基于改进Jacobian-Free Newton-GMRES(m)的电力系统分布式潮流计算

为了提高互联电网分布式潮流算法的实用性,应尽可能减少协调计算中的交换信息。文中采用隐函数方式表示分布式潮流的边界协调方程,并采用具有自适应预处理能力的NewtonGMRES(m)方法构建分解协调算法。该方法具有Jacobian-Free特性,协调计算中只需要交换边界节点状态信息。以IEEE标准系统和大规模实际系统为算例的测试结果表明,新的分布式潮流算法具有较高的收敛性,数据交换接口简单,实用性强,适合于求解连续变化的分布式潮流问题。

分布式潮流计算异步迭代模式的补充和改进

从原理上对基于异步迭代模式的互联系统分布式潮流计算方法进行了补充分析。每个子系统可以通过数据交换修正其外网的戴维南等值,通过构造基于边界节点状态量的不动点迭代格式,使得异步迭代计算能获得等同于全网潮流的计算效果。从实用性的角度补充说明了该算法的具体实现模式,将分布式计算分为实时等值、异步迭代初始化和异步迭代3个阶段,制定了各个阶段中协调层的代理机制,实现了各子系统间的完全异步运算。子系统可保留传统建模方式,加入和退出分布式计算可灵活选择,特别适合各控制中心之间分层分布能量管理系统(EMS)的应用。在IEEE118节点系统及一个实际系统的算例中验证了算法的收敛性。

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。

基于ward等值的分布式潮流计算

为了解决数据资源广域分布一体化潮流仿真分析问题,提出了一种基于ward等值的分布式潮流算法.该算法采用主从分区原理,将互联系统中的各子区域划分为主区域和从区域,并确定联络节点在不同区域的节点类型,使用ward等值原理,求出各分区边界节点的等值注入功率和阻抗的基础上,由主区域到各相邻从区域,依次采用牛顿法进行区域潮流计算,由此修正边界节点的电压和等值注入功率.如此反复迭代,直到一体化潮流收敛.该算法充分利用了ward等值对相邻区域的功率、电压和结构信息的全面反映,使一体化潮流计算具有更好的收敛性与收敛精度.通过IEEE30节点和实际系统181节点的仿真计算,验证了该方法在收敛性和收敛精度方面具有明显优势.

基于松弛牛顿法的互联电网并行分布式潮流计算方法

分布式潮流计算是解决多区域互联电网一体化潮流问题的有效方法。以松弛牛顿法潮流求解公式为出发点,首先利用矩阵分裂法,将互联电网分解为相互独立的子系统,然后利用矩阵求逆运算的Sherman-Morrison-Woodbery公式对各子系统进行协调求解,从而导出了一种新的互联电网并行分布式潮流计算方法。与基于网络分解及协调计算的分布式潮流计算方法相比,该方法具有更好的收敛性。利用基于PVM的分布式计算环境,以IEEE118节点系统为例,对所提算法进行了装配、测试以及分析,初步验证了所提算法的有效性。

基于异步迭代的交直流互联系统分布式动态潮流计算

交直流互联电网与调度中心独立计算模式之间存在矛盾,给电网分析和监控带来种种弊端。为克服这一矛盾,在基于异步迭代模式的分布式动态潮流(ADDPF)算法的基础上,提出了以高压直流线路为联络线的交直流互联系统ADDPF算法。该方法针对两端直流系统,直流线路在其两端子系统重复建模,内层交直流潮流计算采用交替求解法,外层将直流线路等值为交流线路构造不动点迭代格式,不断修正外边界节点注入功率实现全网潮流计算。将IEEE标准系统扩展为交直流系统进行测试,可获得与全网一致的动态潮流解。

对分布式潮流协调计算收敛机理的一种新分析

异步迭代模式下的分布式潮流分解协调计算外层迭代格式的构造取决于对分解协调计算收敛机理的分析和认识。将基于同心松弛概念的池塘理论加以扩展,用来分析边界等值注入误差在潮流计算中对各节点产生的影响。在此思路下提出了4个铺垫引论,据其对分解协调算法的收敛机理从同心松弛概念这一新角度做出了理论分析,并在此基础上提出了确定协调计算合并参数的新方法——直接选取法,再将其和原有方法进行了比较讨论,给出了已有的对收敛机理理论解释之间的联系。IEEE9、39、118节点系统上进行的数值仿真实验验证了本文的分析以及直接选取法的优点。

电力网格平台上的分布式潮流两层计算架构

提出了一种基于电力网格平台的分布式潮流两层计算架构。高层架构是利用电力网格平台的支撑来实现的分布式潮流计算,称之为一级潮流调度;底层架构是利用电力网格平台的支撑来实现的潮流并行计算,称之为二级潮流调度。一级潮流调度和二级潮流调度通过统一的电力网格紧密结合在一起,将潮流并行计算融入到分布式潮流计算的框架中完成广域分布式潮流计算。

