基于全纯嵌入法的配电网光伏接纳能力评估方法

针对大规模分布式光伏接入给配电网带来的电压越限风险,提出了一种基于改进全纯嵌入法的光伏接纳能力评估方法。首先,引入离散-聚合方法对时序数据进行处理,利用所生成极端场景集代替原序列进行接纳能力评估;其次,在传统全纯嵌入模型基础上构建了自定义方向模型,进一步推导了满足电压约束的可行域范围,并将节点Sigma轨迹与可行域边界相交作为单次运算下光伏最大接纳容量的判据;然后,利用蒙特卡罗模拟生成相互独立的光伏接入方案,使用所提判据确定各方案下极端场景集对应的接纳容量;最后,统计计算结果,获取光伏接纳容量的累计分布曲线,以此确定电压越限风险下系统的光伏接纳能力。在IEEE 33节点配电网系统上验证了所提方法的有效性和可行性。

基于全纯嵌入法的非迭代电力系统最优潮流计算

通过求解电力系统最优潮流获得各发电机的有功出力对于电力系统经济运行具有重要意义。全纯嵌入法是一种用于潮流计算的非迭代算法。该文将全纯嵌入法应用于最优潮流的求解,首先推导出约束条件和KKT条件的全纯嵌入形式;然后通过上述两组方程交叉得到求解通式,递归地计算出节点电压和发电机有功出力的表达式;最后根据解析表达式直接得到各发电机的有功出力,进而计算系统的最低发电成本。在IEEE 3节点、4节点、30节点、118节点和新英格兰39节点电力系统上的仿真结果验证了所提方法的可行性和准确性。

基于全纯嵌入法的电力系统静态电压稳定性研究

快速准确地计算电压稳定临界点能够有效评估电力系统静态电压稳定性,有利于实现电网安全稳定运行的监测与控制。结合复分析与数值逼近理论,提出了一种基于全纯嵌入法的静态电压稳定性分析方法。首先,构建电力系统潮流的全纯嵌入模型,将电压函数以级数形式解析展开;然后,通过Padé逼近算法,建立电压关于嵌入变量的有理函数解析式,提出一种基于有理函数零极点分布来预测电压稳定临界点的方法;最后,研究幂级数项数、软件的运算精度对电压稳定临界点计算结果的影响。该方法采用非迭代思想,相较于传统的连续潮流法,无需多次求解潮流方程,计算复杂度大大降低,时间优势更加明显。仿真算例验证了所提方法的有效性及准确性。

基于全纯嵌入法的电力系统解耦模型:薄弱节点辨识

快速准确地识别电压薄弱节点对于电力系统的安全稳定运行至关重要。为此,构建电力系统解耦模型,并提出一种可视化预测预期运行环境中电压薄弱节点的方法。首先通过建立两节点虚拟通道对电力系统进行解耦,并为每个节点赋予特有的电压指标,同时引入电压稳定边界;接着提出含可调嵌入因子的全纯嵌入法来推导电压指标轨迹的解析表达式;最后将穿过电压稳定边界的电压指标轨迹所对应的节点识别为预期运行环境中的电压薄弱节点。在IEEE14节点,39节点和118节点电力系统上的仿真结果验证所提方法的有效性和准确性。

基于常项值和先验节点的全纯嵌入潮流计算方法

在采用现有全纯嵌入潮流计算方法求解大规模电力系统潮流时,幂级数阶数过高,易导致解析延拓发散,收敛性较差,且计算冗余度高。提出一种基于常项值和先验节点的全纯嵌入潮流计算新方法。构建基于常项值的全纯嵌入潮流计算模型,通过动态更新常项值提高潮流收敛性;提出先验节点电压幅值预判机制以提高计算效率;提出2种节点类型转换方案。通过不同规模测试系统对所提方法进行分析验证,结果表明,所提方法不依赖于初值,可准确、高效地求解出潮流解,比牛顿-拉夫逊法和传统全纯嵌入潮流计算方法具有更好的潮流收敛性。

基于自适应幂级数初始点的电力系统全纯嵌入潮流并行计算

在利用全纯嵌入潮流计算方法求解电力系统潮流时,若平启动的电压幂级数初始点远离系统潮流解实际值,则易导致计算量增大,且在求解各节点电压的过程中,传统基于中央处理器(CPU)串行计算架构的计算耗时较长。提出一种基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流并行计算方法。根据系统节点导纳矩阵和平衡节点电压自适应调整系统全纯嵌入潮流的幂级数初始点,构建基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流计算模型,以加快电压幂级数的收敛。借助多核CPU计算平台实现各节点电压Padé近似的并行化,以提高系统潮流方程的求解效率。不同规模测试系统的仿真结果表明,所提方法可实现电力系统全纯嵌入潮流的高效、准确求解。

主动配电网潮流的全纯嵌入计算方法

配电网潮流计算是进行配电网规划和运行的重要基础。目前,配电网潮流求解方法主要有牛拉(Newton Raphson,NR)法和前推回代(forward backward substitution,FBS)法两大类,但NR法和FBS法在潮流收敛性和计算效率等方面均存在一定的不足。全纯嵌入法(holomorphic embedding method,HEM)是一种求解非线性潮流方程的新方法,它可以有效避免NR法和FBS法在配电网潮流求解过程中出现的上述问题,但现有HEM未充分考虑配电网中各类型分布式电源(distributed generation,DG)和智能软开关(soft open point,SOP)控制方式的多样性,且未构建计及负荷电压特性和频率特性的潮流模型,难以适用于不同运行模式下配电网潮流计算。针对上述问题,提出一种可求解含多类型DG和SOP且可运行在并网/孤岛模式的主动配电网统一全纯嵌入潮流计算方法。首先,根据负荷静态电压和频率特性,构建计及配电网频率和节点电压影响的负荷节点全纯嵌入潮流模型;其次,根据DG不同的控制方式以及配电网不同的运行模式,将DG所连节点等效为不同节点类型,构建各类DG的全纯嵌入潮流模型;再次,考虑SOP不同控制方式,构建SOP全纯嵌入潮流模型;从次,依据全纯嵌入潮流模型等式左右两侧同次幂级数系数相等原则,推导配电网各全纯函数幂级数系数的求解递推关系式,进而计算各全纯函数的各项幂级数系数,借助解析延拓理论求取电压和频率逼近值,实现配电网潮流的准确求解;最后,通过修改的IEEE-33节点测试系统和IEEE-123节点测试系统验证所提方法准确性和有效性。

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method,HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。