考虑感应电机负荷特性的主动配电网电压模型预测控制

针对高比例新能源并网引发主动配电网电压越限问题,提出了一种考虑感应电机负荷特性的主动配电网电压模型预测控制方法。首先,通过建立感应电机负荷的稳态模型,分析了其有功和无功与并网点电压的耦合关系,提出考虑感应电机负荷特性的配电网状态估计方法,实现了对关键状态量的实时在线监测。然后,计及各类电压调节资源,构建考虑感应电机负荷特性的电压模型预测控制方法,并通过状态预测、滚动优化和反馈控制3个关键环节,在维持配电网电压安全的前提下,以最低调节成本实现感应电机负荷并网点电压与设定值的偏差最小化。最后,基于IEEE33节点系统算例进行仿真,验证了所提方法在提高状态估计精度、改善电压控制效果方面的有效性。

一种新的综合负荷电压静态特性模型

提出了一种新的机理性负荷模型,只需知道综合负荷中感应电动机所占的比例以及整个网络的最大电压降落,就可以对负荷模型进行参数求取、特性曲线计算和精度评估,得出该模型,能较精确地表示综合负荷电压静态特性。

适用于计及负荷电压静态特性的配网潮流新型前推回代算法

鉴于当前配电网潮流计算采用恒功率负荷模型不能准确反映网络潮流分布,提出在潮流计算中考虑负荷静态电压特性。针对传统前推回代法在解决该问题时,存在算法效率降低、对负荷静态电压特性呈强敏感性的缺陷,将传统前推回代法中前推功率、回代电压改为前推回代都进行电压迭代,设计了一种新的前推回代法。IEEE36节点系统测试表明,所提算法能够准确、快速地求解配电网潮流,且算法效率对负荷静态电压特性变化具有弱敏感性。同时,通过潮流结果分析负荷静态电压特性变化对系统电压的影响。

考虑负荷静态电压特性的重负荷节点静态电压稳定分析

首先从理论上论述了负荷静态电压特性对静态电压稳定的影响作用。在功率供求关系紧张状态下,电压稳定临界区域电压陡降时负荷静态电压特性影响显著,应计及阻抗负荷和恒电流负荷对静态电压稳定的作用,使用综合负荷进行计算。同时,接近分岔点时采用负荷导纳描述负荷功率需求,使用负荷导纳模型法计算电压稳定极限值及PV曲线下半部分的值。对IEEE30节点系统进行仿真计算分析,结果证明了所提出方法的有效性,同时快速性和精确性得到了保证。

计及负荷电压静态特性的电力系统最小负荷裕度的快速评估

负荷裕度是静态电压稳定性最重要指标之一,定义了非线性复变电力系统的最小负荷裕度。利用非线性电路动态等值方法,引入功率参变量,构造拉格朗日函数。证明非线性电力网络负荷节点获取极大有功功率的必要条件:负荷静态等值阻抗模等于负荷节点看进系统的动态等值阻抗模,然后提出评估电压稳定性的阻抗模裕度指标。同一扰动下,阻抗模裕度越小,电压稳定性越薄弱,节点负荷裕度越小,只需计算最薄弱节点的最大负荷裕度,即系统最小负荷裕度。通过阻抗模裕度最先到达零来确定最薄弱节点获取的极大有功功率,计算其最大负荷裕度。计及负荷功率扰动方式与负荷电压静态特性,通过对IEEE30节点系统的仿真表明:单节点负荷功率扰动方式及恒定阻抗与恒定电流负荷比例的增加,提高了系统的最小负荷裕度。

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。

电力系统静态电压稳定性在线监控(一)——一种可在线应用的计及负荷静态特性的电压稳定指标

基于局部量测数据和负荷静态特性,提出了一种可在线应用的节点静态电压稳定指标。首先介绍了ZIP负荷模型,然后用戴维南等值电路简化系统,将线路电流表达式整理成实部和虚部,消去负荷有功后代入ZIP负荷模型中的无功表达式得二次方程式,用根判别式得到以无功表示的电压稳定指标VSIQ;同理得以有功表示的电压稳定指标VSIP;取两者中的较小值作为节点电压稳定指标VSI。比较各节点VSI,最小值对应的节点即为系统最薄弱节点。以IEEE14节点和IEEE30节点系统为例,仿真系统在不同负荷特性下VSI的变化曲线。结果显示:恒定功率分量所占比例越大则节点VSI越小,电压稳定性越差;恒定功率比重相等情况下,恒定电流分量比重越大,节点电压稳定性越差。

