基于电压稳定临界状态分区的无功源配置

为解决无功功率不能远距离传输的问题,提出了在大电网电压稳定分区的基础上合理地配置无功源。首先,将分区点设定为电压稳定临界状态点,采用聚类分析的方法计算分区结果。然后,利用节点的无功裕度在电网拓扑中的分布,将各分区内无功裕度最小的节点作为无功源配置点。最后,采用Matlab软件对IEEE30节点系统进行了仿真,分别将所提方法与"未分区、直接按照无功裕度大小配置"的方法作比较。结果表明,该方法在应对临界状态时系统的无功控制更加可靠,故其对于提高系统电压的稳定性效果更好。

暂态电压稳定薄弱区域辨识的Louvain分区算法

针对大电网暂态电压稳定整体研究过于复杂的问题,提出一种暂态电压稳定薄弱区域辨识方法。首先,引入节点间电气距离计算模块度,运用Louvain算法对电网进行分区;然后,考虑线路负载率与线路开断对节点电压的影响,利用熵值法构建关键线路辨识指标筛选出关键线路,将关键线路三相短路故障作为预想故障集;最后,利用基于暂态电压稳定判据构建的节点暂态电压稳定评价指标,评价出暂态电压薄弱的区域。通过广东电网仿真结果验证所提方法的有效性。

节点电压稳定临界状态和弱节点的确定

本文基于系统电压静态稳定的观点对节点临界状态进行研究。提出了简便、快速计算节点临界状态的方法。研究了电距离、功率因数对临界状态的影响,提出用有功功率裕度反映节点承受负荷功率变化能力的弱节点判别式。

基于电压临界稳定状态下的无功电压分区方法

考虑潮流分布不确定性因素对电网分区的影响,提出了一种基于电压临界稳定状态下的无功电压分区方法。首先,将基于动态潮流方程推导出的系统节点U-λ灵敏度引入到电压/无功灵敏度定义中;然后以系统电压临界稳定状态点作为分区点构建电气距离矩阵,并利用自适应AP聚类方法实现电网统一分区;最后,从电源控制力指标、区域耦合度指标和无功储备裕度指标的角度评价分区质量。IEEE14和IEEE39节点系统仿真结果以及分区质量评价指标表明所提方法能有效的实现电网区域合理划分,并且保证分区内有充足的无功储备。

交直流电力系统电压稳定性控制方法

交直流电力系统电压稳定性控制方法主要集中在单一的调节手段上进行定功率控制,导致电压区域不稳定,发生大规模波动,为此研究交直流电力系统电压稳定性控制方法。首先,通过对交直流电力系统的电压进行分区,揭示系统电压分布的特点和规律。电压分区后,构建储能单元的数学模型,针对直流配电网的惯性特性进行详细分析,确定电压稳定负荷裕度的计算方法,以评估系统的稳定性水平,最后,结合电压暂态稳定性控制输出,实现交直流电力系统电压稳定性控制。实验结果显示,与无功补偿方法和有功潮流优化方法相比,研究的交直流电力系统电压稳定性控制方法的交流子网的电压区域稳定,未发生大规模波动,具有实际的应用价值。

基于局部电压稳定指标及复杂网络理论的无功电压分区方法

提出了一种局部电压稳定指标与复杂网络理论相结合的无功电压分区方法。首先根据局部电压稳定指标定义了新的电气距离,利用层次聚类分析方法构建分区负荷内层;再以基于边介数的社区发现方法对复杂网络理论构建的无功传输网络拓扑图进行分区,构建分区外层;最后,以相应的划分原则进行图层叠加,实现电网分区。算例仿真结果表明了该方法的合理性与有效性。

电力系统电压稳定分区和关键断面的确定

电网的关键断面能够体现电力系统运行的薄弱环节,是电网稳定性分析和监视的重点对象。文中针对电压稳定研究的需要,提出了电力系统节点间的连接关系和联系紧密程度的评价方法,建立与电网网架结构相对应的图模型,然后引入了谱聚类算法,进行输电网分区分析,可层次递推地给出系统的合理分区,继而可确定各分区间的关键断面。通过IEEE14节点算例和河南电网的应用分析结果表明,该算法能够准确有效地确定系统的电压稳定关键断面。

