据暂态过程的不同阶段 ,相应地改变UPFC的控制方式 ,从而可大幅度地改善系统的暂态稳定性。单机无穷大系统的暂态仿真结果表明 :分段潮流控制策略是有效的。

UPFC的模型与控制器研究

考虑了两侧逆变器的脉宽和相角的控制输入，以五阶非线性微分方程组来描述UPFC的动态过程，提出利用串联测输出电压的横分量和纵分量以及并联侧输出电流的横分量和纵分量来分别控制线路有功、线路无功、节点电压和直流侧电容电压，设计了UPFC的反馈控制系统。较全面地仿真了UPFC在系统故障过程中的暂态特性以及UPFC的功率控制和电压调节的性能，分析了UPFC直流侧电容量、变压器电抗值以及UPFC的控制参数对电力系统稳定性的影响。

基于HSIC的非线性PID控制器

在分析PID控制器智能性的基础上,运用仿人智能控制(HSIC)原理,对PID控制器的3个控制分量分别通过模拟人的控制行为,在低层次上实现智能控制。通过实验比较常规PID控制器和基于HSIC的NPID控制器对同一控制对象的控制效果,验证了基于HSIC的NPID控制器在模拟人行为过程中取得的良好控制品质。

基于直流侧电容电压弱控制策略的UPFC二阶段控制器设计

在分析常用直流侧电容电压控制方法的基础上,确定了直流侧电容电压强控制的概念,并相应地提出了直流侧电容电压弱控制策略。该策略能够利用UPFC直流侧电容吸收部分暂态能量,从而加速故障后线路上潮流稳定过程。基于直流侧电容电压弱控制的概念,结合线性最优控制方法,给出了相应的弱-强二阶段控制器设计实例及仿真结果。仿真实验表明,在系统发生三相对称短路故障时,该控制策略能够迅速地稳定被控线路的潮流和UPFC接入点的母线电压。该文提出的直流侧电容电压弱控制方式可与任一成熟的UPFC控制策略共同工作,以达到进一步改善控制效果的目的。

UPFC线性最优控制方式的研究及其对暂态稳定性的改善

基于ＵＰＦＣ（ 统一潮流控制器） 的动态模型，提出以受控线路有功和无功偏差、受控节点电压幅值偏差、ＵＰＦＣ 两侧不平衡有功偏差、ＵＰＦＣ 直流侧电容电压偏差、发电机的有功输出偏差和发电机转子的角速度偏差七个可测量为状态反馈量，设计了ＵＰＦＣ的线性最优控制系统。仿真结果表明，所设计的控制系统可以有效地控制节点电压和线路潮流，改善系统的暂态稳定性。

基于神经网络模型的母线保护

提出了一种基于神经网络模型的母线保护。将母线上各电流互感器的不同特性全部放入到神经网络中 ,并将从各电流互感器获得的同步采样电流值作为神经网络的输入。依据获得的各个同步采样电流值对神经网络模型参数进行有指导性的自适应学习估计 ,在不同情况下估计出神经网络模型的最佳模型参数 ,即形成了一套完整的母线保护神经网络模型。依据这一方法估计出的神经网络模型 ,可区分不同情况下的母线内部故障和外部故障。

分层递阶控制理论与电力系统自动化

从理论体系上,通过类比电力系统自动化与Saridis的分层递阶控制理论中高阶产生式系统,指出二者之间存在紧密的、类似理论与实践之间的相互促进关系;同时将仿人智能控制理论(HSIC)引入电力系统运行与控制中来,为其设计提供新的理论与方法。

基于最优潮流并计及静态电压稳定性约束的区域间可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是衡量电力系统在安全稳定运行的前提下区域间功率交换能力的指标。文中基于最优潮流(OPF)方法,建立起符合电力市场交易机制的ATC计算模型,其中考虑到输电线路故障对系统静态电压稳定性的影响,加入线路N-1故障时广义参数化形式的潮流方程及相应的不等式约束条件,使系统在故障时仍有负荷裕度,以保持电压稳定;以支路功率和系统负荷裕度之间的灵敏度指标进行预想故障选择,并用原对偶内点法计算得到输电线路N-1安全约束下的区域间可用输电能力。IEEE30和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的正确性与有效性。

统一潮流控制器的智能解耦与结构设计研究

文章在分析统一潮流控制器(UPFC)使用的传统比例-积分(PI)控制器及线性最优控制和智能预估控制方法控制过程本质的基础上,指出使用PI控制UPFC时存在的一些问题,提出一种比例-积分-微分(PID)控制与智能解耦过程相结合的控制器结构,并给出相应的控制策略。在仿真结果的基础上,指出应根据控制过程中的主要目标和次要目标分阶段有针对性地控制系统,达到快速稳定控制系统潮流的目的。

统一潮流控制器的控制器设计与暂态仿真研究

通过详细的理论分析，考虑统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）的电压调节和潮流控制作用，以ＵＰＦＣ串联侧输出电压的横向分量和纵向分量以及并联侧输出电流的横向分量为控制输入，设计了ＵＰＦＣ的控制器；以单机无穷大系统为例，较全面地仿真了ＵＰＦＣ及其控制参数对系统暂态稳定性的影响以及ＵＰＦＣ的电压调节和潮流控制能力。

基于电压相量的电力系统电压稳定指标

针对电力系统网络不同的拓扑结构，本文提出了一个利用节点电压相量计算的电压稳定指标（ＶＳＩ）。直接利用系统各节点电压相量的幅值和相角，从图论算法的基本思想出发确定系统中易于遭受电压失稳的最弱传输路径，用于电压稳定分析。５节点和３０节点系统对指标加以验证。本文提出的方法为电力系统电压稳定实时控制打下了基础。

动态最优潮流的预测/校正解耦内点法

从动态最优潮流中动静态变量的弱耦合关系出发,深入分析了原对偶内点法的解耦思想及其产生的根本原因,然后将该解耦策略推广应用于预测/校正环节的线性方程求解,提出动态最优潮流的预测/校正解耦内点法。该算法利用预测/校正原对偶内点法的优势,提高了动态最优潮流的迭代计算效率。同时,针对线性修正方程组常数项的特点,进一步提出了一种分组解耦同步迭代策略,使动态变量和各时段静态变量在预测/校正环节中实现同步解耦计算,从而进一步提高了动态最优潮流的解耦计算效率。通过典型算例的仿真分析与对比,验证了该算法的有效性。

UPFC 动态建模与最优控制研究

首先推导出了含ＵＰＦＣ单机无穷大系统的功率方程式，进而提出用二阶状态方程来描述ＵＰＦＣ的动态行为，并设计了其最优控制系统。通过对某单机无穷大系统的暂态仿真，验证了该方法的有效性。

基于模糊来水量、模糊负荷的短期水火电调度

本文利用三角模糊数计及自然来水量及负荷的不确定性，用模糊机会约束来描述水库蓄水量约束及线路的安全约束，并通过线性规划求解本文模型。本文最后给出了一样例系统的计算结果。

一种实用的FUZZY自适应励磁控制方法

在线性最优励磁控制的基础上，通过引入一个ＦＵＺＺＹ推理机，提出了一种ＦＵＺＺＹ自适应励磁控制方法。由于ＦＵＺＺＹ推理机能根据发电机的实测功率和电压不断地修正控制器的反馈增益，因此，所提出的ＦＵＺＺＹ自适应励磁控制器能跟踪电力系统运行工况。数字仿真结果表明：ＦＵＺＺＹ自适应励磁控制器具有良好的控制性能。