基于前推回代法的含DG配电网无功优化

针对分布式电源接入配电网导致的潮流变化,电压稳定性降低等问题,提出了基于前推回代法的含分布式电源配电网无功优化的改进算法。以网损、电压波动和储能系统的总容量最小为目标函数建立无功优化模型,采用前推回代法结合改进的多目标粒子群算法进行潮流计算,通过自适应调整惯性权重和适应度函数,显著提升了该算法的收敛速度。用IE333节点系统进行仿真分析,实验结果表明,该算法在求解含分布式电源的配电网无功优化表现出色,不仅有效降低网络损耗,提升电压的稳定性,还验证了分布式光伏电源的接入对系统电压具有支撑和调节作用。

基于改进电量法及前推回代法的高渗透率新能源配电网线损计算研究

分布式电源(DG)的高比例接入使得配电网潮流双向流动,传统的线损计算方法不再适用。首先,针对传统电量法电压与功率因数需全网一致假设条件的限制,提出电压电量法和电压功率因数电量法;然后,对多种分布式电源进行节点类型建模,提出改进前推回代法,实现对高渗透率配电网线损的精细求解;最后,对某地区实际配电线路进行计算,探究各种线损计算方法的误差及适用条件,并通过3种场景对比分析分布式电源接入容量、位置及其他参数对配电网电压以及线损的影响,验证了改进电量法以及改进前推回代法的可行性,对配电网线损计算具有参考意义。

收网算法及其在低压配电网潮流优化中的应用

针对低压配电网存在三相不对称现象及有较多分布式电源的现状,建立了综合考虑分布式电源、有载调压变压器、无功补偿器和插电式混合动力汽车的配电网优化模型。提出了一种新颖的由边界初始种群逐步向内压缩式搜索的启发式算法:收网算法。给出了收网算法的更新迭代公式和计算步骤,并从数学上严格推导证明了该算法的收敛性。为有效解决低压配电系统三相不对称或非全相运行问题,提出一种改进的分相前推回代算法。将收网算法应用于某测试算例和IEEE 123节点系统,优化结果表明所提算法有效可行。

基于配电网拓扑分析的重构潮流算法

针对配电网重构时网络潮流方向发生变化,提出了一种基于"短接"操作的配电网拓扑分析算法。该方法可对节点和支路进行任意编号,不需要对网络进行广度优先搜索或深度优先搜索,对末稍节点进行简单的"短接"操作便可得到网络拓扑矩阵。在潮流计算时利用网络拓扑矩阵构造运算矩阵,简单的处理代数方程就可以计算支路电流、节点电压和功率分布,使得程序实现起来更加高效、准确。根据提出的算法,编制了应用于配电网络重构的潮流算法程序,用IEEE33节点算例验证了该算法的可行性。

滑动轴承广义雷诺方程的一维快速解法

对计及温黏变化的广义雷诺方程的计算方法进行研究。基于满足雷诺边界条件下的广义雷诺方程的变分原理和与其等价的变分不等方程,将压力函数分离变量,变分方程取极值,确定出压力轴方向双曲余弦函数式,从而将原本求解油膜压力的二维变分不等方程降阶为一维形式;提出修正的追赶法求解一维有限元方程,无须迭代,可直接计算油膜压力和油膜破裂边界。该方法适用于广义雷诺方程中黏度场只是周向和径向坐标的函数,适用于瓦块总数大于2块的多瓦轴承非线性油膜力计算。

含DG配电网潮流算法及在网损分析中的应用研究

分布式电源(DG)在并入配电网以后,由于各种分布式电源数学模型的不同,潮流计算中不能将其简单地处理为传统方法能够计算的PQ节点.本文分析了几种常见的DG模型,针对前推回代法不能处理PV等类型节点的问题,探究了潮流计算中各种节点的转化方法,考虑到PV、PI、PQ(V)型的节点无功功率不是恒定值,利用无功补偿对前推回代潮流算法进行改进.将改进型的前推回代算法在IEEE 33节点系统中进行大量测试,在DG并网以后,系统各节点电压值增大、网损减小,计算结果表明本文研究的DG模型和改进型的前推回代法是可行的,算法具有良好的收敛性能,计算方便快捷.

