面向智能电网电压崩溃路径的优化粒子群算法

随着智能电网系统的研究深入,针对复杂智能电网系统的电压崩溃路径,研究了基于智能电网系统的等效模型。通过AGENT图分析了系统脆性关系,采用一种在脆性发生时崩溃路径优化粒子群算法,给出系统内部的脆性对于系统稳定性的影响,发现脆性激发时崩溃传递路径具有多样性的解,并分析了崩溃路径。基于35 kV智能电网一次系统模型,通过对智能电网脆性电压崩溃路径的预测和控制,有效优化了整个系统性能,对智能电网系统的设计控制具有重要的指导意义。结果表明,智能电网系统节点的崩溃在各子系统层间传递,进而导致整个系统的电压崩溃。

电力系统电压崩溃的风险评估

分析了传统的电力系统电压崩溃评估方法存在的缺陷,论述了在电力市场环境下实行电压崩溃风险评估的必要性,提出了一种进行电力系统电压崩溃风险评估的方法。该方法综合考虑了电压崩溃的概率和后果,量化了风险指标,通过兼顾风险指标和经济效益为确定系统的最佳运行方式提供了依据。6节点系统和IEEE300节点系统的评估结果证明了该方法的可行性、有效性以及基于该方法编写的电压崩溃风险评估软件的实用性。

在线多预想故障静态电压崩溃预防控制

提出在线多预想故障静态电压崩溃预防控制问题的数学模型及相应的数值计算方法。该模型以最小控制代价为目标,综合考虑了预防控制后正常运行点的可行性及多预想故障条件下的静态电压稳定裕度要求。对于多预想故障静态电压崩溃预防控制问题的求解,借鉴规划领域积极约束集策略的思想,在裕度扫描的基础上确定关键预想故障集,根据关键预想故障集计算预防控制策略,而后对预防控制后的电网进行裕度扫描,确定新的关键预想故障集,循环执行直至所有预想故障条件下的静态电压稳定裕度都得到满足。通过福建电网的数字仿真验证了模型的正确性及算法的有效性。

电压崩溃临界点的非线性规划模型及算法

对直接求取电压崩溃临界点的零特征根法进行扩展，将临界点计算转化为非线性规划问题，并用预测校正原对偶内点法求解。该方法能够考虑各种不等式约束条件，因而具有较强的鲁棒性。文章还证明了零特征根法事实上是非线性规划法的一个特例。最后通过对ＩＥＥＥ－３０及ＩＥＥＥ－１１８测试系统的仿真计算验证了该模型及算法的有效性。

电力系统临界电压崩溃潮流的柔性节点算法

针对电力系统电压崩溃问题,该文在负荷临界电压崩溃特性分析基础上,讨论功率型负荷的电力系统临界电压崩溃的潮流计算方法。提出利用交流电路临界电压崩溃的特性,规避崩溃支路,设置等值的柔性节点及柔性等式约束条件处理等措施,构成电力系统负荷临界电压崩溃的柔性节点潮流算法,为大型电力系统工作域的边界分析提供定量计算方法。IEEE5节点算例表明,所提算法是正确有效的。

基于电压崩溃指数的极限传输容量实用计算方法

提出了一种基于电压崩溃指数的极限传输容量计算模型和实用化算法。该方法与传统连续性方法相比具有如下四个特点:以原始牛顿法为潮流计算核心,不会出现连续潮流扩展雅可比矩阵奇异的现象;根据雅可比矩阵信息计算相应的电压崩溃指数,该参数可以引导整个状态推演过程,将系统负荷(或发电)状态准确定位至功率极限点;利用雅可比矩阵信息自动选取合适的状态推演步长,确保全网负荷(或发电)变化能够准确地向系统临界点逼近;整个推演过程以雅可比矩阵为计算核心,不需要每步状态推演都有完整的牛顿迭代过程,从而使计算速度大幅提升。对诸多系统的数值分析表明,该方法在保证计算结果准确性的前提下具有较高的计算效率。

电压崩溃机理探讨

本文从新的负荷模型和P—G曲线出发,揭示了与电压崩溃密切相关的负荷动态特性和网络特性,定性地分析了电压崩溃的动态机理,对静态电压崩溃和暂态电压崩溃的全过程作出了合理的解释,并对无功功率与电压稳定的关系、并联电容补偿对电压稳定的作用进行了简单的分析.

电压崩溃的风险评估方法及应用

传统的电力系统电压崩溃评估方法是确定性方法。确定性方法通常考虑较为严重但发生概率较低的事件,所以常常导致评估结果保守。风险评估方法可以综合考虑事件的发生概率和后果,有很好的发展前景。提出了一种电力系统电压崩溃的风险评估方法,并针对IEEE 14节点系统进行了应用研究。文章还通过分析并联电容器的配置容量和电压崩溃风险的关系,提出了一种根据风险曲线确定并联电容器最优配置的方法。

邻近电压崩溃点处的系统最优控制方向

通过静态模型对动态模型的有效模拟，可以使电力系统静态模型和动态模型的鞍结分岔点（电压崩溃点）相同。在适当建模的情况下用静态模型求得系统的鞍结分岔点及其左特征向量，按此方向控制系统的行为可以最快地远离电压崩溃点。在特征值的求取上采用求解高阶稀疏对称阵特征对的Ｌａｎｃｚｏｓ 法，实例证明用Ｌａｎｃｚｏｓ 法求取特征值和特征向量比常用的逆迭代法精度高。

