考虑不确定性的谐波潮流计算研究综述

随着电网中非线性负荷大量增加以及间歇性能源的发展,非线性和随机波动性导致电力系统谐波潮流的不确定性,考虑不确定性的谐波潮流计算因此得到广泛研究。首先介绍谐波潮流计算基本方法,即传统的确定性谐波潮流算法。其次,概述不确定性谐波潮流计算的发展,并重点论述潮流计算中不确定性信息的处理方法,目前主要为三类方法:概率潮流法、模糊潮流法和区间潮流法。最后,对考虑不确定性的谐波潮流算法进行探讨,为这一领域相关研究提供参考。

计及不确定性的模糊交流潮流计算方法研究

本文应用模糊集理论研究了计及发电机出力及预测负荷不确定性的模糊交流潮流的计算。发电机出力、发电机可用度及预测负荷的不确定性用梯形模糊数描述，采用增量模型求解模糊交流潮流的可能性分布。文章最后给出一个１１节点系统的计算结果。

考虑负荷不确定性的区间潮流计算方法

潮流计算是进行电力系统分析的重要工具 ,而实际工程实践中因为负荷等量的不确定因素的存在 ,使得不确定潮流问题有其重要的实用性。将区间数学引入求解不确定负荷下的潮流问题 ,采用区间分析的方法进行潮流计算方程组的求解。以区间量为基础的潮流计算模型出发 ,采用 Krawczyk-Moore区间迭代法求解 ,推出了求解方法。并以 Ward &Hale6节点试验系统为算例 ,进行不确定负荷潮流计算。

考虑出力不确定性的分布式电源谐波传播计算

新能源分布式发电(DG)具有随机性和间歇性的特征,并网后将向电网注入不确定性的谐波电流。考虑DG出力、谐波含有率的不确定性及两者的相关性,建立DG注入谐波的复仿射模型,提出采用Ybus高斯迭代的复仿射谐波潮流算法,首先计算DG基波电流,此后计算谐波电流和谐波电压并更新节点基波功率直至收敛。以IEEE 33节点系统为例,与基于蒙特卡罗和区间算术的谐波潮流算法对比,证明该文方法在保守性方面优于区间算术法,能够兼顾解的完备性和准确性,且在算法效率上高于蒙特卡罗法。此外还分析了DG谐波的幅值和相位不确定性对电网谐波分布的影响。

基于概率盒理论的负荷不确定性潮流计算

传统的确定性潮流计算只能获取在确定参数下电力系统的运行情况,但是在实际工作中这些影响系统运行的参数(如负荷)具有波动性。为了分析这些参数的波动性对系统运行带来的影响,提出了一种基于概率盒理论的负荷不确定性潮流计算。将概率盒理论应用于潮流计算当中,建立了一种基于概率盒的概率区间潮流模型并对其进行求解。以标准IEEE 30测试系统为例,首先分析负荷的分布特性,获得负荷的漂移区间并建立其概率盒模型;然后将负荷的概率盒等信度离散化并代入潮流方程中获得基于概率盒的潮流模型;最后使用牛顿法对该模型进行求解,并将潮流计算结果与蒙特卡洛方法进行对比分析。实验结果表明该方法有效可行,并且有更高的准确性。

考虑风电不确定性的配电网区间潮流计算

高渗透率风电的接入使得配电网三相潮流计算需要考虑更多不确定因素,传统的潮流计算方法面临严峻挑战。文中基于区间分析理论,采用区间数对风力发电系统出力的不确定性进行描述与分析,并建立了考虑风电注入功率不确定性的配电网三相区间潮流计算模型。为高效求解所建立的配电网三相区间潮流计算模型,基于对传统非线性区间方程求解方法的分析与改进,提出了采用Krawczyk-Moore算子对该区间潮流计算数学模型进行求解的方法,可以进一步提高区间运算结果的精确性。通过组态式配网动模试验搭建IEEE 37节点不平衡配电网测试系统进行仿真验证,并与现有的配电网确定性三相潮流计算方法进行对比,结果表明所提出的区间潮流计算方法能够较好地跟踪风电出力的不确定性,可为配电网调度提供系统运行状态上下界的参考。