一种改进的配电网潮流算法

提出了一种基于叠加原理的改进Zbus算法。该方法与牛顿法相比,对初值不敏感,R/X比值也不影响算法的收敛性;与前推回代法相比,无需复杂的节点编号,能简单地处理弱环网络。两馈线合环运行时,其中一电源作为PV节点处理,另外一电源作为平衡节点考虑,在潮流计算中PV节点用补偿法进行处理。最后,将提出的方法用于高阻抗比R/X的30节点的配电网系统进行测试,测试结果证明了该方法的有效性。

基于改进粒子群算法的分布式电源定址定容寻优

针对配电网中分布式电源的选址和定容问题,建立了包括分布式电源的运行维护费用、环境因素费用、网损费用的目标函数,并把潮流约束、电压约束、系统容量约束作为约束条件,采用改进的粒子群优化算法,确定分布式电源的位置和容量。对33节点配电系统进行仿真计算,得到了较为合理的安装位置和容量。

含光伏电源的配电网潮流计算

分布式电源接入配电网改变了系统潮流特性,会对配电网的网损和稳态电压产生一定的影响。文章通过建立光伏电源的并网数学模型,分析得出了含光伏电源的配电网的节点类型有两种,分别为PI节点和PV节点,并给出了这两种节点的潮流计算模型。利用改进的前推回代算法计算配电网潮流,在处理PV节点时考虑在此节点注入补偿电流,从而使得PV节点转换为PQ节点。在IEEE 14节点配电网中进行仿真计算,结果表明所提算法是可行的。

计及光伏功率预测的配电网潮流计算

采用改进BP神经网络算法对光伏系统进行短期功率预测并计算其在配电网中的潮流问题,采用改进前推回代算法进行潮流计算,通过求解节点—分层矩阵来对系统分层,进而对每层节点进行前推回代计算系统有功网损。最后,利用改进BP神经网络算法对某日光伏系统进行功率预测,并采用改进前推回代算法计算33节点系统的潮流,算例分析验证了所提改进算法的准确性与预测模型的有效性与实用性。

通用河网二维水沙数值模拟

合理的水沙数值模式可为水流运动、河床演变的分析提供依据。基于通用河网二维水流的计算模式,将流域二维河网划分为单一河道、树状河道、环状河道和十字形河道等河网二维基本计算单元,采用二维浅水方程和悬移质输沙基本理论建立节点水位和悬沙控制方程,通过不规则稀疏矩阵的求解获得所有节点上的水位、流速及含沙量,实现全流域的二维水沙耦合计算。通过长江下游澄通河段的验证,在汊道处的计算能很好地体现流场间的相互作用,该模型能满足精度要求。

基于改进遗传算法的多目标配电网重构

提出一种改进的遗传算法来处理配电网重构问题,采用实数编码,减小了染色体长度和生成不可行解的概率,同时遗传父代优良基因的可能性大大增加。针对适应度函数计算中潮流收敛速度慢的缺点,采用前推回代的方法,大大减少了潮流计算的时间,较好解决了配电网重构问题。理论分析和算例表明,该方法高效可行,适合配电网自动化的实际应用要求。

基于动态贝叶斯网络的电价区间预测

在高比例可再生能源参与市场竞争的背景下,电价波动更为剧烈。为了对电价区间进行预测,提出了动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network, DBN)的电价区间预测方法。该方法以风电发电量、总发电量和总用电量的预测值以及历史电价真实值为输入数据,以贪婪搜索算法确定DBN的网络结构,以最大似然估计法(Maximum Likelihood Estimate, MLE)估计DBN网络参数,建立DBN模型。然后以风电发电量、总发电量和总用电量的预测值为推理证据,采用联合树推理得到电价预测的离散值和后验概率,实现电价的区间预测。最后将所提方法与电价真实值、对比方法进行比较,验证了所提方法的有效性。所提方法不仅能得到电价的预测区间,而且能给出对应的概率,对提高市场成员的收益、规避价格风险具有指导意义。

分布式光伏电源的配电网故障特征计算模型分析

针对传统故障计算方法存在的计算量大、计算时间长等问题,采用建立含分布式光伏电源配电网故障特征计算模型的方式,维持配电网的稳定运行。利用PQ控制策略对并网型光伏电源进行控制,结合故障分量叠加原理对配电网的故障特征进行分析可知,负序及零序等值网络中存在的光伏电源接入点没有注入电流;这表明光伏电源模型对改进前推回代算法的收敛性没有影响。以支路角度作为主要依据,形成一种新的配电网故障算法,该算法具有计算效率高、影响较小等优势,有利于提升故障特征的计算效率。

