基于LDU分解的电压稳定指标与负荷节点灵敏度的关系

根据电压稳定性可认为是负荷稳定性问题的观点,从负荷的电压/无功灵敏度角度,得出了由矩阵的LDU分解得出的衡量系统静态电压稳定程度的最小指标与负荷节点的最大灵敏度的倒数相等的结论,为此提出用负荷节点最大灵敏度的倒数作为系统电压稳定指标,并在IEEE30系统进行了验证,进而指出灵敏度法优于奇异值分解法.

并网大容量调相机对交直流电力系统无功电压灵敏度的影响

交直流电力系统的无功电压灵敏度是衡量交流子系统与直流子系统交互作用,指导无功优化控制的重要指标,新一代大容量调相机在我国特高压直流送受端的逐步推广,给现有的无功电压灵敏度计算方法带来了挑战。为此,基于交直流电力系统线性化潮流方程,提出不同类型节点间的无功电压灵敏度计算方法,分析PV节点无功电压灵敏度的物理意义。以EPRI 36节点系统为例,仿真结果验证了所提方法的正确性。

综合灵敏度和静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法

提出综合无功-电压灵敏度与静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法,并在灵敏度及静态电压稳定计算中计及了负荷静态电压特性。以计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程为基础,计算交流节点电压相对于直流落点无功功率的灵敏度;基于连续潮流法,计算计及负荷静态电压特性的直流受端交流系统静态电压稳定裕度,综合这2个指标识别电压薄弱区域。并进一步地比较了不同ZIP负荷占比、不同直流控制方式对直流落点近区交流系统电压薄弱区域评估的影响。

基于改进轨迹灵敏度的动态无功电源配置方法

传统轨迹灵敏度指标比较了不同点安装无功电源对电压的提升效果,却未考虑权重系数对选择无功电源配置点的影响。首先对节点暂态电压进行分析,提出了节点脆弱性指标和事故严重性指标进而对节点和故障进行排序,在此基础上对传统轨迹灵敏度的权重系数进行了改进,然后利用改进轨迹灵敏度确定了动态无功电源的最佳补偿位置,最后通过IEEE 39节点系统的算例验证了该方法的有效性。

暂态电压稳定薄弱区的厂站稳态无功协调方法

考虑协调发电机和变电站电容器稳态无功出力占比对系统暂态电压稳定性的影响,以及无功优化和电压稳定的区域调控特点,研究了基于厂站稳态无功协调提高系统暂态电压稳定裕度的预防控制方案决策方法。该方法在利用近邻传播(affinity propagation,AP)聚类算法和综合暂态电压稳定裕度确定稳定裕度薄弱区域的基础上,基于发电机无功调节对薄弱母线电压作用的加权平均灵敏度进行灵敏调节发电机选择。接着以薄弱区并联无功补偿和灵敏发电机无功出力作为控制变量,建立兼顾暂态电压稳定裕度和母线电压额定值偏移的厂站无功协调多目标优化模型,并结合暂态稳定计算,利用多目标优化算法(multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition,MOEA/D)和逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)求解系统对严重预想故障的多目标稳态无功协调方案。江西电网实际算例的仿真研究验证了该决策方法的有效性。

考虑无功裕度的电压自适应分区方法及主导节点的选择

针对当前二级电压分区未能较好实现动态无干预调节的现状,基于电压/无功灵敏度及模块度函数,该文提出一种随电网运行工况实时变化的自适应动态分区和主导节点选择方法。以每个无功源为分区中心,根据电压/无功灵敏度大小将负荷节点映射到对应的无功源;构建考虑无功裕度的改进模块度函数,以其为衡量指标进行区域合并自动形成最佳分区。引入其他区域节点对本区主导节点的抗干扰指标,结合主导节点在本区域的可观性和可控性指标,确定主导节点选择方案。从区域内无功源控制灵敏度、无功裕度及主导节点的可观性出发,对分区结果进行评估验证。最后,以IEEE39节点系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和优越性。

直流系统无功动态特性及其对受端电网暂态电压稳定的影响

对交流系统大扰动后的直流系统无功动态特性进行了深入的分析,提出了直流系统无功源-荷转换的新观点。从动态无功平衡的角度分析了直流系统无功源-荷转换对受端电网暂态电压稳定的影响机理和途径,并提出了定量刻画临界暂态电压稳定时直流系统无功动态特性的解析方法。在此基础上,综合考虑直流系统无功源-荷转换特性、无功网络传递特性和直流落点电压支撑强度,构建了一种用于评估直流系统对受端电网暂态电压稳定影响的解析指标。与临界切除时间变化量指标所得结果相比,南方电网的相关仿真结果验证了所提指标的有效性和实用性。

