基于蒙特卡罗模拟法的柔性交直流混联配电网概率潮流计算

随着高压直流输电和新能源并网技术的快速发展,电力系统运行工况愈加复杂多变。为更好评估现代电力系统的不确定性,文中研究了分布式发电中的风力发电和太阳能发电的随机出力对配电系统电压质量的影响,提出一种能够计及风光互补特性和换流站控制特性,基于蒙特卡罗模拟求解含有电压源换流器的交直流混联系统概率潮流计算方法。首先,针对换流站不同的控制方式,给出利用交替迭代法进行常规交直流潮流的计算模型。其次,建立了考虑风力发电、太阳能发电和负荷不确定性的概率潮流计算模型。最后,在修改后的IEEE-34节点系统上采用蒙特卡洛法计算节点电压、线路功率的均值和标准差。该方法能较为准确的反映新能源固有的不确定性及穿透率的影响,并有着良好的收敛性。

计及风电场发电功率不确定性的电力系统模糊潮流

风速随机性与间歇性的存在,给大型风电场并网后电力系统的稳定运行提出了新的问题和挑战。本文应用概率统计及模糊集的相关理论对计及风电场发电功率不确定性的电力系统模糊潮流计算进行了研究。首先取给定参数值的威布尔曲线作为风速概率统计分布,并基于随机模糊相容性原理,将其转换成风速的可能性分布,再结合笼型异步风力发电机的风速-功率关系特性曲线建立了风力发电机组出力的非线性模糊模型;并在对该模糊模型线性化的基础上,采用基于潮流分析灵敏度的方法对系统模糊交流潮流的可能性分布进行了求解。最后给出了计及风电场的IEEE14算例系统下的仿真结果。

考虑随机变量相关性的交流概率潮流风险评估

随机变量除了由非线性潮流方程所决定的相关性外,还存在着不同节点的同类型和不同类型随机变量之间的相关性,为评价电网规律扩大电力市场跨区交易等带来潮流随机波动的风险,采用蒙特卡洛模拟研究了考虑随机变量相关性的交流非线性概率潮流的统计特征,提出了能有效反映电网运行风险的电压、线路潮流、发电机无功功率的可能性和严重度指标。测试系统的仿真研究表明,随机变量的相关性对概率潮流的统计特征影响较大,不考虑随机变量的相关性会影响电网安全风险评估的准确度,而且需根据规划或运行的目的,从周期性或实时运行的角度分别建立系统模型,分析系统的薄弱环节。

交直流系统潮流计算中换流变压器分接头的调整方法

分析了直流输电系统中换流变压器的作用,在交直流系统潮流计算中考虑了换流变压器分接头的调整,提出了调整分接头档位的方法,并通过两个算例系统进行了仿真。仿真结果表明,该方法能有效检测运行控制角和电压的越限情况,并根据不同的调整要求尽量使换流器吸收的无功减少。

大规模交直流互联电力系统潮流分区并行算法

提出一种大规模交直流互联电力系统潮流分区并行算法.该方法按AC/DC电力系统的互联特性,通过区域电网间的AC/DC联络线对电网进行划分,建立了AC/DC互联电力系统潮流分析的2层计算树模型.2层计算树的根结点由不连通的AC/DC联络线组成,叶结点为划分后的交流子系统.算法引入撕裂后边界母线间的虚拟电流作为2层树根结点之间的协调变量,进而得到根结点和叶结点子系统边界母线间的标准化电压电流约束方程.通过上述约束方程实现大规模AC/DC互联电力系统潮流分区并行计算的双向迭代新算法.该算法不改变牛顿法潮流算法的收敛性和计算精度,各叶结点子系统可采用传统的潮流算法进行计算,可在多核计算机上并行实现.以南方电网某运行方式数据为测试系统的分析表明,所提分区正确有效,计算结果与商业软件BPA计算结果具有较好的一致性.

计及不确定性的预想事故自动选择区间方法

由于发电机出力和负荷需求具有不确定性,引入区间分析方法来处理电力系统静态安全分析中的不确定性问题。利用对区间线性方程组求解的区间直流潮流算法来计算发电机和支路开断后的潮流;提出一种新的改进的对区间进行大小比较的可信度量度函数。在此基础上,提出和实现了计及不确定性的电力系统预想事故自动选择的区间方法。采用5母线算例系统、IEEE14母线算例系统和中国某省调电网实际系统对算法进行了验证,将文中算法与不计不确定性的传统分析方法以及概率方法相比较,证实了在静态安全分析中计及不确定性的必要性和文中方法的有效性及应用价值。