分区总负荷空间上电压稳定安全域的研究

提出了一种高维节点负荷空间到分区总负荷空间的电压稳定安全域降维方法。分区总负荷空间中的电压稳定安全域具有空间维数低,易于描述,便于实现电压稳定在线监测和控制等优点。应用切平面作为该域边界的局部近似,进行电压稳定性的实时监控,从而在保证计算精度的前提下节约计算代价。通过一种迭代搜索算法获取最敏感分区总负荷变化方向,此方向能够辅助运行调度人员进行电压安全监视,同时揭示出电压稳定敏感分区,为安全控制措施的制定及分区总负荷空间中电压稳定安全域的局部可视化表达提供有价值的信息。

基于模糊理论的输电网络电压无功控制策略

为解决新能源、电动汽车、储能等新技术应用下,高复杂度电力系统电压稳定控制问题,提出了一种基于模糊理论的输电网络电压无功控制策略。该方法引入模糊理论中的隶属度函数,根据系统节点与不同分区之间的耦合程度制定无功控制策略。根据灵敏度计算网络各个节点之间的电气距离,通过模糊聚类算法对节点进行初步分区,并采用聚类融合算法对聚类产生的多个结果进行融合,从而得到最终分区结果。根据关键节点对各个分区的隶属度制定主辅控制策略。IEEE30节点输电网络的算例分析表明,该控制策略可以有效实现对无功功率的控制。

基于场景分区的半不变量法概率电压稳定评估

针对高比例可再生能源电力系统采用半不变量法进行电压稳定负荷裕度计算中存在的由于随机变量波动范围大造成精度低的问题,提出一种基于场景分区的半不变量法负荷裕度概率评估方法。首先采用Wasserstein距离指标和轮盘赌选择算法建立可再生能源随机出力多场景概率模型,形成初始场景集;其次基于改进K-means聚类算法对初始场景集进行分区;继而采用半不变量法和Gram-Charlier级数展开法对每个分区分别计算负荷裕度的概率分布,最后应用全概率公式获得场景全集中负荷裕度的整体概率分布。该文对工程应用中场景分区数目选取策略进行探讨,并对IEEE118节点系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。

计及分区动态无功储备的无功电压控制模型与方法

当前电网无功电压自动控制算法未能很好地提高系统电压稳定性。以电压控制分区动态无功储备作为系统电压稳定性的量度,提出一种无功电压控制优化模型。通过计算各分区关键节点的电压-无功曲线得到无功源的有效无功储备,以故障下无功源出力的最大变化量作为各分区最小无功储备,将分区动态无功储备作为目标函数和约束条件加入优化模型中,以达到在保证电压稳定裕度的同时减少系统有功网损和实现电压控制的目的。IEEE 118节点系统的仿真结果和在某实际电网自动电压控制系统中的应用表明,所提出的模型与方法是有效的。

基于电压控制分区的发电机无功备用优化方法

发电机无功备用对电力系统电压稳定和电压控制具有重要意义。提出了基于电压控制分区的区域发电机无功备用定义,该定义综合衡量了区域发电机无功备用对静态电压稳定和准稳态电压控制的价值以及无功备用的可供给性。分析了控制变量的特性和选取方式,建立了用于优化区域无功备用和区域电压水平的二次规划模型,提出了逐次分区优化求解算法。通过3节点系统算例验证了无功备用定义和控制变量选取方式的合理性。通过IEEE 118系统算例验证了优化方法的正确性和可行性,优化方案显著提高了区域无功备用量和电压稳定裕度,改善了电压水平。区域无功备用优化方法将高维的无功备用优化原问题简化为少量的低维区域优化子问题,具有较高的容错性和计算效率,可用于较大规模系统的发电机无功备用评估和优化。

考虑电压稳定约束的无功补偿优化配置

针对无功优化传统算法和人工智能算法均存在内存不足、收敛速度等维数灾难且难以寻得全局最优解等工程应用问题,提出一种基于静态、暂态电压稳定约束的无功补偿配置方法。通过无功分层分区平衡分析、静态电压稳定分析和暂态电压稳定校核的综合优化,制定合理的无功补偿最终配置方案。通过PSD-BPA电力系统仿真软件对实际区域电网的分析计算表明,采用本方法可以明显提高无功补偿配置的准确性和有效性,避免不必要的投资,减少浪费,同时大大增强了电网抵抗电压失稳风险的能力,提高了电网安全稳定高效经济运行水平。