兼顾电压稳定的互联电网电压/无功协调控制

互联电网各控制中心在进行电压/无功控制时有必要采用协调控制手段,以实现无功的合理分布,避免控制振荡。文中以互联电网网络方程为基础,分别推导了基于L指标的节点最优无功注入量和对应电网有功网损最小时的节点最优无功注入量。进而根据分解协调计算思想,设计了兼顾电压静态稳定性和经济性的互联电网区域电压/无功协调控制模型。最后分别通过两种互联电网模型的仿真实验,验证了所提出的兼顾电压稳定的互联电网电压/无功协调控制的机理与方法的正确性与有效性。

计及动态无功控制影响的风电汇集地区高电压脱网原因分析

回顾电网实际发生的某次风电机组高电压脱网事故典型特征,总结提出:研究导致事故深层原因应充分考虑风电场汇集地区动态无功补偿控制的影响。基于简单系统推导出计及风电场感性支路恒无功控制影响的无功功率—电压灵敏度表达式,从原理上阐明目前动态无功补偿装置所广泛采用的感性支路恒无功控制方式将导致大规模风电汇集地区电网无功功率—电压灵敏度增大,其增大的幅度取决于感性支路的初值,并最终指出风电场感性支路恒无功控制方式导致的无功功率—电压灵敏度增大是导致"5·14"风电大规模脱网的主要原因之一。最后,结合实际系统的典型案例进行了仿真验证。

带SVC电力系统电压稳定二阶指标的计算与仿真

通过对系统节点无功网损灵敏度指标(RLSI)进行排列,迅速准确判断系统的薄弱节点,在薄弱节点安装静止无功补偿器(SVC),可较好地降低灵敏度,提高电压稳定水平;通过对无功网损灵敏度进行二阶改造,克服了原指标的非线性,能较好地确定负荷裕度.通过对WSCC3机9节点系统进行仿真计算,分析对比SVC安装前后的电压稳定指标,验证了安装SVC后系统无功网损灵敏度及其二阶指标确实得到了改善,负荷裕度得到较准确的预报.

基于多代理的无功电压协调控制模型在含风电场电网中的应用

利用多代理技术的智能性、分布性及协调性等特点,结合灵敏度法和向量—距离算法,提出基于多代理的电网无功电压协调控制模型,以解决约束大规模风电并网的电压稳定问题。该模型综合节点间物理距离和电气距离,建立区域级、地区级多代理(Agent)无功协调控制模型,使其能够根据电网实测数据计算电压无功灵敏度,并据此动态更新电网的无功电压控制区域划分,使分区内的无功电压强耦合,分区间的无功电压弱耦合,从而优化无功补偿设备的控制策略,以降低因无功流动而引起的网损,该模型能够在全局范围内对控制策略寻优,突破了分布式Agent局部求解的局限性。在甘肃某含风电场电网中的应用实例验证了该控制模型的有效性。

无功优化分解协调计算的节点分区方法

无功优化分解协调算法中,根据电压-无功灵敏度对电力系统进行分区,使得各区域节点间电压无功耦合最弱,这样有利于提高该算法的计算效率和实用价值。求出正常运行状态下的节点间电压-无功灵敏度,应用阀值搜索分区算法对系统节点进行分区,用节点分裂法将系统分解为几个较小规模的子网络。IEEE118节点系统和两个实际系统(538节点和1133节点)的无功优化计算表明,该分区算法能改善算法的收敛性,从而提高其计算效率。

基于局部暂态电压稳定和无功响应的储能选址研究

为克服现有储能选址技术的缺陷,提供了一种基于局部暂态电压稳定和无功响应的储能选址方法。在确定受端电网的重负荷区域,搜索严重故障,找到相关薄弱节点的基础上,分解了薄弱节点等值负荷,探究备选地点储能功率变化与电压稳定薄弱节点稳定性的相关关系,建立了储能选址对电压稳定影响和储能动态无功响应两个量化指标,得到储能选址综合效果量化指标,对储能地点进行优化配置。以辽宁某地区受端电网为案例进行验证,结果表明当储能出力时能有效改善局部系统的电压稳定性,从而防止电压失稳。

考虑电网特性的动态无功优化配置方法

提出一种考虑电网特性的、多准则动态无功优化配置方法。该方法在考虑电网拓扑结构和功率分布特性的基础上,以节点电压稳定的重要度指标,筛选出维持系统暂态电压稳定的重要节点;结合基于偏差量的节点电压稳定的薄弱度排序,快速确定补偿装置的候选安装点;利用改进轨迹灵敏度指标,分析补偿装置配置位置不同时,对多个关键故障的极限切除时间的提升效果和对全系统暂态电压稳定的改善效果的差异,选取最优安装点。最后,利用暂态电压稳定标准校验安装效果,确定最优容量,获得兼顾技术性与经济性的最优配置方案。所提方法通过IEEE 39节点算例进行了仿真验证。

