基于快速潮流计算的电网规划研究

在过去几年中,分散式发电机组的份额不断增加,随之而来的是可预见的需求和峰值负荷的增加,更多的新能源和热力发电将连接到电网。由于其固有的存储能力,这种灵活性可以被网格运营商用来推迟或避免网格加固。要做到这一点,网格扩展规划必须通过时间序列更全面地模拟网格运行。由于基于时间序列的仿真需要大量的计算时间,因此需要快速的潮流计算。本文针对中低压电网等弱网状电网,提出了一种快速的潮流计算方法。

一种基于直流法潮流的快速潮流计算方法

直流法潮流在交流潮流模型的基础上根据实际电网特点做出合理假设,在确保较高准确率的情况下大大简化了潮流计算过程。提出了一种基于直流法潮流的快速潮流计算方法,可通过手工计算快速得到计算结果,可应用于电网规划设计、运行方式安排及调度操作等。通过实际电网算例证明,该方法计算简便快速,在对电网进行合理简化的基础上该算法的计算精度一般可达90%以上,完全可以满足工程计算的要求。

含分布式电源的大规模配电网快速潮流计算

为解决大规模配电网潮流计算速度较慢问题,提出了一种快速潮流计算方法。该方法以降维、消元为目的,通过改编IEEE 33节点配电系统,对接入和不接入分布式电源分别进行matlab编程计算,证明其在简化计算量的同时有较高的计算速度和精确性,为后续并行计算提供了条件。

交直流混合电力系统快速潮流计算

针对交直流混合电力系统潮流算法计算量大、计算速度慢的缺点,提出一种基于广义特勒根定理的交直流混合电力系统快速潮流计算方法。该方法将修正方程的注入功率改为注入电流,得到基于统一迭代法的电流注入型潮流计算模型,该潮流模型既保留了统一迭代法的强收敛性,又降低了模型计算量。在此基础上,应用广义特勒根定理求解所建潮流模型,既减少修正方程求解量又提高了潮流求解速度。对22节点交直流混合电力系统进行仿真计算,仿真结果验证了该方法的正确性和快速性。

含分布式光伏接入的辐射型配电网快速潮流计算

针对含分布式光伏接入的辐射型配电网,结合光伏本地无功-电压控制策略,提出一种快速潮流计算方法,该方法具有简明的线性表达式,能够直接进行潮流近似求解。通过压缩映射定理和矩阵理论,论证了利用该方法所求得的潮流解为系统实际运行的可行解。利用 56 母线系统对所提方法进行测试,与现有的配电网潮流计算方法进行对比,并分析了网络参数对所提快速潮流计算方法的成立以及计算结果精度的影响。仿真结果表明,所提方法能够很好地适用于含分布式光伏接入的辐射型配电网快速潮流分析。

大规模电力系统快速潮流的计算方法

社会发展需要电力系统的大力支持,随着行业的发展,电力需求的增加,想要满足社会对电力的需求,实现了远距离输电,并且采用了跨大区互联的方式,提高电量的输送效率,因此,电力系统的规模逐渐的增加,想要维持电力系统的稳定运行,确保在复杂化的电力网络形势下,准确地计算和评估潮流计算,就需要通过混合计算的方式进行计算,这样才能保证计算的准确性。本文主要针对电力系统的快速潮流的计算方法的理论进行分析,并且对混合计算方法进行分析。

大规模电力系统快速潮流计算方法

大规模电力系统正常运行，要保证系统的稳定性，对于大规模电力系统稳定性要通过电气计算来观察，常用的计算方法即是潮流计算方法，而方法常见有的直接法与迭代法，这两种方法在求解线方程组上经常运用到，在大规模电力系统中计算求解率较快的方法有GMRES算法、多波前算法（MA），传统的FGMRES算法虽然在算法内迭代次数上运用少，但是计算使用时间相对于GM—RES算法、多波前算法（MA）计算时间长。随着科技的发展一种新型的GMRES—MA混合算法兴起，在原来计算的基础上叠加了多波前算法（MA），降低了算法内迭代的次数，非常适用于电力系统的计算。