离线分布式电网潮流计算中的异构数据集成

从电力系统的实际出发,分析Ward等值计算和离线分布式潮流计算算法的特点,抽象出离线分布式电网潮流计算的数据需求问题模型。经过与当前的解决方案的比较,针对数据需求问题模型提出双层中间件系统的集成方案。该方案可以在不影响电力系统安全运行的同时解决离线分布式电网计算的数据需求问题。

大型船舶电力系统分布式并行潮流计算方法

提出一种大型船舶电力系统分布式并行潮流算法,将电网划分为供电网络和辐射状配电网络两个潮流计算层次,定义了层次之间的接口方程及基于牛顿—拉夫逊法和前推回推法的两层网络交替迭代求解模型。为提高潮流求解的效率,将电网划分多个供电区域,并将全网的潮流计算任务分配给相应的计算单元,采用分布式并行计算方式求解全网潮流。对典型船舶电力系统的测试结果表明,该算法较传统潮流计算方法具有更好的收敛性和计算速度,适用于求解大型船舶电力系统潮流问题。

基于子网边界等值注入功率的异步迭代分布式潮流算法

电网互联而管理体制的分层分区对互联电网分布式潮流计算提出了实际需求。文中提出一种基于子网边界节点等值注入功率的异步迭代分布式潮流算法。不同于Ward等值模型,提出仅保留区域联络线的子网的简化外网模型,避免了计算前的网络化简等值工作,减轻了协调层的参与程度和计算量,具有更好的分区独立性。采用异步迭代模式,通过交换内外边界节点的电压来更新外边界节点等值注入功率。对多个IEEE标准算例进行测试,并与其他方法进行比较,结果表明,所述模型和方法是有效的,适合在线应用。

考虑换流变压器变比调节的交直流系统分布式动态潮流

交直流电网互联在一起,而调度中心采用独立计算模式,二者之间存在矛盾,给电网分析和监控带来种种弊端。在基于异步迭代模式的以高压直流线路为联络线的分布式动态潮流算法(ADDPF)的基础上,补充提出了考虑换流变压器变比调节的交直流互联系统ADDPF算法。通过将直流边界节点状态量选为交流母线电压幅值、相角及换流变压器变比,增加构建了基于换流变压器变比的不动点迭代格式,实现了考虑换流变压器变比调节的交直流互联系统动态潮流计算。将IEEE标准系统扩展为交直流互联系统进行测试,数值试验表明所提出的调整方法能够在分布式潮流计算中使每个子系统获得与全网一致的分接头挡位,进而获得与全网一致的动态潮流解。

基于异步迭代的多区域互联系统动态潮流分解协调计算

在全局电网分解协调计算中,为增加各子系统计算的独立性,并减小协调计算对通信系统的要求,提出了一种新的基于异步迭代的互联系统分解协调动态潮流计算方法,这种方法允许每个参与分布式计算的子系统自由选择本系统内的Vθ节点,采用内、外两层迭代的方式求解整个互联系统的动态潮流。以各子系统单独潮流计算作为内层迭代,再利用边界条件构造关于边界节点状态量的不动点迭代格式,通过不断修改各子系统相应外边界节点的等值注入作为外层迭代来统一全网潮流解。所提出的算法经IEEE 9节点试验系统验证,可获得全网动态潮流解。

基于网络分割的电力系统潮流分解协调计算

因现有计算模式的速度已无法满足现代大规模电力系统实时计算的要求,故引入对等计算(P2P)模式以提供低廉而充足的计算力。为此研究了网络计算环境下的电力系统潮流计算模型,结合基于支路切割的网络分割方法和基于注入电流的潮流模型,提出了基于网络分割的电力系统潮流分解协调算法,将大规模互联电力系统分解成若干子网络,子网络间只需交换边界母线的电压状态就可完成分布式潮流计算,保证各个子网络潮流计算模型的独立性。对IEEE标准系统进行潮流计算的结果表明该法具有较高的收敛速度和计算精度,适合网络计算环境。

灾变模式下多源分布受端区域电网多目标功率调度策略

针对受端区域电网在大面积失电下的紧急恢复难题,建立了能够充分考虑多源功率存在(受端区域电网网际功率支援、网内可用发电容量)及失电负荷重要度等源网荷协调资源和运行特性的功率调度模型,利用网络等值解耦方法将待求全局电网进行分布式潮流迭代计算,以满足调度方案选取过程中的电网特征量动态更新。在此基础上,采用改进的多目标遗传算法NSGA2对模型进行寻优求解。最后通过算例仿真对比验证了所提模型及策略的有效性。

多控制中心之间分解协调计算模式

在电网互联越来越紧密的今天,对于大型互联电力系统的一个子系统进行在线电压稳定评估时,准确计算外网对于内部系统电压稳定的贡献是至关重要的。要解决这样的问题,使得电压稳定计算能适应电网互联的发展趋势的需要,就需要利用到互联电网的分解协调计算。在分解协调计算模式下,各分区在各自进行分区内独立计算的时候,通过网络数据交换,实时获得外网的等值数据,从而获得与全网计算相同的结果。