计及负荷静态特性的在线电压稳定性研究

电压稳定已经被称为负荷稳定,为了研究负荷特性对电压稳定问题的影响,对一种负荷模型下的在线电压稳定性问题进行了研究。提出了一种基于时间断面上的局部等效方法,在所要研究的节点处,把电力网络局部等效成两节点系统,利用PMU测得的电压和电流相量,求出局部等效模型的参数。采用静态ZIP模型导出节点电压稳定指标表达式,可以较好评估系统的静态电压稳定性。通过对标准系统的测试,表明此方法得到的指标线性度更好,精度更高。

负荷动态特性变化对电力系统静态电压稳定性的影响研究

针对负荷动态特性激发电压的动态变化而且在极端情况下可能导致电压崩溃的问题,将转差率引入负荷等效阻抗模型对负荷的阻抗模及阻抗角进行了分析,得出了负荷的阻抗模及阻抗角的突变点;基于该模型对负荷动态特性进行了分析,讨论了负荷变化时节点的电压及功率变化情况,得出了节点电压转折点和节点功率转折点;结合三元电压稳定分析法推导出的传输网络的电压稳定极限曲线,利用算例分析了不同的负荷比例对电力系统静态电压稳定性的影响,从而得出了恒阻抗负荷比例的增加有利于增强电力系统静态电压稳定性的结论。

负荷模型与静态电压稳定性研究

通过系统供应侧和负荷侧的U-I特性分析,得出了利用供应侧和负荷侧特性曲线的斜率比较来判定节点静态电压稳定性的方法,进而利用该方法分析了多项式负荷模型与节点静态电压稳定性之间的关系,推导出了适合于多项式负荷模型的节点静态电压稳定性的判别公式。该方法简单快速,并可直接应用于实时在线电压稳定分析,实例验证了该方法的正确性。

负荷特性对基于奇异值分解法分析静态电压稳定的影响

随着电力系统规模不断扩大,电压稳定问题越来越受到人们的关注。对电力系统电压稳定影响一个关键的因素就是负荷特性。在前人研究成果的基础上,就负荷特性对奇异值分解法分析电力系统电压稳定性的影响做了一些工作。在考虑负荷特性的情况下,系统潮流雅可比矩阵最小特征值会有所变化。分析及IEEE-14节点系统计算表明,负荷模型是常用的ZIP模型时,潮流雅可比矩阵最小特征值相比于恒功率模型会有所增大;负荷模型是电动机类电压敏感负荷,在电压下降到一定程度时,潮流雅克比矩阵最小特征值相比于恒功率模型会有所减小;且采用不同的负荷模型对薄弱节点识别或是薄弱区域的划分也会有一定影响。

感应电动机负荷模型的静态特性分析

为进一步促进负荷建模工作的开展,对感应电动机负荷模型的静态特性进行了全面深入的研究。从电动机达到稳态时电磁转矩和机械转矩平衡的原理出发,针对不同的端电压求解其基本方程,计算求得不同端电压下电动机负荷的转差s、有功功率p、无功功率q,并进而得到了4类典型的静态s-u及p-u、q-u曲线。研究发现,不同电动机负荷模型的特性存在较大的差别,负荷建模时简化模型与实际网络应以静态特性基本一致作为必要条件。该文丰富了负荷模型有关领域的理论基础。

考虑负荷静特性的基于奇异值分解法静态电压稳定分析

随着电网规模的不断扩大,电压崩溃事故的频发,电力系统电压稳定性问题已经受到越来越多的关注,逐渐成为电力界的一个研究热点。电压稳定又称负荷稳定,负荷特性是电压稳定研究的关键问题。在总结前人研究成果的基础上,就奇异值分解法应用于考虑负荷静特性的电力系统进行静态电压稳定分析做了一些探索性工作。首先概述了电压稳定问题研究的历史和现状,阐述了电压失稳的机理并对各种静态以及动态电压稳定分析方法进行了介绍。接着介绍了奇异值分解法。奇异值分解法的数学理论严谨,判别指标准确、简洁、实用。在奇异值分解法的基础上,运用电压稳定指标在IEEE14节点和IEEE39节点标准系统中进行了仿真验证,对各个指标进行了物理意义分析,证实了方法的正确性。对系统采用了不同的负荷模型进行电压稳定分析,得出了关于考虑了负荷模型的实际系统分析的有用结论。最后,基于奇异值分解法得出的结论,提出了预防电压失稳、防止电压崩溃、提高系统电压稳定性的控制措施。

