双向互动省地协调电压控制系统中的协调约束生成技术

双向互动省地协调电压控制模式符合智能电网的要求,具有广阔的应用前景。在该控制模式中,省、地两侧需要将各自的运行信息浓缩为协调约束(包括能力约束和期望约束)并提交给协调层供其决策。文中基于在线自适应分区结果,构造生成省调侧协调约束的优化模型;基于拓扑分区结果,构造生成地调侧协调约束的优化模型。省、地两侧通过实时求解上述优化模型得到各自的协调约束。基于全局潮流算法实现了省、地间电网的联合仿真协调控制系统,并给出仿真结果。文中方法已成功应用于江苏电网省地协调无功电压控制系统。仿真算例及现场运行结果均证明了该方法的有效性。

发输配全局潮流计算第二部分:收敛性、实用算法和算例

主从分裂法是一种适合于全局潮流计算的基本算法。文章对该算法的收敛性进行了理论研究，给出了实用的收敛性分析方法，讨论了该算法的收敛机理，研究了实用迭代算法的构造，提出了两类不同特点的主从分裂迭代算法，并通过算例。

基于潮流方程组拼接模式的互联系统分布式潮流计算

目前互联电力系统使用集中式和分布式建模2种思路来获得全局广域潮流解,2种思路各有优缺点。文中力图将两者的优点结合起来,提出了一种带有集中式特点的分布式潮流拼接算法。该算法将各子网的导纳矩阵、节点注入功率向量、节点类型信息向量拼接起来构成全局潮流方程组,据其在某个子网侧计算出全局潮流后,将其余子网的潮流数据传送回去从而获得全网的分布式潮流。拼接算法无需进行全网一体化建模或模型拼接,各子网间亦无需进行协调迭代计算,但所求得的潮流计算结果却与一体化建模时完全一致。在IEEE9节点系统上进行的数值仿真实验表明了所述拼接算法具有较突出的优势。

发输配全局潮流计算——第一部分 : 数学模型和基本算法

提出发输配全局潮流计算这一新课题，它以全局电力系统为研究对象，能计算出一体化的全局电力系统状态，弥补了传统潮流计算中发输电系统和配电系统完全独立进行的局限性，可满足全局控制决策的需要。建立了数学模型，构造了全局潮流主从分裂法，自然地将规模庞大的全局潮流问题分解成发输电潮流和一系列小规模的配电馈线潮流子问题，发输电和配电可用不同的潮流算法，满足了全局潮流在线分布式计算的要求。

含微电网中压系统的PQ-同伦全局潮流计算方法

以实现含微电网的中压系统的在线潮流计算为目标,提出了含微电网的中压系统的PQ-同伦全局潮流计算方法。将含微电网的中压系统分为中压系统以及由若干个微电网系统和子边界系统构成的系统,建立了含微电网的中压系统的潮流计算模型,并对子边界系统中的节点进行分类。提出自适应步长同伦算法对多个微电网系统进行并行潮流分析,按照Newton校正环节所使用的迭代次数自动调整同伦参数的步长,并在校正迭代不收敛情况下加入斜率补偿措施,减小算法对迭代初值和初始步长的依赖。给出了PQ-同伦全局潮流计算的实现框图。设计了1个由IEEE 14节点和IEEE 4节点系统构成的含微电网的中压系统,并通过MATLAB编程对所提算法的有效性进行了验证。

计及主网潮流响应的主动配电网故障恢复研究

随着传统配电网向含高分布式电源(DG)渗透率的主动配电网转变,传统的配电网故障恢复孤立进行的做法已不再适用。提出了一种计及主网潮流响应的主动配电网故障恢复方法。通过考虑主配全局潮流实现了主配网的协调,配电网侧DG、可中断负荷和网络重构资源的合理配合,保证了故障恢复策略的准确性和经济性。对IEEE30节点主网和IEEE33节点配网组成的全局电网算例进行测试,结果表明,该方法较传统的配电网孤立故障恢复方法更具有效性。

含电磁环网的输配电网全局动态潮流主从分裂算法

全局动态潮流在计算发输配一体的电网预想事故后的新稳态工况时,比只在主网侧计算的动态潮流更贴近实际.为解决全局动态潮流的分布式计算问题,需要采用主从分裂法.该方法根据配电网等值将输配电网分裂后,分别在主网侧和配电网侧计算动态潮流,然后交换少量数据,实现主从迭代.根据电磁环网理论,在首次主从迭代添加起步加速环节,可以在迭代前期得到更接近真实解的系统频率增量,加快计算速度.算例表明,含起步加速的全局动态潮流主从分裂算法能够更加准确且快速地计算电网在预想事故后的新稳态工况,适用于在输配电网之间进行分布式计算.