电力系统谐波潮流计算方法综述

随着电力电子设备在电网中的大量应用,系统中谐波问题日渐突出。谐波潮流计算作为谐波分析的重要手段,在电力系统中占有重要的地位。文章阐述了确定性谐波潮流计算和不确定性谐波潮流计算的具体过程,分析了各种谐波潮流计算方法的优缺点和适用范围,总结了面对新型电力系统的发展,谐波潮流计算在建模与方法方面面临的新挑战,希望可以为后续的相关研究提供参考。

基于改进三点估计的概率谐波潮流计算

由于风力机组和光伏电池等分布式电源具有间歇性和不确定性等特点,提出一种改进三点估计结合最大熵理论(ITPEM&ME)的方法,用于计算配电网中的概率谐波潮流。首先,根据输入变量的不确定性构造改进三点估计的概率模型。其次,结合最大熵理论对其统计特征进行重构,得到配电网的谐波分布情况。最后,在IEEE 33节点系统上进行仿真验证,结果表明改进后三点估计法的误差低于传统的点估计法和蒙特卡洛法,且概率密度函数的拟合效果更接近工程实际,验证了所提方法在处理概率谐波潮流问题时的可行性和精确性。

基于区间不确定性的约束潮流

针对电力系统潮流计算中因新能源注入、负荷变化等因素而引起的计算数据的不确定性问题,提出一种新的基于区间算法的约束潮流模型。首先,将输入数据的变化表示为区间的形式,然后,将传统的潮流方程转变为考虑电压、无功功率等约束的优化模型;在求解过程中,引入区间的可比较性概念,将该不确定的约束潮流问题分解成两个确定性的约束优化子问题,即上界子问题和下界子问题,并利用现代内点算法进行求解,得到潮流解的上下界。最后,对IEEE 14,57,118节点系统和实际华南703节点系统进行仿真计算,并与经典的计算区间潮流的仿射算法和蒙特卡洛模拟法得到的结果进行对比,证明了该算法不仅结构简单,而且可以极大地提高计算效率。

考虑DG运行不确定性的复仿射Ybus高斯迭代区间潮流算法

采用复仿射描述DG出力和状态变量的不确定性,建立复仿射迭代形式的Ybus高斯区间潮流方程。提出将同类噪声元合并的处理方法,减少迭代过程中增加的噪声元数量,兼顾区间潮流计算的效率和精度。提出从复仿射计算电压幅值区间值和相角区间值的方法。IEEE 33节点系统算例验证了所提方法的有效性和准确性。

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。

强噪声背景下确定性谐波信号的模糊滤波

文章提出了一种在强背景噪声环境下对被淹没的谐波信号进行模糊滤波,从而恢复微弱目标信号的方法。在MATLAB环境下,先利用相干平均法,除去被测信号中的随机白噪声,对于有色噪声运用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的方法,对被测信号进行模糊滤波。在较低信噪比下,能较好的恢复出原始微弱信号。

考虑故障不确定性和保护动作性能的电网连锁故障模式搜索

电网连锁故障可能导致大规模停电事故并造成严重后果。由于电网的故障模式较多,故障参数(包括各种连续参数和离散变量)形式各异,且搜索连锁故障需要模拟保护动作性能和紧急控制措施,因此连锁故障模式的搜索和后果分析十分困难。文章综合确定性和概率分析方法的优点,提出了利用混合方法搜索连锁故障模式,由人工指定系统的原发性短路故障,随机抽样确定故障参数和保护动作的特性,考虑多种紧急控制措施和由于故障线路切除后潮流转移造成的过负荷保护动作,交替执行稳定和潮流计算,自动快速筛选出后果严重且较易发生的连锁故障模式。对IEEE-RTS系统的计算结果显示了本文方法具有良好的在线应用前景。

含牵引负荷的电力系统三相不对称谐波潮流计算

以国产ＳＳ４型电力机车的数学模型为基础，将谐波源作为受控电流源，提出了含牵引负荷的电力系统三相不对称谐波潮流新算法。其中，基波计算部分采用ＰＱ分解法，并采用稀疏矩阵和对称矩阵处理技术，利用三相因子表求解，在很大程度上节省了内存，减少了计算量；谐波计算部分采用节点电压方程，利用高斯消去法直接求解，不存在收敛性问题。基波和谐波潮流进行分离相关迭代，最终求出各节点的基波和谐波电压以及各支路的基波功率和谐波电流。算例表明，该算法能有效地节省内存。