快速因子表法的求解及其应用

针对因子表法应用中的问题,提出快速因子表法。其中包括,根据对称矩阵的特点快速形成因子表;应用四角规则,形象化因子表中元素计算过程;选择对对角元取倒的合适时机,进一步减少除法计算;根据因子表法中存贮元素的特点,以按列方式对常数项列矩阵进行前代计算,方便稀疏矩阵技术的应用。分别用因子法、LDU三角分解法以及本方法求取IEEE-30、-57、-118节点系统的节点阻抗矩阵,无论在"前代"或在"前代+回代"过程中,本方法的计算速度均大大高于前者。

基于前推回代法的含分布式电源的配电网潮流计算

由于分布式电源的引入,电源的节点类型中出现了PQ、PI、PV、PQ(V)等类型的节点。首先,分析了分布式电源的工作原理和运行方式,并根据它们的并网的特点分别建立各自的数学模型。然后,利用前推回代算法进行潮流计算。IEEE-33节点算例仿真分析,表明该算法能够处理各种类型分布式电源,对含分布式电源的配电网有较好的收敛性和适应性。

基于补偿法的含弱环配电网改进潮流计算

配电网在正常情况下一般呈现辐射网络结构,但在某些特殊的运行方式下,可能会出现短时间的弱环网运行。在基于辐射状配电网潮流的基础上,拓展了传统的基于补偿法的弱环网潮流算法的应用范围,提出了一种基于补偿法的改进弱环网潮流算法。这种算法简单、直接、有效且具较高的鲁棒性。

追赶法求解拟五对角线性方程组

根据拟五对角矩阵的特点,沿用追赶法的思想,首先将拟五对角系数矩阵分解成3个简单矩阵的乘积A=LUD,其中L为下三角形矩阵,U为单位上三角形矩阵,D为拟对角矩阵。然后将拟五对角线性方程组的求解问题转化为求解以下3个简单的线性方程组:Lz=f,Uy=z,Dx=y。通常的LU分解仅求解2个方程,本算法虽然将问题转化为3个方程组的求解,复杂度却没有增加,总的运算量仅为O(39n)。由于算法沿用追赶法矩阵分解的思想,对于严格对角占优的五对角线性方程组具有良好的数值稳定性。数值结果表明,算法的计算时间与方程组阶数n呈线性关系。

求解拟五对角线性方程组的四参数法

基于五对角线性方程组的追赶法,给出了拟五对角线性方程组的四参数求解方法。算法的基本思想是,将方程组的前2个未知量x1,x2和最后2个未知量xn-1,xn看作参数,这4个未知量正好对应于拟五对角方程组边角位置上的非零元素。然后通过特殊的矩阵分解将方程组解向量中的其他n-4个未知量用x1,x2,xn-1和xn4个参数表示,从而形成标准的五对角线性方程组,可以方便地利用求解标准五对角线性方程组的追赶法进行求解。被看作参数的4个未知量可以利用原方程组中的前后两个方程及中间变量求出。最后,将已经求出的4个参数再代入分解矩阵形成的方程组中求得其余分量。鉴此,本文给出了两种不同的实现方法,其主要区别在于求解4个参数的过程不同。一种方法是将解向量的全部分量用参数线性表出,然后取出前后各2个式子组成参数方程,求出4个参数。另一种方法是将4个参数作为已知量先代入第3～n-2个方程中,整理后得到一个n-4阶的方程组,解出第3～n-2个解分量的参数表达式,再将x3,x4,xn-3,xn-2回代到前2个方程和最后2个方程中组成参数方程,求出4个参数。对于规模较大的拟五对角线性方程组而言,这两种算法的计算量几乎一样。该算法的数值稳定性分析结果表明,系数矩阵在满足严格对角占优的条件下,该算法是稳定的。数值实验结果表明,两种算法的实际计算时间与算法的理论分析相符合。

基于最小线损目标的长距离中压线路电压优化

针对长距离中压线路的特点,基于最小线损目标,采用前推回代法和遍历搜索算法,建立了电压水平优化模型。通过初始化线路参数和负荷运行数据,理论计算线路无功补偿的最优位置、最优补偿容量,并综合考虑电压约束条件和经济性约束条件,最终得出最优优化方案。通过某典型长距离线路,验证了程序的正确性,有效指导长距离中压线路电压优化工程实践。