在线电压稳定分析中快速连续潮流的应用

在线电压稳定分析中,快速连续潮流作为一个重要的分析手段发挥着核心的作用。连续法通过增加一维参数化方程,消除了在功率极限点附近的雅可比矩阵奇异的现象,能够精确地计算到临界点。在通过对参数化方程比较的基础上,采用不同的控制参数,应用负荷型连续潮流、故障型连续潮流、支路型连续潮流,得到三种不同的λV曲线,分析了它们在在线静态电压稳定分析中的应用。通过IEEE300节点系统的算例验证了这几种方法的正确性以及在实际应用中的可行性。

基于快速随机潮流的电力系统安全风险评估

电力系统中各种不确定性因素为安全风险评估工作带来困难,随机潮流计算可以计及这些不确定性因素。提出一种基于快速随机潮流的电力系统安全风险评估方法,通过考虑风电时序特性的短期风电功率预测方法构造风电出力多场景;在快速解耦潮流模型的基础上,考虑电力系统功频静态特性,采用以半不变量为基础的改进Von Mises方法获得各状态变量的概率分布函数。除节点电压和支路功率外,可以得到系统频率的概率分布等统计信息,通过各状态变量越限概率和产生后果的严重程度等风险指标全面评估系统风险。IEEE 39节点系统的测试结果表明该方法的计算快速有效,具有在线应用前景。

一种基于模糊推理的快速解耦潮流算法

根据快速解耦潮流方程中系数矩阵是常数矩阵的特点 ,抽象出模糊命题 ,提出采用模糊推理的方法求解潮流问题。推导了基于模糊推理的快速解耦潮流算法 ,建立了计算中使用的单输入单输出模糊控制器模型 ,并以标准测试系统为算例 ,验证了该方法的正确性。

一种保留二阶项的快速潮流算法

本文提出一种保留二阶项的改进潮流算法。在文献[1]的基础上,对雅可比矩阵元素的安排顺序作了巧妙的改进,进一步节省了存贮量、提高了计算速度。这样,本方法无论在占用计算机内存和计算速度上,都可以与快速解耦法相比美,甚至更好,而在处理病态系统中,由于本方法采用了精确模型,因而比快速解耦法具有更可靠的收敛特性。

基于坐标旋转变换的配电系统快速解耦潮流计算方法

配电系统中各支路的电阻与其电抗的比值较大,因此,经典的快速解耦潮流计算方法不适用于配电系统潮流计算。提出了一种坐标旋转变换方法,并将这种变换方法与经典的隐式Zbus高斯方法相结合,导出了配电系统的解耦潮流计算方法。以IEEE 33节点、IEEE 69节点和一个实际的145节点配电系统为例,对提出的解耦潮流算法进行了测试。结果表明,所提出的解耦方法不影响经典的隐式Zbus高斯方法的收敛性,因而是一种高效、实用的快速潮流计算方法。

广义快速分解潮流计算方法

快速分解潮流(FDLF)算法在当今的国内外电网调度控制中心和规划部门得到了广泛应用。在大部分情况下FDLF算法具有很高的计算效率,但对于高阻抗比的输电网和配电网,FDLF法的数学基础不再成立,其收敛性和计算效率均变差,因而FDLF无法适用于高阻抗比的输电网和配电网。针对以上问题,文中通过对节点注入有功功率/无功功率进行变换,进而得到类有功注入功率/类无功注入功率,两者具有更好的解耦特性,且这种解耦特性与阻抗比的值无关;在此基础上提出一种广义快速分解潮流(GFDLF)算法。GFDLF算法只需基于一个前提条件,而传统的FDLF算法则需要3个前提条件,因此GFDLF算法对输电网和配电网(包括高阻抗比网络)均具有良好的适应性。算例仿真验证了所提方法具有良好的收敛性和较高的计算效率。

考虑大规模风电对电网频率影响的快速随机潮流算法

随机潮流模型可以考虑电力系统中的不确定性因素,较为全面地反映系统运行状态。风电出力具有波动性和间歇性,大规模风电接入对系统频率的影响不容忽略,考虑风电多场景模型可适应解析法线性化随机潮流模型。基于快速解耦潮流法构建随机潮流模型,考虑电力系统功频静态特性,建立风电出力多场景模型。通过应用全概率模型计算方法,采用半不变量和Gram-Charlier级数展开方法,能快速计算得到节点电压、支路功率和系统频率的概率密度函数(probability distribution function,PDF)和累计概率分布函数(cumulative distribution function,CDF)等统计信息。IEEE RTS-24节点实验系统计算结果表明:所提方法可快速、准确地计算得到待求变量的概率分布,具有实际应用价值。

