类型扩展潮流计算的研究及应用

文章首次提出了类型扩展潮流计算,即扩展了常规潮流计算中节点类型。该算法不仅能够实现常规计算,而且可以获得一些特殊应用。文中给出类型扩展潮流计算的定义、迭代公式及修改主元的因子表分解方法,并将该方法应用于解决EMS/DTS一体化中数据范围不一致的问题,通过算例验证该算法的正确性。

基于扩展潮流模型的电力系统电压稳定分析

提出了一种用于电力系统电压稳定分析的扩展潮流模型并用连续潮流法求解。这个模型的突出优点在于它不但包括了关键动态设备的运行特性,而且在稳态条件下还可以转化为求解代数微分方程的问题,它为电压稳定裕度计算中设备运行特性的描述提供了一种精确的表示方法。试验系统仿真结果表明该模型的有效性和合理性。

基于扩展潮流的输电断面最大传输能力

提出了基于扩展潮流模型计算系统输电断面最大输电能力的新思路。在扩展潮流模型中考虑了调速器和励磁系统等动态元件对系统输电能力的影响,从而打破了在以往输电能力求解过程中发电机端电压维持不变的假设,使计算结果更符合实际。建立了基于扩展最优潮流的最大输电能力计算模型,采用线性规划法进行求解,求解过程中采用了基于信赖域思想的整体步长调整与基于曲率的单变量步长调整相结合的步长调整策略。在New England 39节点算例系统中验证了模型和计算方法的有效性。

含分布式电源的输配电系统联合扩展潮流计算

在分析分布式电源动态特性基础上,推导出配电系统扩展潮流方程。结合输电系统扩展潮流方程,对输配电系统进行联合扩展潮流计算,并采用主从分解协调法求解。输配电系统的联合计算考虑了主系统和从系统的相互影响,实现电力系统联合一体化计算,提高了计算结果的逼真性。另外,将输配电系统中动态元件的动态特性纳入潮流计算中,使计算结果与实际更贴切。最后通过构造的94节点输配电联合系统算例,验证了模型和计算方法的有效性。

基于扩展潮流模型的电力系统电压稳定分析

提出一种追踪系统PV曲线并判断其电压崩溃类型的改进算法。它采用扩展潮流模型,应用连续潮流方法。给出新的发电机电流极限约束的直接处理算法,解决了计及发电机电流约束时,潮流难于收敛和不易精确求出电压崩溃点的问题;对不易精确求得的极限诱导分岔点,通过在连续潮流法的校正步骤中将关键的极限约束方程作为附加方程来快速而精确地求解。New-England 39节点系统和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的有效性和合理性。

Matpower扩展潮流计算在电网备用容量优化中的应用

电力系统具备充足的备用容量,是保证供电可靠性的重要前提,鉴于此,对Matpower扩展潮流计算在电网备用容量优化中的应用进行了研究。现以IEEE 30节点系统作为测试对象,通过添加分区备用容量约束实现扩展潮流的计算,获得了该扩展的约束、潮流、分区和运行成本等实验数据,并与最优潮流计算的结果进行比较,为实际电网分区备用容量的优化提供了数据支撑。

含分布式电源的主从联合系统扩展连续潮流计算

考虑分布式电源的影响,将输电网配电网微电网三级联合电力系统划分为主从系统。在分析分布式电源动态特性的基础上,推导出含分布式电源的主从联合系统扩展潮流方程,然后通过基于扩展潮流的连续潮流计算,分析主从联合系统的输电能力,并采用主从分解协调法进行求解。主从系统分解进行预测、校正,计算负荷增长量,主从系统协调计算消去根节点失配量,从而实现主从联合系统扩展连续潮流计算。最后以构造的94节点主从联合系统和威海实际电网作为算例,验证了模型和计算方法的有效性。

节点类型扩展连续潮流及其应用

传统连续潮流模型中节点类型为PQ,PV和Vθ这3种。但是,当计算研究远程电压控制模式下系统的电压稳定负荷裕度时,需要引入PQV和P等新的节点类型。文中提出了一种节点类型扩展连续潮流模型,用于求解远程电压控制模式下的静态电压稳定临界点,给出了新的节点类型双向转换逻辑、静态电压稳定临界点类型识别方法。IEEE 39节点系统的仿真算例结果表明,所述模型和方法能够有效地模拟远程电压控制模式的特性,准确计算该控制模式下的系统电压稳定临界点,并准确识别分岔点类型。

处于扩展模型基础之上的潮流电力系统的稳定性探讨

电力系统的运行与规划近几年来使用的都是静态特性对其进行控制和电压稳定性分析。为了确保电力系统的稳定性特点,现下一种基于扩展模型基础之上的潮流电力系统对稳定性的研究提出新的分析方式和算法。