考虑负荷特性的静态电压稳定性分析

电压稳定性在很大程度上受负荷特性的影响。本文分析了采用ZIP负荷模型改变了潮流方程,继而影响了电压的稳定性,通过IEEE30节点系统的仿真分析了ZIP负荷的不同比重对最大负荷因子、临界电压及相对应负荷功率变化情况的影响,得出临界电压值和相对应的功率不是单调的变化。说明了采用ZPI负荷模型相对于恒功率负荷而言,负荷的静态极限提高,系统电压的稳定性能提高。

负荷模型与负荷电压特性的研究

主要论述负荷模型与电力系统负荷节点的电压与有功功率特性的关系，给出了包含恒功率负荷模型、恒电流负荷模型、恒阻抗负荷模型的综合负荷模型的特性曲线，定性分析了考虑综合负荷模型时的负荷电压稳定性的临界点以及与仅考虑恒功率模型时的区别，论述了考虑综合负荷模型时的负荷电压稳定域。

电压稳定研究中的负荷模型及其建模方法

综合负荷模型及其建模是电压稳定研究中最基本和最关键的问题之一。本文全面地论述了电压稳定研究中综合负荷模型的应用现状 ,系统地阐述了当前电压稳定分析中常用负荷模型的特点及其存在的主要问题 ,提出了电压稳定分析中综合负荷建模的基本要求和建模方法 。

计及电动汽车充电和负荷波动极限的电力系统静态电压稳定性评估方案

为研究电动汽车接入电网后充电的不确定性和负荷波动特性对电网电压失稳事故的影响,提出了一种综合考虑电动汽车充电特性和负荷波动极限的电网静态电压稳定性评估方案。首先建立了系统中的发电机节点、负荷节点、电动汽车接入节点的注入功率随机化模型,充分考虑电网各元件的随机波动性;基于连续潮流和概率潮流相结合方法搜索系统的电压失稳临界状态,对电网的边界运行状态进行统计分析。文中提出了系统静态电压稳定性的评估指标体系,以确定电压稳定的薄弱区域。该薄弱区域在系统电压失稳状态下通常最先发生电压越限,可作为电网重要监控对象,以便及时采取切负荷措施,避免全网大停电的发生。IEEE 30节点算例分析结果验证了该方案的准确性和有效性。

基于戴维南等值的静态电压稳定广域切负荷控制策略

针对区域电网难以通过获取外网实时状态信息来实施静态电压稳定控制的问题,提出了一种基于外部网络单点等值,并考虑区域电网静态电压稳定裕度的广域切负荷控制策略。首先采用戴维南等值方法对区域电网的外部系统进行等值。然后以区域电网在负荷增长状态下的潮流等式约束作为静态电压稳定约束条件,建立了全二次最小切负荷优化模型,并采用半光滑牛顿法求解。通过对IEEE 14节点系统的仿真分析,验证了该策略的正确性及有效性。

动静态负荷模型在电网暂态稳定计算中的应用

提出一种简单、实用的负荷动特性综合方法。结合广东电网的实测数据,建立了相应的动态负荷模型,并将这些模型和BPA静特性负荷模型分别应用于茂湛系统送出截面功率极限计算和广州水贝变电站事故仿真两个实际算例,结果表明:采用基于实测的动特性负荷模型计算所得的短路电流值比采用静态负荷模型更接近实际录波电流值;在计算截面稳定极限时,动态和静态模型得到的机电暂态结果比较吻合,且基于实测的动特性负荷模型计算出的功率极限稍大,极限切除时间略长。

基于负荷不确定性建模的静态电压稳定性风险评估

该文以负荷不确定性建模为基础,提出一种静态电压稳定性风险评估方法。负荷不确定性建模分3个阶段进行,其一采用改进模糊C均值聚类方法、Cholesky分解和多维正态分布抽样技术得到初始负荷波动模型;其二基于蒙特卡罗方法,建立可同时计及负荷增长方向及功率因数随机变化、用来模拟多节点负荷持续增长情景的概率超圆锥体模型;其三以相关系数和互信息量为评判体系,根据负荷曲线相似度将节点分群,确定负荷出现同时增长的节点编号。之后,构建蒙特卡罗-连续潮流算法,植入负荷不确定性模型,提出4项分别针对节点、线路及系统的风险指标,得到完整的风险评估体系。该文以太原110k V电网为例,对比分析了含恒功率负荷模型系统与含综合负荷模型系统的风险水平、薄弱区域,验证了文中所提方法的准确性和有效性。