带最优乘子牛顿法在交直流系统潮流计算中的应用

交直流系统潮流计算的统一迭代法的收敛性较交替迭代法更优,但对一些病态运行条件和潮流无解的情况,统一迭代法将发散,得不到有用信息。文中将交流系统中广泛应用的最优乘子潮流方法推广到交直流系统的潮流计算中。根据直流系统稳态方程的特点引入辅助变量,使得直流系统潮流方程全部转换为二次或线性方程。给出了直角坐标系和极坐标系下交直流系统带最优乘子牛顿法潮流的实现方法。通过算例验证了所述方法的有效性,并对2种坐标系下的结果进行了比较和分析。

带有最优乘子的牛顿法潮流程序设计

带有最优乘子的牛顿法潮流计算是数学规划原理和牛顿法潮流计算的结合．能有效地解决病态电力系统的潮流计算问题。

在配电网中基于牛顿—拉夫逊法解最优潮流的应用

潮流计算是用来确定电力系统基本数据的重要解决方案,最优潮流是整个电力系统成本最低的条件。基于牛顿—拉夫逊法,通过调节发电机的输出口来实现成本函数的最小值,对于判定现有系统的最佳运行和发展具有重要意义。

计及发电机无功约束的最优乘子潮流计算方法比较

基于牛顿—拉夫逊法的最优乘子法已经广泛用于电力系统潮流计算中。其中比较突出的是S.Iwamoto等人提出的直角坐标最优乘子法、H.W.Dommel等人提出的极坐标下阻尼牛顿法以及王宪荣等提出的极坐标准最优乘子法。采用上述三种方法对IEEE57、118标准算例以及北美3199、6739节点实际系统进行了大量计算,比较了它们在计算速度、鲁棒性和适应性等方面的差别,探讨了潮流计算迭代中发电机PV-PQ节点类型转换对最优乘子法计算过程和结果的影响。数值结果表明,阻尼牛顿法与发电机PV-PQ节点类型转换之间的适应性差,极坐标准最优乘子法计算速度相对较快、受节点类型转换影响小、鲁棒性好。

简化牛顿-拉夫逊法在电网潮流计算中的应用

电网潮流计算需要复杂的计算,工作量较大。本文改进了牛顿-拉夫逊潮流算法中修正方程式的建立,继而对直角坐标下牛顿-拉夫逊潮流算法的雅可比矩阵进行简化。26节点算例计算结果表明,该法具有良好的收敛性,减少内存占有量并具有较高的计算速度。

潮流计算中牛顿法与拟牛顿法比较研究

牛顿-拉夫逊法是当前广泛采用的电力系统最优潮流的计算机算法,其收敛性好,但该法对初始值要求比较严格。拟牛顿法,它减小了牛顿法的计算量,同时保留了牛顿法的优点,在综合衡量一个算法各项指标的情况下,拟牛顿法的声誉很高。最后通过一个算列,验证了在潮流计算中拟牛顿法比牛顿法更具优越性。

基于低秩逼近法的下垂控制孤岛微电网三相概率潮流计算

针对下垂控制型孤岛微电网中无平衡节点且频率不恒定的特征,兼顾其三相不对称性及其中的不确定性因素的影响,提出一种基于最优乘子牛顿–拉夫逊法及低秩逼近法的三相概率潮流计算方法。首先建立计及频率变量的下垂控制孤岛微电网的三相潮流模型,采用牛顿–拉夫逊法求解,并利用潮流方程组的泰勒展开式的高阶项信息计算最优乘子,在迭代中以带最优乘子的修正量进行修正,显著改善了算法的收敛性。进而,采用低秩逼近方法计算系统的概率潮流。根据低秩逼近的原理,通过相对少量确定性潮流计算样本建立所关心的潮流分布变量的统计意义上等效的代理模型,并计算其均值、标准差,进一步可通过大量输入随机变量样本代入到代理模型,得到潮流量的概率密度、累计概率分布等概率特征。算例结果证明了该文算法的有效性与准确性。

大规模交直流系统潮流计算的实用化模型

给出了一种不发散的大规模交直流系统潮流计算的实用化模型。通过在交直流潮流方程组引入一组松弛量,将常规的潮流计算转换为松弛量平方和最小的非线性规划模型。在该模型中引入不等式约束以反映运行约束及直流控制方式。采用内点法求解该模型,减少修正方程的维数,使之与牛顿–拉夫逊潮流计算修正方程具有完全相同的维数,而且修正方程的系数矩阵具有对称正定特性。采用近似最小度(approximate minimum degree,AMD)算法与改进平方根分解法来求解修正方程以提高程序计算速度。该模型具有如下特点:无需特殊的初值计算环节;能够适应具有大量小阻抗与负阻抗支路的系统;在潮流有解、潮流无解、可行域边界附近具有良好的、一致的收敛性。在6891节点含8回高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)线路的测试系统的潮流计算中验证了所提算法的有效性和高效性。

MIDC系统有功功率分配方式对受端交流系统网损的影响

对直流输电系统2种常用的运行模式进行分析,讨论了多馈入直流输电(MIDC)系统输送功率对受端交流系统网损的影响,提出了2种条件下网损灵敏度的计算方法,一种是保持MIDC系统输送通道总功率不变,另一种是MIDC系统各直流线路输送功率相互独立。第2种情况下,需要采用负荷平衡方法进行修正。针对第1种情况,文中对功率的再分配进行了讨论,提出了一种有效的功率再分配方法来降低受端系统网络损耗。对加入了MIDC系统的IEEE118节点系统进行仿真的结果表明,优化后三馈入DC/AC的118节点交流系统网损平均降低0.97%。

N-1故障后系统小干扰电压稳定极限点计算

构建了负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗表示的电力系统短期电压稳定分析数学模型,并推导出负荷增减的表示方法。根据系统小干扰方程状态矩阵特征值为零的特点,提出了计算小干扰电压稳定极限点的数学模型,以求得N-1故障后系统从当前运行状态到电压稳定极限点需增减的负荷。通过对发电机稳态方程中功角的三角函数项引入辅助变量,将极限点计算模型转化为关于未知量的线性或二次函数,进而可采用最优乘子牛顿法计算极限点,以解决极限点处系统稳态方程雅可比矩阵奇异带来的收敛困难。IEEE9节点系统和IEEE39节点系统的计算结果表明该方法能够可靠地收敛到N-1故障后系统的小干扰电压稳定极限点。

潮流不可解评估方法的比较

电力系统在线电压稳定监视与控制中,故障态潮流发散的情况经常出现。识别其是否确实为失稳故障、准确评估其不可解程度及其提供校正控制用的灵敏度信息是对不可解潮流解算技术的3个基本要求。最优乘子牛顿法、基于直接求解KKT条件的最优潮流法和新近提出的故障型连续潮流法是3个可以处理潮流不可解的技术。前两者提供了在功率注入空间某种距离最近的临界点,而故障型连续潮流法提供了故障参数空间最近的临界点。文中应用这3种方法对IEEE 118节点标准系统进行了计算,从识别的可靠性、不可解程度评估的准确性和灵敏度信息的合理性等方面对它们进行分析和比较,结果表明所得到的不可解程度评估和排序结果存在差异,都包含了控制灵敏度信息。