考虑负荷和风电出力不确定性的输电系统机会约束规划

提出了一种考虑负荷和风电场输出功率不确定性、基于机会约束规划的输电系统规划方法。将Monte Carlo方法与解析的概率潮流计算方法相结合,得到含风电场电网输电线路的有功概率潮流分布。通过改进经典的输电系统规划模型,得到考虑负荷和风电场有功出力的概率分布、基于概率潮流计算的输电系统机会约束规划模型。为了有效求解该模型,设计了一种两步式遗传算法。该方法可以有效处理输电系统规划中的不确定性,并为规划人员提供比传统方法更丰富的信息。算例证明了该方法的有效性。

电力系统不对称谐波潮流的一种实用计算方法

提出了一种电力系统不对称谐波 (基波 )潮流的分立迭代算法 ,该方法实现了基波潮流与谐波潮流的解耦。不对称基波潮流计算采用三相 P— Q分解法 ,而不对称谐波潮流计算则采用解线性三相节点方程的方法。通过对某一实际电网的计算表明 ,这种不对称谐波 (基波 )潮流计算方法计算速度快、占用内存少、收敛可靠 。

供电网络谐波潮流计算

介绍一种含有多个不同谐波源地区供电系统的谐波潮流计算的实用方法。针对天水地区供电网主要谐波源进行了测量,统计分析了天水地区电网各谐波源的特点及谐波含量。针对地区供电网的特点确定供电网元件的数学模型,利用序分量法进行供电网络谐波潮流的计算,最终给出系统中电压、电流的不平衡率及各节点的谐波电压畸变率和各支路通过的谐波电流的含有率。对计算结果和测量结果进行比较,表明该方法对了解含有多个不同谐波源地区的供电系统谐波分布是一种行之有效的方法。

高速铁路车网耦合下的谐波潮流计算方法研究

为分析高速铁路牵引供电系统的谐波分布及其传输特性,在建立牵引网和CRH2型动车组谐波分析模型的基础上,提出了一种基波潮流与谐波潮流交替计算的谐波潮流计算方法。该计算方法充分考虑了高速铁路牵引网与动车组之间的电气耦合关系,即谐波电压与谐波电流之间的影响。通过分别对单列和两列动车组运行时牵引网的谐波潮流计算分析表明,该算法适用于高铁牵引供电系统单谐波源、多谐波源以及含有背景谐波时的谐波潮流计算,并且可以较为精确地反映牵引网谐波谐振现象,可为高速铁路牵引供电系统谐波谐振的分析和治理提供参考。

含双馈风机的配电网模糊谐波潮流计算

针对配电网中存在着大量的不确定因素对接有双馈风机的配电网节点进行基波和谐波模糊建模。并考虑节点内部存在的关系:在节点基波建模中,考虑并联补偿器和功率因数的关系可以提高理论收敛程度;在节点谐波建模中,考虑风机负荷、无源负荷和非线性负荷的关系可以极大简化模糊谐波建模的复杂程度。最后把双馈风机接入典型33节点辐射型配电网进行模糊谐波潮流计算,证明了所提建模方法使模糊谐波潮流计算的速度和精度都有所提高,通过计算分析了双馈风机发出谐波对配电网的影响。

考虑谐波功率修正的地铁交直流潮流计算方法

地铁牵引供电系统是一个不同于交直流电力系统的交直流混合系统,其潮流计算的难点在于交直流系统的解耦和迭代方法。将牵引变电所的交流侧母线节点视为交流系统的PQ节点,将直流侧节点视为直流系统的恒压节点,从而将交直流系统进行了解耦。直流系统中,将节点分为P节点和V节点,适应了直流牵引网结构特点,提高了收敛速度;交流系统中,利用交叉频率耦合导纳矩阵建立整流器组的谐波模型,建立整流器组谐波电压与谐波电流的关系矩阵。用交流谐波潮流的谐波功率对交流基波潮流的PQ节点进行修正,提高了交流潮流计算的精度。该混合潮流计算方法有机地将交流基波潮流、谐波潮流和直流潮流三者结合起来,收敛性能好,适应性强,实例分析结果验证了该算法的有效性。