含最优乘子的连续潮流算法和奇异值算法的电压静态稳定分析软件开发

介绍了一种适用于大型电力系统的电压静态稳定分析软件的研制及其结构和功能。该软件采用最优乘子和连续潮流相结合的算法以及奇异值算法计算分析系统的电压静态稳定裕度。在算法中采用了节点优化、矩阵稀疏化技术;考虑了发电机约束;引入了负荷模型和电压无功控制策略模拟实现系统情况。实例计算表明该软件实用功能强、使用方便、计算速度快、计算结果合理。

在线电压静态稳定分析的快速连续潮流法

基于连续方法的基本原理及其在电压静态稳定性中的分析需求,推导负荷型、故障型、支路型连续潮流的应用模型,探讨参数选择、步长确定、负荷变化方式、临界点识别等关键技术的实现方法.通过研究负荷、发电机、线路等参数改变下电压的变化轨迹,准确地刻画了系统的稳定裕度及其临界点.IEEE-300节点标准测试系统的仿真结果表明,所采用的分析方法可以有效地协助调度员实时评估电压状况,为EMS的在线电压稳定分析与监控提供了技术支持.

电力系统电压静态稳定性指标述评

综述和比较了多种电压静态稳定性指标 。

直流输电系统电压静态稳定性研究综述

随着国家电网公司提出的"三型两网、世界一流"的电网建设目标的执行,交直流混合输电越来越收到重视,高压直流输电具有远距离、大容量、造价低、控制灵活等特点,被广泛应用于现代电力系统中。文章介绍了直流输电的技术概况,对直流输电系统电压静态稳定性的研究现状进行探讨,进一步分析特高压直流输电系统电压静态稳定性的研究现状,对特高压直流工程的建设具有重要意义。

大规模电力系统电压静态稳定性分析

基于雅可比矩阵特征模态分析原理，对1995年及1996年华东电网及上海电网正常结线，高峰负荷运行方式进行了电压静态稳定计算分析，为保证电力系统安全稳定运行提供了有价值的指导信息．

华东电网电压静态稳定性研究

根据华东电网 1995年度运行方式 ,对系统的电压静态稳定性进行分析 ,包括确定电压静态稳定裕度、电压弱稳定区、关键支路和重要发电机组 ,求取对应于给定系统过渡方式的电压静稳极限以及判断系统失稳方式 ,对华东电网电压稳定性的分析及运行监控提供了重要依据。同时 。

一种基于电压静态稳定性的电力系统自复性指标

针对电力系统的运行稳定问题,提出了一种综合的系统电压自复性指标。该方法结合了系统潮流方程的降阶雅克比矩阵最小特征值以及L指标,既能考虑到系统整体的电压裕度,又反映了节点的电压稳定性,能够在直观、全面地体现系统当前运行状态距离崩溃点的距离的同时,对系统的状态变化进行监测。该评价方法在IEEE 30节点系统模型与某实际电网模型进行测试,仿真结果表明该指标能够在系统负荷变化时较好地体现系统运行稳定性的波动。

考虑极限诱导分岔的静态电压稳定域

随着高比例可再生能源在电力系统中的广泛应用,可再生能源的波动性和随机性对电力系统静态电压稳定评估带来挑战,电力系统静态电压稳定域(static voltage stability region,SVSR)可以全面分析和监测电力系统电压稳定性,其关键是快速准确地构建稳定域边界。针对传统连续潮流法和非线性规划法计算量大的问题,提出一种基于SVSR边界拓扑性质的SVSR边界构建优化模型,根据边界连续且光滑的性质,由已知边界点通过预测-校正方法直接计算相邻边界点。在此模型基础上提出一种极限诱导分岔识别方法,构建考虑极限诱导分岔的SVSR边界。最后通过算例分析验证了所提方法的可行性和准确性。

计及静态电压稳定约束的最少发电机优化调度方法

电压稳定控制中的控制数量多,且紧急状态时要求控制措施快速响应。构建一种以最少发电机调整数量为目标的优化调度数学模型,该模型为包含离散变量和连续变量的非线性混合整数规划问题,为快速获得高质量的可行解,提出一种由快速筛选和模型转化组成的阶段式求解方法。利用负荷裕度对发电机有功出力的灵敏度快速筛选出可提高负荷裕度的发电机集合,缩小离散变量的搜索范围;将原问题转化为混合整数线性规划子问题以及非线性规划子问题进行交替求解,得到需要调整的发电机数量及其出力。通过IEEE 118和IEEE 300节点系统进行测试,结果表明所提控制模型和求解方法可有效提高电力系统负荷裕度,减少可行解中包含的发电机调整数量,与分支定界法的对比验证了所提求解方法的快速性和有效性。