中心流形方法降维分析电压崩溃中的Fold分岔

首次应用依赖于参数的动力学系统中的中心流形方法对电力系统电压崩溃相关联的Fold分岔进行简化分析。该方法可在状态-参数空间中的分岔值邻域内,对高维非线性动力系统进行拓扑等价的降维。采用该方法对一典型电力系统的Fold分岔进行分析,结果表明:中心流形方法分析实际工程中的局部分岔现象是可行且有效的。同时,可应用模态分析法来区分电压失稳和功角失稳。

电压崩溃临界点计算的改进零特征根法

为克服潮流雅可比矩阵在临界点处的奇异 ,零特征根法一般需对负荷水平λ作适当变换方可保证算法的收敛性 ,但这同时又使雅可比矩阵原有的稀疏性遭到不同程度的破坏。为此提出一种新的参数变换方法 ,并利用算法的设计技巧 ,较好地保持了雅可比矩阵原有的稀疏性。与连续潮流法及非线性规划法的比较结果证明了该方法的正确性和有效性。

基于菌群趋药性遗传算法的电压崩溃临界点计算

针对电压崩溃临界点计算问题,提出了一种基于细菌趋药性(BC)算法和遗传算法(GA)的菌群趋药性遗传(GBCC)算法.该算法以群体搜索代替BC算法的单点搜索,以有指导意义的变异方向代替GA算法的随机变异操作,强调了群体中个体之间的信息交换,加快了算法收敛速度并提高了全局搜索能力.将该算法用于电压崩溃临界点的计算,在方便处理各种约束条件的同时,避免了传统求解方法带来的矩阵求逆等复杂运算.与连续潮流法计算结果的比较表明,该算法切实可行并具有较高的精度.

电压崩溃与功角不稳的关系

以电力系统的发电机恒电势模型为基础，分别从系统的参数、功率的流向及网络的拓扑等几个方面具体考察了一个典型系统，从中揭示静态电压稳定和静态功角稳定的关联性条件，指出系统的隔离效应和不对称效应将极大地影响这两种稳定性的关系，并用此结果，成功地解释了在东京电压崩溃事故中。

再论电压崩溃现象的机理

正确认识电压失稳的机理是电压稳定研究进一步发展的关键，本文总结了电压失稳机理认识的现状，分析了普遍流行的无功功率失去平衡，ＯＬＴＣ负调压作用等机理认识的不妥当之处，就电压稳定性的基本问题展开了讨论．

防止交直流联合系统电压崩溃措施的研究

在应用崩溃点法求得交直流联合系统电压崩溃点的基础上，利用左特征向量Ｗ*和电压崩溃边界曲面之间的关系计算出提高更直流联合系统负荷功率裕度的最优控制方向。在此基础上，研究可提高交直流联合系统负荷功率裕度、防止电压崩溃发生的交流系统措施和直流系统措施。

基于电路模型的电压崩溃机理

当系统负荷参数超过某一临界值时 ,电力系统就会发生电压崩溃。文中细致地研究了基于物理电路方程解流形的电压崩溃机理。研究结果表明 :出现电压崩溃的几何本质是发电机和负荷注入支路方程的解流形与电力网络线性方程解流形在注入电流—电压空间出现非横截。文中还证明了这一非横截交点恰好对应于静态分岔点即电压崩溃的临界点。文中结果对于防止电压崩溃、保证系统安全运行具有重要意义。

计算最近电压崩溃临界点的实用算法

提出了一种计算最近电压崩溃临界点的实用算法。首先利用直角坐标系下潮流方程的二次性及潮流高低电压解的中点处雅可比矩阵奇异的性质,近似计算最近电压崩溃临界点并将其作为迭代的初值。然后采用牛顿-拉夫逊法直接对最近电压崩溃临界点模型所构成的非线性方程组进行迭代求解。最后通过数字仿真验证了该方法计算精度高,在计算用时上较“主从”迭代算法具有明显的优势。

电力系统电压崩溃的动态模拟

用一个动态阻抗作为负荷模型,模拟电压崩溃过程。该动态阻抗是有载调压变压器变比和异步电动机滑差的函数。变比用离散方程描述,滑差用转子运动方程描述.几台等效的异步电动机和一常值阻抗相并联,被用作为有载调压变压器的负荷。变比和滑差的共同作用使负荷电压的崩馈过程表现为先缓慢下降,然后迅速下降。一个6母线系统的算例,给出了一个节点电压的崩溃过程。

考虑风速特性的动态电压崩溃指标

基于四分法划分的风速模型和简化风力发电系统传输线路模型,考虑3阶双馈异步风力发电机的转差率和风电机注入系统功率的随机性,推导出电压崩溃指标.根据指标测量值与临界值之间的距离判定系统接近电压崩溃的程度;投入SVC补偿可提高该指标,即提高系统电压崩溃的预防能力.最后以配电网系统中接入单台风力发电机为例,基于MATLAB的Simulink对风速、滑差和动态电压崩溃指标进行仿真,仿真结果验证了该指标的有效性和实用性.

无功支撑对改善电压崩溃作用的研究

以单负荷无穷大母线系统推到得出电压不稳与功角不稳之间的关系,为了论证电压崩溃与电压不稳以及电压崩溃与功角不稳之间的关系,又以电力系统单机无穷大模型为基础,在此系统中只存在功角失稳问题,不存在电压崩溃问题,之所以这样是因为无穷大系统中有足够的无功支撑。倘若此处的无功补偿有限,当达到无功补偿的上限的时候,一个负荷扰动,便会使电压崩溃问题出现。电压不稳并不意味着电压崩溃,足够的无功支撑虽不能改变运行点处于电压不稳的现状,但是可以改善此运行点不发生电压崩溃的效果。电压崩溃与功角不稳发生的先后顺序取决于事故点的无功支撑能力的大小,并用仿真算例验证了所提的结论。