基于PMU量测数据和SCADA数据融合的电力系统状态估计方法

针对传统静态状态估计方法的缺点,提出了一种改进的电力系统状态估计方法,即将部分节点相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)量测数据与监控数据采集(supervisory control and data acquisition,SCADA)量测数据融合进行电力系统的全网状态估计。该方法简化了系统的雅可比矩阵,缩短了计算时间。文章研究了PMU和SCADA系统融合改进后的快速分解法,针对SCADA量测数据的缺点,通过历史数据库对潮流数据进行预测,并依据PMU量测量对系统进行分析,继而进行系统全网状态的动态监测。通过算例证明,与传统的估计方法相比,该方法改善了状态估计的精确性,减少了迭代次数,细致地描绘了电网状态的变化过程,为调度中心下一步的决策提供了依据。

城市电网输配全局最大供电能力分析

城市电网是包含输电网和高压配电网的全局电力系统。传统电网供电能力分析中,往往分别对输电网和配电网单独求解,割裂了输配电网之间的统一协调关系。针对这一问题,提出了城市电网全局最大供电能力分析模型。首先,针对输电网结构特点,结合改进的潮流计算模型,采用线性规划法求解输电网满足N-1约束的安全供电能力;其次,针对高压配电网的结构和负荷特性,建立基于需求侧分析的高压配电网最大供电能力分析模型;最后,进行电能阻塞分析,求取城市电网全局最大供电能力。通过算例证实了该分析体系能有效计算城市电网的全局最大供电能力,定位电网整体供电能力的薄弱环节,为电网规划提供参考数据。

电力系统最优潮流算法综述

总结了国内外关于电力系统最优潮流算法的研究现状 ,介绍了求解最优潮流的经典算法 ,现代优化方法以及其它算法 ,并提出了针对这一问题算法的潜在研究方向。

含风电电网的动态全局最优潮流及其两级协调控制算法

针对含风电电网中风电出力的波动性,开展动态全局最优潮流分析,提出2级协调控制算法,并建立相应的数学模型。该算法以风电出力全周期内全电网网损最小为目标函数,将传统控制手段(即控制变量为变压器档位和并联电容器组数)与快速响应的有功和无功补偿手段相结合进行分步优化,得到能充分发挥传统控制手段和快速响应补偿手段各自优势的优化调控方案,并减少了传统控制手段的动作次数。此外,为准确模拟风电并网特性并使该新算法快速收敛,以改进牛顿拉夫逊法为潮流计算手段,采用遗传算法实现寻优。其中,改进牛顿拉夫逊法考虑了双馈和异步2种风机并网方式,建立其P-Q(V)节点模型,修改雅克比矩阵对角线元素,可较好地适应含风电场电网的潮流计算,进一步提高2级寻优结果的准确性。最后,将所提算法应用于华中地区某风电场的并网分析,并与已有文献中的多时段最优潮流控制策略进行对比,表明所提算法合理有效,具有实用价值。

输配电网一体化分布式潮流计算方法

随着大量分布式电源和电动汽车接入配电网,传统的输配电网相互独立的潮流计算已不再适合。考虑到输配电网由不同层级控制中心监控和管理,提出了基于主从分裂的输配电网一体化分布式潮流计算方法。该方法以输配全局电网作为研究对象,将一体化潮流问题分成输电网潮流计算、多个配电网潮流计算和边界节点协调子问题,其中,输、配电网潮流计算子问题分别采用牛顿法和前推回代法来解决,并通过边界节点电压和等值功率的交换实现输配电网一体化分布式潮流计算。最后,对IEEE-30节点输电系统和IEEE-33节点三相不平衡配电系统构造的全局电力系统进行仿真,结果表明该方法的有效性。

基于Sobol’法的孤岛微电网潮流全局灵敏度分析

随着可再生能源发电在微电网中的渗透率不断提高,微电网运行的不确定性显著增加,有必要准确评估输入变量对微电网状态的影响,以提高系统的运行控制水平。计及孤岛微电网中分布式电源和负荷的不确定性,基于有功—频率/无功—电压的下垂控制策略,构建了综合控制下的孤岛微电网概率潮流计算模型,并采用具有鲁棒性的自适应LM(Levenberg-Marquardt)算法进行求解。在此基础上,针对系统状态的不确定性,基于Sobol’全局灵敏度理论,建立了一种考虑源荷不确定性的孤岛微电网概率潮流灵敏度分析法,用于辨识影响系统状态的关键因素。通过对有多台分布式电源接入的33节点孤岛交流微电网系统进行仿真,获得了各输入变量的一阶灵敏度和总灵敏度,分析了输入变量对系统状态的影响,验证了所提方法的有效性。

最优潮流计算中的GPS同步信号技术

智能电网的最优潮流计算是建立在全网电能数据信号同步采样基础上的,电网的分布式传感检测系统需要一个统一的时间同步信号来指挥和控制.为此,提出一种应用于最优潮流计算的全球定位系统(GPS)同步信号方案,嵌有全球时间戳的采样信号传回至主机,从而为完成智能电网的最优潮流计算提供技术支撑.