基于环境激励的电力系统静态电压稳定在线评估

随着电网结构的日益复杂,传统的静态电压稳定分析难以满足速度和准确度的要求。为此,本文提出一种基于随机响应数据的静态电压稳定在线评估方法。首先,推导基于节点电压和线路无功功率的灵敏度指标,在深入分析环境激励下灵敏度指标特性的基础上,提出对灵敏度进行分类;然后,引入K均值异常检测算法处理异常的灵敏度数值,有效地改善了灵敏度估计的准确性;其次,采用加权平均值计算一段时间内的灵敏度,实时判断系统的静态电压稳定性。最后,在IEEE10机39节点系统上进行验证,结果表明所提方法能够准确监测电力系统静态电压的稳定性。

考虑新能源高阶不确定性的交直流混联电网静态电压稳定裕度计算

随着大量新能源场站接入交直流混联电网,系统的静态电压稳定裕度(static voltage stability margin,SVSM)水平具有很大的不确定性,需要研究考虑新能源场站高阶不确定性的交直流混联电网SVSM计算方法。针对此问题,首先建立了交直流混联电网SVSM计算模型,模型中考虑了直流换流站控制方式随负荷增长的切换;采用概率盒模型描述风速与光照强度的随机波动,提出了改进区间半不变量法以获得更准确的SVSM概率盒,该方法通过K-means++聚类算法将随机变量样本划分为多个波动范围较小的样本集,以降低半不变量的线性化计算带来的误差;并结合Gram-Charlier级数展开和概率加权和计算得到考虑新能源场站高阶不确定性的系统SVSM概率盒。通过对修改的IEEE-39节点交直流系统和南方电网两个算例的分析,并与区间半不变量法和双层蒙特卡洛法比较,验证了所提出方法获得的SVSM概率盒具有较高的计算精度和效率。

计及静态电压稳定性的风光电站选址定容协同规划方法

为了降低风光电站并网给电力系统电压稳定性带来的负面影响,提出了计及静态电压稳定性的风光电站选址定容协同规划方法。分析了风光电站的发电特性,并对其建立数学模型;考虑并网等值阻抗和静态电压稳定性的内在制约关系,进一步综合风光电站及其汇集站选址定容、并网点位置等优化目标,建立了风光电站选址定容协同规划模型;基于地图栅格化和分段线性化方法,将所提规划模型转换为混合整数线性规划模型;在此基础上,利用K-means算法提取典型场景,并给出了所提模型的求解流程。基于西南某地区的实际数据进行算例验证,结果表明所提规划方法能够充分发挥规划区域内自然资源的禀赋特性和风光发电互补性,有效提高了风光电站并网后的静态电压稳定性。

新能源同步机对光伏发电系统静态电压稳定性的提升作用研究

传统同步电源被电力电子并网变流器大量替代导致新能源电网无功裕度不足、静态电压稳定性降低,并网点电压失稳甚至崩溃的现象愈发明显。针对上述问题,本文以光伏发电系统为例,研究其采用新能源同步机(motor-generatorpair,MGP)的并网方式对系统静态电压稳定性的提升作用。首先介绍了MGP系统的原理并分析其功率传输特性;然后,基于能够反映节点电压和潮流关系的V-Q和P-V曲线法从理论上揭示了MGP系统能够增加无功裕度以提高静态电压稳定性;最后,在PSCAD/EMTDC软件中分别建立了光伏直接带负载和经MGP带负载的电磁暂态仿真模型,通过在相似的网络结构下设置不同典型功率因数的负荷变化,结合V-Q/P-V的响应特性对比得出两类系统的失稳电压、无功/电压裕度和电压降落等典型指标。结果表明光伏采用MGP系统并网后,系统的静态电压稳定性得到了显著提升。

含储能和分布式光伏的配电网系统计及静态电压稳定性的多目标优化

提出一种含储能电池和分布式光伏电源的配电网系统多目标优化模型,用以应对光伏电源发电的不确定性和间歇性造成的配电网系统静态电压稳定性降低、电压越限、网损增大等问题。考虑24 h的小时级光伏出力及负荷变化,除以节点电压偏差最小和网损最小为目标外,优化目标还着重考虑静态电压稳定性指标和电压越限惩罚。基于粒子群算法,以IEEE 33节点配电网系统作为基础算例模型,通过优化储能电池的充放电功率及有载调压变压器、并联电容器组和静止无功补偿器等无功补偿装置,利用储能电池和无功优化装置的协同调控,实现配电网系统的24 h动态优化。优化结果表明所提出的优化方案能明显增强配电网系统的静态电压稳定性,减小电压偏差和网损,防止节点电压越限,为配电网系统的安全经济稳定运行提供保障。