面向暂态电压稳定评估的卷积神经网络输入特征构建方法

以卷积神经网络(CNN)为代表的深度学习算法在电力系统暂态电压稳定评估中开始得到应用,但其输入特征的构建方法及合理性验证未得到充分的研究。面对交直流系统暂态电压稳定评估,提出了一种适用于CNN的输入特征构建方法。首先,基于双阶段分区来降低输入特征的维度和冗余度,即先依据系统拓扑关系和地理位置约束给出初始分区结果,再以节点的暂态电压特征相似性进行聚类,得到降低维度和冗余度后的最佳分区方案;然后,在分区结果的基础上,考察影响交直流系统暂态电压稳定的关键因素,构建兼顾稳态特征量和多维度故障信息的输入特征;最后,将所构建的输入特征应用于CNN暂态电压评估模型,并采用实际电网数据进行验证。仿真结果表明,所提方法较传统特征选择方法具有更高的准确性。

静态电压稳定裕度指标的快速算法研究

采用临界负荷节点在正常运行状态和临界状态下的有功功率差值作为静态电压稳定的安全指标，提出了求取静态电压稳定临界点的新算法，该算法克服了临界点附近常规潮流雅可比矩阵奇异带来的潮流收敛的困难，且具有快速准确的特点。结合３１节点系统算例，对算法性能进行了分析。

考虑暂态电压稳定性的电力系统多目标无功备用优化

鉴于目前电力系统无功备用优化方法较少涉及暂态电压稳定性,提出一种同时提高电力系统静态/暂态电压稳定性的无功备用优化模型,该模型首先基于数据密度提出一种无功电压控制分区方法,分别在静态/暂态电压的薄弱区域内定义静态/暂态无功备用,然后结合所建立的两个目标建立多目标无功备用优化模型,最后提出一种基于多阶段的多目标优化求解方法。通过求解所建模型,获得能够同时提升系统静态/暂态电压稳定性的无功备用配置方案。对IEEE 39节点系统的仿真分析证明了所提方法的有效性。

基于综合灵敏度的两阶段电压控制分区方法

针对传统电压分方法中发电机节点转换会影响负荷区域灵敏度的问题,提出一种基于综合灵敏度的两阶段电压控制分区方法。第一阶段采用综合灵敏度实现负荷节点的聚合分区,并在该阶段完成主导节点的识别。第二阶段首先考虑电压稳定性归并PV节点,然后采用灵敏度法逐次归并剩余发电机节点。综合灵敏度模型能全面反映负荷区域功率与电压的耦合性,主导节点的识别可以优化控制节点数。新方法以区域电压稳定性为主导、灵敏度法为递补,减轻了节点类型转化对负荷灵敏度的影响,避免了人为归并发电机的弊端。仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于聚类分析方法的电力系统负荷节点分区策略

针对传统分区方法无法给出区域内关键负荷节点的缺点,基于局部电压稳定指标提出一种新的负荷节点分区及关键负荷节点确定的新方法。依据局部电压稳定指标灵敏度的物理意义,将系统中负荷节点映射到多维负荷空间中,将多维负荷空间中负荷节点间的空间距离定义为负荷节点间的电气距离,建立起与负荷节点空间相对应负荷子图模型。引入谱聚类算法,对负荷节点进行分区,层次递推的给出负荷节点的合理分区,将分区结果与局部电压稳定指标灵敏度矩阵相结合,确定各分区中的关键负荷节点。将该方法应用到IEEE-14节点系统与IEEE-118节点系统进行分析比较,仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。

二次电压控制研究(一)

研究了一种新的提高系统电压稳定性的方法——二次电压控制。推导了二次电压控制的结构化模型 ,该模型简洁 ,具有清晰的物理意义。提出了一种确定二次电压控制区域的嵌套分解算法。该方法利用图论对系统进行分区 ,不需进行特征值分析 ,具有很快的计算速度。算法所具有的自然嵌套特性 ,可进一步提高计算速度。通过与传统方法的比较 。

用电力系统分区方法确定无功源最佳配置地点

无功功率不能远距离传输 ,电压 /无功是一个局部问题。结合电力系统分区与电压稳定灵敏度分析确定无功电源最佳配置地点的方法 ,将电力系统分区的思想应用于电力系统无功配置 ,利用“电气距离”把电力系统分成几个耦合强的小区。该方法使无功电源得到合理的配置 ,无功补偿分区域平衡。经过仿真计算比较 ,该方法可找到电力系统无功电源的最佳配置地点 。