基于Socket技术的快速解耦法潮流并行计算方法

分布式潮流计算对大规模电网的潮流跟踪具有重要意义。目前分布式潮流计算的研究主要集中于异步迭代方法或krylov子空间法。根据快速解耦法潮流计算雅克比矩阵不变的特点,提出了一种新的潮流并行计算方法。建立了任务分配机制对雅克比矩阵进行分配,利用Socket技术和高斯消元的技巧完成并行化求逆。最后通过算例验证了该方法在减少计算、存储开销方面的优点。

考虑变换器功率约束和直流电压约束的交直流混合配电网最优潮流计算

电力电子变换器是现代交直流混合配电网关键的电能变换设备,应通过可靠的设计、控制,尤其是优化运行,保证其长期运行的可靠性。基于变换器的灵活可控性,提出了考虑变换器功率约束和直流电压约束的交直流混合配电网最优潮流计算。首先,建立电力电子变换器及交直流混合配电网潮流计算模型。其次,提出分级功率均分的优化策略,并建立考虑可靠性约束的最优潮流目标函数。最后,基于JAYA算法计算得出决策变量的最优解。其中,提出一种雅可比矩阵的处理方法,以提升潮流计算速度、提高算法效率。算例结果表明:该方法能很好地解决含两端、多端、多馈入的交直流混合配电网考虑长期运行可靠性的最优潮流问题。

基于故障影响范围的风险场景筛选方法

在电网风险评估中,需要考虑的风险场景众多,特别是多重故障场景数量巨大,给风险评估指标的在线计算造成了严重困难。提出了一种基于故障影响范围的风险场景筛选方法,该方法将存在支路越限的N-1故障和存在解列情况的N-2故障归入风险场景集,并基于支路开断因子确定N-1故障影响范围;分析了各N-2故障的故障影响范围交叠情况,在此基础上采用快速潮流计算,根据是否存在支路潮流越限筛选得到风险场景集。仿真算例表明,上述方法可大幅提升风险场景,特别是多重故障风险场景的辨识速度,更好满足了在线风险评估的应用要求。

灵敏度分析法在静态电压稳定中的应用

灵敏度分析方法是通过构造不同的灵敏度指标,以此分析电力系统中一些相互影响元素之间的关系,其在电力系统中有着广泛的应用。以快速潮流法为基础,选取最常用的灵敏度矩阵作为研究对象,给出了功率和节点电压之间的灵敏度关系。并通过3节点母线的算例分析,最终验证了灵敏度分析法在静态电压稳定中应用的有效性和正确性。

区域电力市场实时调度模型及算法研究

给出一个解决区域电力市场有约束实时调度的实用方法———等值发电机成本增量曲线法 ,该方法能够计及备用约束、传输极限约束、发电机爬坡速率和发电机运行极限 ,并通过联立方程、协调方程及快速分解负荷潮流来计算罚因子和母线边际成本。给出的实时调度模型 ,还可以通过快速分解负荷潮流法来计算网损增量和松驰母线成本增量 ,从而进一步获得其他母线的边际成本 ,达到不影响精度的情况下 ,减少计算量、缩短计算时间和使硬件成本最小化的要求 ,对区域电力市场输电服务决策具有重要意义。

快速分解潮流的并行算法──Householder公式的应用

针对两层次的多区域电力系统及两层次结构的计算机网络，应用Ｈｏｕｓｅｈｏｌｄｅｒ公式研究了快速分解潮流的并行算法。该法与常规快速分解潮流具有完全相同的收敛性，而采用的Ｈｏｕｓｅｈｏｌｄｅｒ公式非常简洁，并行计算过程中需传送的数据量较小。文中给出了ＩＥＥＥ１４节点及ＩＥＥＥ３０节点系统算例及计算结果。