交流等值法交直流电力系统潮流计算

本文提出了一种新的交直流电力系统潮流计算方法──交流等值法。该方法使交直流电力系统潮流计算与纯交流系统潮流计算在数学模型、计算方法和收敛特性等方面得到了完全的统一。

交直流电力系统概率潮流计算

基于概率理论的解析法,提出了包含直流系统的概率潮流模型。以节点注入功率和PV节点电压运行曲线构成系统的多运行方式,并计及节点注入之间的相关性,对交直流电力系统进行概率潮流计算,获得了节点电压及直流系统变量的均值和协方差。由随机变量数字特征的基本性质和交流系统概率潮流计算的原理,在直角坐标系下推导了不同直流控制方式的交直流概率潮流算式。以整流器定电流控制、逆变器定电压控制为例,在改造后的新英格兰39节点系统上计算了节点电压及换流器各角度的均值和标准差,分析结果表明了所提算法的有效性。

基于牵引计算的牵引变电所馈线电流仿真计算

传统的交流电气化铁道牵引供电系统仿真一般采用单一的供电系统仿真计算软件,忽略了供电系统和列车牵引运行的内在联系,从而影响了仿真结果的精度。本文详细叙述了如何构建包括列车牵引计算模块和牵引供电系统潮流计算模块在内的综合仿真软件,给出了仿真系统的主体流程,并分析了如何实现牵引变电所馈线电流的仿真计算。分析比较了求解交流牵引供电系统潮流的现有方法,针对其R/X较大的特点,采用了改进PQ分解法求解系统潮流,并利用一个10机车系统进行了实际验证,计算表明该方法性能优良,是求解交流电气化铁道牵引供电系统潮流的有效方法。最后利用所开发的软件成功地仿真了一条具体线路牵引变电所馈线电流随时间变化的过程,验证了其实用性。

交直流系统动态潮流研究

动态潮流可以提供系统潮流分布和频率随负荷变化的大体趋势,显示系统状态的走向,为系统态势分势提供依据。文中论述了时段划分在动态潮流中的重要性,指出:时段划分应随负荷变化率浮动,时段不易划分过短,应与状态估计和状态预估相协调,提出了交直流系统动态潮流的数学模型和解算方法,该方法简捷、收敛性好。

基于连续潮流法的含双端VSC-HVDC交直流系统负荷裕度分析

为了分析含双端VSC-HVDC交直流系统的静态电压稳态特性,结合交替求解法和连续潮流法给出一种交直流连续潮流法。根据初始输入得到初始解确定负荷增长方向,引入负荷裕度参数。通过调节VSC-HVDC的控制策略,最终得到系统不同情况下的负荷裕度,采用左特征向量乘子法对系统进行负荷裕度灵敏度计算。对含双端VSC-HVDC的IEEE39节点系统和IEEE118节点系统进行建模仿真,得出了系统负荷裕度以及负荷裕度灵敏度近似线性的变化规律。直流线路功率流向对系统负荷裕度的影响相反,验证了方法的有效性。

基于改进粒子群算法的交直流系统低压切负荷优化控制策略

高压直流输电技术的发展推进了大规模、远距离电力系统互联,但也带来了电压稳定控制的挑战。提出一种基于改进粒子群算法的交直流系统低压切负荷搜索方法。首先,修正交直流系统潮流计算模型;其次,针对戴维南等值参数漂移问题改进模型,建立电压稳定裕度指标;为满足切负荷的快速性要求,采用灵敏度选取交直流系统切负荷点集;然后,建立交直流系统低压切负荷模型,以最小控制成本为目标,并给出算法的优化步骤;最后,基于IEEE 30节点系统进行验证,仿真结果表明:该方法能有效提高交直流系统电压稳定性。

全局电压无功优化控制系统在廊坊电网的应用

系统实时读取SCADA数据,以提高电压合格率、降低网损为目标,以交流潮流计算为基础,采用基于灵敏度分析的专家系统和遗传算法等优化方法,得到全局最优的变压器分接头档位升降以及并联补偿电容投切方案,并调度执行。系统对地区电网进行全局集中优化,所做分析基于实时潮流计算,并实现了在线应用,这是系统最大的特点,而且系统在监控数据修正、高压线路充电功率修正等方面也具有特色。在地区电网的实际应用表明:系统控制策略合理可行,可以有效提高地区电网电压合格率,降损效果明显。本文结合该系统在廊坊电网应用情况,从系统结构、功能模块、特点、相关问题处理、应用效果等方面对系统进行分析。