具有变量范围约束的潮流算法在OPF中的应用

提出一类新的电力系统最优潮流(OPF)算法。运用函数变换法模拟变量不等式约束,建立具有变量范围约束的潮流方程,并将目标函数与其上限值构成优化目标方程,与变量范围约束潮流方程一起组成扩展的变量范围约束潮流方程。该方程为非线性不定方程组。逐次收缩目标函数上限值,运用广义逆矩阵和牛顿—拉夫逊法求解,将OPF问题转化为一系列求解非线性不定方程组的一维优化逼近过程。介绍了以最小发电费用为目标的潮流优化问题和以最小有功网损为目标的无功优化问题的新算法,通过实例验证了算法的实用性。

基于电网分区的负荷恢复智能优化策略

针对电力系统大停电后的负荷快速恢复问题,提出了一种基于电网分区的负荷恢复智能优化策略。提出了一种大停电事故后系统恢复的最优分区策略,并在所建立的优化模型中考虑了为恢复发电机而引入的架空线路充电无功以及为恢复负荷所引入的线路合闸操作次数等影响因素。在完成对大规模系统优化分区后,对各分区建立了一个统一的并计及网络重构因素的负荷恢复优化模型,实现各分区负荷的并行恢复。针对上述所提出的优化模型,通过结合传统图论理论和遗传算法,实现基于电网分区的负荷恢复优化问题的求解。解算中,对遗传算法进行了改进,并针对应用遗传算法时所产生的大量不可行解问题,提出了随机甩负荷和最短路径修补策略的处理方法,进一步提高了算法的寻优效率和全局优化能力。以IEEE30节点系统为算例进行仿真分析,验证了所提模型与方法的正确性和有效性。

极限诱导分岔最小负荷裕度计算方法

由于极限诱导分岔点处的潮流雅可比矩阵非奇异,因此电压稳定裕度对参数灵敏度的计算存在困难。对此,采用分岔点处参数灵敏度计算的新方法,只需求解一个左端系数阵为扩展潮流雅可比矩阵的线性方程组,进而提出了包含极限诱导分岔点在内的静态电压稳定最小负荷裕度计算方法。该方法结合负荷增长模式及其波动形式,建立了连续潮流模型和求取最小负荷裕度的优化模型。IEEE 118节点系统的仿真算例验证了所述方法的简单有效性。

电压稳定的事故筛选及二分法求PV曲线的研究

为实现在线电压稳定性分析,提出一种新的简单而实用的快速算法,以筛选严重事故和确定其PV曲线.采用扩展潮流模型,应用最优乘子法求解潮流方程.对每一个预想事故,在系统要求的最小负荷裕度所对应的负荷水平时,求解潮流方程和筛选出不满足负荷裕度要求的严重事故;在基本负荷水平下,以严重事故后系统潮流方程是否存在平衡点为依据,确定严重事故后系统PV曲线"鼻尖"点所在的区间;用逐次二分"鼻尖"点所在区间的方法,求出严重事故后系统的PV曲线.New-England39节点系统和IEEE118节点系统算例表明:此算法简单有效,易于实现.

运行条件下输电线路载荷能力定值

为了对运行条件下交流输电线路载荷能力进行在线定值,首先提出了基于扩展潮流的双端口诺顿等值的输电线路变参数等值模型,然后给出了在线推算运行条件下输电线路载荷能力的实用算法。该模型和算法考虑了系统的整体性,体现了互联系统中并行流对输电线路载荷能力的影响,并且通过等值参数的变化反映了系统的非线性及时变性。最后以IEEE39节点系统为例,通过连续潮流验证了该模型和算法的可行性及有效性,并结合威海电网220kV线路,对输电线路载荷能力在线定值进行验证性分析。

计及风电功率不确定性的电力系统输电可靠性裕度快速评估

作为电力系统可用输电能力(available transfer capability,ATC)计算的重要组成部分,输电可靠性裕度(transmission reliability margin,TRM)反映了不确定性因素对电网输电能力的影响,其快速准确评估具有重要意义。为此,该文提出了一种适用于含风电场电力系统的TRM评估方法;所提方法结合随机响应面法(stochastic response surface method,SRSM)和计及关键约束的扩展潮流方程,能够合理反映负荷功率和风电功率的随机波动对电网输电能力的影响。通过IEEE-RTS测试系统的算例分析,验证了所提方法相较于采用蒙特卡洛模拟的计算方法,能显著提高TRM的评估效率。算例还分析了风力发电容量、概率分布参数和相关性,以及并网位置等因素对TRM的影响。