提高系统无功备用容量的多目标无功补偿规划

系统的无功备用容量越大,其电压稳定裕度越大,为此提出了提高系统无功备用容量的多目标无功补偿规划。在系统无功备用容量定义基础上,推导出各负荷节点无功补偿对于提高系统无功备用容量的灵敏度和降低有功损耗的灵敏度,并将综合灵敏度大的负荷节点作为候选无功补偿点;提出了多目标优化的自适应免疫算法,以其提高系统无功备用容量的多目标无功补偿规划优化求解,且在IEEE-30节点系统中分析补偿前后系统电压稳定裕度。将补偿后的相关指标与普通的免疫算法所得指标比较的结果表明,所提方法正确可行。

张北高电压脱网事故中风电场动态行为分析与仿真

基于计及动态无功控制影响的无功-电压灵敏度分析方法,详细分析了张北各风电场内动态无功源所采用的送出线路恒无功、双馈异步风力发电机组(DFIG)及静止无功发生器(SVG)恒无功等多种控制方式在"5.14"高压连锁脱网事故中的动态行为及影响因素,得出了DFIG及SVG采用恒感性无功控制同样会增大风电场母线的无功-电压灵敏度,且增大程度取决于风电场初始容性、感性无功及短路容量比的结论。结合简单系统以及"5.14"事故,在PSS/E中仿真分析不同控制方式及初始状态下的风电场受到电容扰动后对场侧35 kV母线电压的影响,仿真结果进一步验证了所得出结论的合理性。

计及负荷静态电压特性的多目标交易研究

提出了一种基于计及负荷静态电压特性最优潮流的多目标优化交易计划新模型,并讨论了负荷模型对交易的影响约束,能够反映节点电压变化对交易的影响,从而使交易模型更加符合电力系统运行的特点;采用模糊集理论并结合内点法对模型求解;基于Kuhn-Tucker 一阶最优性必要条件分析了多目标竞标机理并定义了节点广义实时价格和节点电压对节点需求灵敏度等指标,从而可定量评估发电节点经济.环保等综合指标和需求节点电压对系统交易的影响.算例结果表明了该模型、算法及所定义指标的有效性。

考虑大规模光伏和风电接入的主动配电网无功电源综合规划

不断攀升的可再生能源渗透率造成配电网电压越限问题突出。提出了一种基于综合时序灵敏度法与无功补偿候选节点聚类分区相结合的无功电源接入选址及容量优化配置方法。首先,提出应用综合时序无功电压灵敏度法确定无功补偿接入候选节点;接着,对配网节点进行聚类分区,以确定无功补偿的选址;此外,为了实现多种无功补偿电源的主动控制,还制定了三级无功电压运行控制策略以确定各种措施的运用顺序;最后,对改进的IEEE 33节点算例进行仿真分析,结果表明规划结果能有效解决间歇性分布式电源大量融入后引起的电压越限问题,并有较好的经济性。

计及电压稳定裕度的配电网光伏发电选址与定容

本文针对光伏出力的随机性和负荷的波动性,考虑光伏出力及负荷在不同状态下发生的概率,提出了一种多场景光伏发电-负荷混合概率模型。采用电压灵敏度分析法寻找电压支撑点,作为光伏发电接入的候选节点集,提高光伏选址的效率。以改进VPII指标为目标函数,将多场景光伏发电-负荷混合概率模型加入功率潮流平衡方程,建立光伏发电的选址和定容模型。最后,以IEEE14辐射型配电网系统为算例,验证了本文所提模型的合理性和有效性。仿真结果表明,合理选择光伏的接入位置和容量,能够有效提高配电网的电压稳定裕度,提升其稳定性并降低网损。

含大规模风光电源的电网静态电压稳定性分析

针对电压稳定评估指标从有功功率或无功功率单方面去评价而产生的结果差异问题,提出了一种用于分析大规模风电场、光伏电站接入电网后系统静态电压稳定性的综合评价指标。通过功率-电压曲线计算节点电压的有功灵敏度指标IP,来研究风电场、光伏电站联合接入电网后的风光电源有功出力变化对系统电压稳定性的影响;通过计算含大规模风光电源的系统节点电压-无功灵敏度指标IQ,来进行系统电压稳定性的评估;在这基础上,根据理想点法将这2种指标进行综合得到系统的综合评价指标I.利用评价指标IP、IQ、I对山西省实际电网的静态电压稳定性进行分析,判断出山西电网中电压相对薄弱节点和区域,并对这3个指标下的电网电压薄弱区域进行对比分析,验证了综合评价指标的全面性。