阻抗模裕度指标在新能源多馈入系统静态电压稳定评估的适应性分析

集中送出的新能源场站大多位于电网末端,随着其有功出力的增加,易出现静态电压失稳。该文将传统的阻抗模指标的应用对象由负荷推广至新能源场站,丰富了该指标在静态电压稳定评估方面的适用性场景,包括含无功补偿的新能源系统、新能源集群馈入系统、以及新能源多机多馈入系统。具体地,首先,分析新能源单馈入系统的临界静态电压稳定条件,并据此给出用于评估新能源场站静态电压稳定性的阻抗模裕度指标及稳定判据;其次,通过将无功补偿设备并入系统阻抗,分析无功补偿对于指标的影响;再次,证明在新能源的集群馈入系统中,公共耦合点(point of common coupling,PCC)的电压失稳将发生在单个新能源场站之前,并据此确定PCC点作为指标的计算节点;之后,为考虑多机多馈入系统中不同新能源场站间的影响,在指标的计算过程中,保留待评估的关键新能源场站,将其他新能源场站等值为阻抗,并入节点阻抗矩阵中,实现方法在多机多馈入系统中的扩展应用。最后,基于PSD-BPA中建立的单机单馈入系统、多机多馈入系统、以及某省实际大电网算例验证指标的有效性。

提升大规模电力系统静态电压稳定性的无功补偿方法

电力系统运行的安全性、稳定性直接关系到我国国民经济发展,对于人们的日常生活具有重要的影响。在电力系统规模呈现扩大化发展的态势之下,探究稳定的无功补偿措施,切实降低安全隐患,提高系统运行安全性。通过科学配置优化各种设备,能达到调节无功、降低线路损耗的目的,可根据电网运行情况适时投运。对此,文章以武汉军山110千伏变电站新建工程为例对提升大规模电力系统静态电压稳定性的无功补偿方法进行了简单的分析探讨。

嵌入输入凸神经网络的静态电压稳定控制替代建模方法及其解析算法

电力系统静态电压稳定控制通常依赖于精准的物理建模,可能导致收敛和时效性问题。从数据驱动的角度出发,提出一种嵌入输入凸神经网络(ICNN)的静态电压稳定控制替代建模方法及其解析算法。利用ICNN精准地参数化由运行变量映射的凸非线性电压稳定边界;考虑ICNN的计算实时性和去迭代优势,将ICNN嵌入预防控制模型,替代电压稳定计算的非线性方程迭代过程,规避机理计算的收敛问题,从而生成电压稳定的凸非线性简化控制模型;通过解析ICNN的深度结构表达式推导出ICNN超参数驱动的控制梯度,提出有效耦合内点法的ICNN最速下降求解策略,实现电压稳定控制提效。IEEE 14节点系统和IEEE 118节点系统的测试结果表明,所提ICNN驱动的电压稳定凸非线性控制可有效耦合机理建模和数据模型,相比传统方法能更好地兼顾控制精度和计算效率,具有一定的在线应用潜力。

基于单端口耦合等值的配电网静态电压稳定指标分析及应用

随着配电网中光伏渗透率不断上升,源网荷关联效应持续增强,使得配电网电压稳定性分析困难。对此,文中依据节点电压方程建立了单端口耦合等值电路,主要包括3个部分:电源(主网供电、分布式电源)、负荷以及二者间耦合的关系。考虑到配电网多节点、多线路对电压稳定性的耦合影响,基于单端口耦合等值电路潮流可解性提出了耦合电压稳定指标(CVSI),并对配电网静态电压稳定性进行量化分析。针对传统静态电压稳定指标往往高度非线性,难以应用于配电网优化运行,文中基于二阶锥最优潮流模型对CVSI进行简化,并结合EPSILON约束法将配电网运行优化模型转化为多目标混合整数优化模型,提出了基于多目标函数综合最优原则的帕累托前沿最优解求解方法。最后,对中国浙江省台州市某实际配电网模型进行算例分析,验证了指标及模型的有效性。

静态电压稳定分析中L指标与特征值换算关系及L阈值确定方法

新能源并网和辅助服务弱化,降低了电力系统静态电压稳定性。特征值分析和L指标是研究静态电压稳定的常见方法。如何比较这2种方法得到的稳定指标、如何根据前者稳定裕度确定后者阈值,目前未见研究。该文联立潮流方程,提出L指标对负荷的灵敏度。以此为桥梁,提出L指标和特征值间换算关系。基于上述灵敏度对负荷进行排序,提出改善静态电压稳定措施。根据特征值稳定裕度和L指标间换算关系,提出确定L指标阈值方法。仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性。

基于RReliefF-BP网络的新型电力系统静态电压稳定在线评估方法

新型电力系统建设逐步成形,源荷分离趋势愈发显著的同时其随机性也逐渐加剧,电压稳定问题日益突出。新形势下,电网迫切需要一种准确度高、响应速度快、拓展性好的电压稳定评估手段。将静态电压稳定评估问题定义为回归问题,构建人工神经网络进行在线评估。首先通过场景模拟、潮流计算和局部电压稳定指标计算获得训练样本集;然后通过RReliefF方法进行特征排序,剔除权重较低的属性,提升训练效率;接着运用人工神经网络训练得到各关键特征量与电压稳定的映射关系;最后以修改的IEEE39节点系统为例,设置6组对照实验,引入简单线性加权法,计算出关于模型的速度和准确度的综合评价指标,进一步验证所提方法有较为理想的建模速度和较高的准确度,能够应对新形势下的电力系统电压稳定评估要求。