电气化铁道系统概率潮流算法研究

探讨了在AT自耦变压器供电方式下,交流电气化铁道牵引供电系统的数学模型。推导了在多辆电力机车运行条件下各机车电压与牵引变电所供电功率的计算公式。提出了利用电力机车运行速度的变化曲线来计算其位置概率分布的方法。从而应用蒙特卡罗仿真,随机抽样确定电力机车在牵引网中的位置和运行状态,然后进行潮流计算,最终得到机车电压与供电功率的概率分布。

恢复潮流可行的交直流电力系统切负荷新模型

本文通过在交流侧有载调压变压器支路模型中引进虚拟节点,并通过虚拟节点的电压变量来表示有载可调变压器支路功率方程;在直流侧引进与换流器相对应的交流电压幅值、电流幅值等变量表示直流方程;耦合方程把不同坐标系下的方程耦合到一起,由此建立了交直流混合系统恢复潮流可行性问题的二次切负荷优化新模型。预测-校正原对偶内点法被用来实现这个最优潮流问题,该模型的海森矩阵在优化过程中是恒常矩阵,只需要计算一次,这样缩短了内点法的计算总时间。仿真计算结果验证了所建模型正确性和有效性,可判断潮流是否可行并给出切负荷的位置。

潮流计算模型对大电网充裕度评估的影响分析

潮流计算是大电网充裕度评估的基础,潮流计算模型的选择会对大电网充裕度评估的结果产生影响.介绍大电网充裕度评估的原理,对交流潮流计算模型和直流潮流计算模型进行分析比较,以RBTS可靠性测试系统为例进行算例分析.算例分析结果表明,基于交流潮流的大电网充裕度评估能够计入无功功率和节点电压的影响,计算结果相对精确,但是计算时间代价大;采用直流潮流模型时大电网充裕度评估速度快,但计算结果存在一定误差.

计及柔性交流输电系统装置的概率潮流计算

将2种典型的柔性交流输电系统装置,即可控串联补偿器和并联型静态无功补偿器引入概率潮流计算,在Visual Fortran 6.5环境下编程实现,并在八机系统上进行试算验证,为进一步的概率稳定性分析提供发电机的初始状态和各节点电压的均值与协方差.

交直流联合系统的安全校正计算

将顺序法交直流潮流计算与基于交流系统灵敏度分析的安全性提高算法相结合,提出了一种交直流联合系统安全校正分析的快速算法.其中,对两端直流输电系统,推荐了一种快速灵活的直流潮流计算方法.在安全校正计算中,通过灵敏度分析选择出有效控制变量并由伪逆法直接求得其调整量.对一个规划中的交直流联合系统的试算表明,这种方法快速有效,具有实用价值.

含分布式电源的交直流混合配电网潮流分析

随着电力电子技术的不断发展,直流输出型分布式电源不断接入不同等级配电系统,伴随着交直流敏感负荷数量的显著增加,急需研究一种满足分布式电源接入的交直流混合配电网潮流分析方法。针对具有多端点结构的交直流混合配电网,通过分析VSC(电压源变换器)损耗和直流、交流线路损耗对配电系统的影响,并考虑因换流站数量增加所导致的不可忽略的换流站损耗,提出混合交直流配电网连续潮流计算方法,建立混合交直流配电网模型,设计2种不同的混合交直流配电网的拓扑结构,并对其进行仿真分析。仿真结果表明,考虑网络损耗和网络内换流器数量较多的变换器损耗,特别是考虑到交流或直流母线占主导地位的网络,会导致网络间的潮流解和功率转移有很大的不同。

考虑风电和负荷不确定性的输电网多目标柔性规划

风电大规模集中并网使输电网中电源出力的不确定性显著增强,并且当前考虑风电和负荷不确定性的输电网规划模型大多采用直流潮流,规划结果的准确性有待提高。以交流潮流为基础,构建了考虑风电和负荷不确定性的输电网多目标柔性规划双层模型。上层模型是以建设投资等年值费用、年网损费用和运行效率为目标的输电网多目标规划模型,采用带精英策略的非支配排序遗传算法求解,并将帕累托最优规划方案集合传递给下层;下层模型是以弃风和切负荷量最小为目标的多场景校验模型,用来校验帕累托最优规划方案集合对于风电和负荷不确定性的承受能力,根据下层模型的弃风和切负荷期望值修改上层模型的约束条件,从而将风电和负荷不确定性的影响传递给上层模型。对下层模型的交流潮流约束进行二阶锥松弛,将非线性且非凸的规划模型转化为具有凸可行域的二阶锥规划模型,利用Cplex求解器进行高效求解。最后,用调整后的39节点系统验证了所提模型的有效性。