适应分布式电源的输配电网协调潮流算法

针对未来分布式电源逐渐增多的背景,输、配电网间潮流耦合关系将趋于复杂化,必须将输电网、配电网潮流统一进行分析。对此,建立了以输电网与配电网边界节点电压为协调变量的全局电网分解协调计算方法,其协调量来自电压无功灵敏度,分解协调的信息就地采集,易于实施。通过算例验证表明,该方法不但能适应当前电网潮流的统一计算,而且对于分布式发电占相当比例的未来电网同样具有很好的适应性。

考虑源–荷随机–模糊特征的配电网潮流不确定性量化方法

分布式可再生能源发电在配电网中的比例逐年提高,其不确定性给配电网的安全运行带来了挑战,量化研究源–荷不确定性对配电网潮流的影响具有重要意义。计及源–荷的随机–模糊特征,该文建立随机源–荷模糊参数模型,提出考虑源–荷随机–模糊特征的配电网潮流不确定性量化方法,包括不确定性表征和灵敏度分析两个阶段。在不确定性表征阶段,提出基于多项式混沌克里金方法(polynomial-chaosbased Kriging,PCK)的配电网随机–模糊潮流高效计算方法。在灵敏度分析阶段,提出基于隶属函数的全局灵敏度分析(global sensitivity analysis,GSA)方法,用于定量评估随机源–荷模糊参数对配电网潮流的影响,准确辨识关键随机源–荷模糊参数。将所提方法应用于含分布式可再生能源的33节点和123节点配电网系统进行仿真计算,验证了所提方法的有效性。

基于内点半定规划法的含UPFC的最优潮流

传统最优潮流(OPF)问题是一个非凸优化问题,统一潮流控制器(UPFC)的引入进一步增加了OPF问题的非凸程度,因此传统内点法无法有效保证所得解的全局最优性。基于此,将对初值选取不敏感、具有全局收敛能力的内点半定规划(SDP)算法推广至计及UPFC的电力系统OPF问题中,将UPFC变量添加至系统状态变量中,并对增广变量进行优化重组,利用直角坐标的二次形态将含UPFC的OPF问题映射到SDP空间。对IEEE 30、57、118、300节点系统和一个实际系统进行算例测试,结果表明所提算法有效保证了所得解的全局最优性,对增广变量的优化重组有效提高了算法的计算效率和数值稳定性。

求解含储能装置的微电网动态最优潮流的对偶半定规划方法

电网动态最优潮流是一个全天24个时间断面耦合的最优潮流问题,需要考虑常规机组爬坡率约束和分布式储能装置能量约束。具有二阶收敛特性的内点法可以对其进行快速求解,但无法保证解的全局最优性。采用对偶半定规划法求解该问题,对孤岛运行的微电网动态最优潮流原始模型及向对偶半定规划模型的转换做了详细的介绍,并给出了严格的全局最优性判据。同时将储能装置的强非线性模型等价地变换成线性模型,并给出了相应的证明。某实际微电网和IEEE 30节点系统的测试结果表明,对偶半定规划法可高效求解动态最优潮流问题,其解可保证全局最优性。

基于时序场景的全球联网电力流多期规划模型

面临资源紧张、环境污染、气候变化等诸多挑战,需要大力推动以太阳能、风能等清洁能源替代化石能源,走绿色低碳可持续的全球能源转型道路。针对全球能源互联互通需要,提出了通过时序场景计及全球可再生能源资源和电力需求的分布特性,在此基础上以全球电力供应总成本最小化为目标,构建了全球联网电力流多期规划模型;最后面向全球能源资源大范围优化配置的发展愿景,开展了全球联网电力流格局的量化分析。

基于粒子群算法的全钒液流电池储能系统功率分配方法

由于在储能系统构成功率分配的组成部分较多,受计算能力的影响,最终的功率分配结果往往存在较大误差,为此,提出基于粒子群算法的全钒液流电池储能系统功率分配方法。将构成全钒液流电池储能系统功率的组成部分粒子化,采用全局寻优的方式计算出系统功率分配结果。测试结果表明,设计方法的功率分配误差低于0.50 kW,并在极大程度上降低了成本开销。