考虑新能源随机波动和T接线的城市电网连锁故障风险评估

新能源的大量接入给城市电网的安全运行和重要用户可靠供电带来很大挑战,其功率的随机波动易引发电网出现连锁故障风险。提出了一种考虑新能源出力随机波动和城市电网110k V网架T接线开关投切的连锁故障风险评估方法。该方法在连锁故障发生概率和后果严重度的计算中都计及了系统状态的概率分布特性的影响,并采用基于半不变量法的概率潮流计算反映系统状态与新能源功率二者的概率分布特性之间的关系。另外,建立包含110 kV网架T接线开关投切的最小切负荷的混合整数非线性规划模型,并以最小切负荷量来表征系统在连锁故障的严重度。此优化模型通过决策故障下的各组T接线开关的投切状态,减少连锁故障下的切负荷量,进而有效降低连锁故障的风险。同时,通过机会约束描述重要用户负荷节点电压的安全运行范围,以确保重要用户负荷不停电的概率满足给定的置信水平,从而保证重要用户的安全可靠供电。最后,通过某个实际城市片区电网算例验证了所提出的连锁故障风险评估方法的正确有效性。

光伏阵列输出变化下光伏并网点恒定潮流控制方法

随着可再生能源的大规模并网,光伏系统需要考虑更多控制目标,为此,提出了一种新型光伏并网点恒定潮流控制方法。首先,以分布式输出补偿原理为核心,构建分布式潮流控制结构;其次,利用相似日理论和BP神经网络预测出光伏阵列输出情况,推导出潮流恒定值;然后,以其误差累积量最小、总网损最小为目标,设置目标函数;最后,采用结合非线性递增策略的非线性扩散粒子群算法求解,获取最佳控制参数。结果显示,该控制方法实施70 h后,光伏并网运行网损均值为2.2 kW/h,证明了该方法的实用性。

Analytical Approach of the Nonlinear Surface Plasmon at a Left-Handed Material

The surface wave dispersion relations of surface Plasmon at the interface of a left-handed material and a non-linear Kerr medium of arbitrary nonlinearity are derived based on a generalized first integral approach. The normalized power flow is also investigated for various values of frequency. The above study is conducted for both cases: self-focusing (α≺0) and de-focusing (α≻0) nonlinear Kerr coefficient.

基于碳流理论考虑用户侧碳排放配额的最优潮流

由于双碳目标下碳排放配额将成为一个有限的公共资源,聚焦用户侧展开减碳调度研究。考虑到区域间发展及资源状况存在差异,采用基于比例共享原则的碳流理论来计量用户侧的碳排放。通过解决用户侧碳排放配额约束的潮流方向问题,建立了基于碳流理论、考虑用户侧碳排放配额约束的混合整数非线性最优潮流模型,并采用一种基于潮流计算更新的粒子群算法进行求解。经算例测试,在用户侧考虑碳排放配额约束不仅能够满足各类用户的用电碳排放需求,还能在调度中兼顾电力部门减排责任的公平原则。所提算法在小规模算例中相较于精确求解在计算速度上具有显著优势,在大规模算例中相较于非线性规划求解器在收敛性能上具有显著优势。与传统粒子群算法相比,解决了收敛难度大、参数整定困难的问题。

基于IEEE 1459标准的非线性负载有功功率测量研究

针对谐波有功损耗测量问题,文中改进了Emanuel功率理论中非线性负载等效模型,并结合基于Emanuel功率理论的IEEE 1459标准中视在功率分解公式,推导了基于改进的非线性负载等效模型的谐波有功损耗测量表达式;利用Matlab仿真分析非线性负载有功损耗的3种测量方式;通过比较得出所提测量方法能更准确方便地测量非线性负载有功损耗。最后,利用电能质量测量仪器,实测某电网10 kV负载谐波含量,结合所提方法计算负载有功损耗,验证了该方法的有效性及其带来的经济效益。

电网中非线性负荷谐波功率方向的确定

电力系统中有谐波存在时,应该了解谐波功率的方向,并按谐波功率的方向确定谐波源的位置。作者从最简单的非线性电路出发,通过比较常规电路的计算结果和频域分析结果,总结了非线性负荷形成谐波功率的特点,提出了确定谐波功率方向的方法,论述了非线性用户的电能计量问题,为进一步完善电能计量工作提供了依据。

齿轮箱非线性耦合系统的动力学分析

分别建立了啮合齿轮子系统弯扭耦合振动模型、弹性轴子系统的弯曲振动和扭转振动模型以及齿轮箱弹性箱板子系统的横向振动模型,通过轴承多维刚度矩阵和子结构之间的受力变形协调关系将各子结构的振动模型联立起来,从而得到整个齿轮箱耦合系统的动力学模型。结合相图和庞加莱映射图分析了系统的运动特性,采用功率流方法研究了系统振动能量传递特性及其影响因素,揭示了外部激励和轴承刚度等因素对系统特性的影响,为齿轮箱系统的振动控制与结构设计提供了新的分析方法和理论依据。

基于动态潮流的非线性规划法求解电压稳定裕度

电力系统电压稳定裕度是评估电力系统安全稳定性的重要指标。鉴于常规非线性规划法求解电压稳定裕度时,未计及负荷增长过程中各发电机组有功出力的增长方式,计算结果过于理想。结合动态潮流思想,提出一种考虑发电机有功出力增长方式约束的动态非线性规划法模型。在模型中,以结合实际选定的发电机有功出力增长方式来分担系统全部有功不平衡功率,使得利用动态非线性规划法求得的电力系统负荷裕度结果更加贴近实际,不受平衡点选择的影响。IEEE-30节点测试系统和辽宁电网实际系统的算例结果表明,利用动态非线性规划法计算的电力系统电压稳定裕度结果较常规非线性规划法更具合理性和实用性。

基于GMRES的改进连续潮流算法研究

阐述了一种基于GMRES的改进连续潮流算法,主要针对大型电力系统,在预测环节中采用拉格朗日非线性预测,减少了计算时间;在校正环节中将GMRES方法与牛顿法相结合构成内外双层迭代,并应用ILU分解对系数矩阵进行预处理,从而避免了对修正方程进行直接求解,提高了连续潮流法的计算速度。该算法根据梯度参数变化对步长进行了有效的控制,可以大大提高PV曲线的追踪效率。采用该算法对IEEE300节点测试系统进行仿真计算,取得了良好的计算结果,从而验证了该方法的有效性和快速性。

基于非线性互补方法的内点最优潮流算法

提出了基于非线性互补方法的最优潮流算法。引入非线性互补函数,将内点法中KKT条件的互补松弛条件约束转化为等式约束,并采用牛顿方法求解。该方法不必保证互补松弛变量为正数,可以从任意起始点出发,具有良好的收敛性。在确定最优步长的过程中,采用了新的效益函数,节省了大量的计算时间,并有效处理了算法在收敛过程中产生的振荡问题。数值计算结果表明,提出的算法具有很好的收敛性和计算效率,对于大规模电力系统具有很好的应用前景。

基于非线性多中心校正内点法的最优潮流算法

提出了求解电力系统最优潮流问题新的非线性多中心校正内点算法。该算法采用仿射方向作为预测方向,在校正方向上增加了权系数,并通过线性搜索方法确定权系数的最优值,在预测方向和校正方向的组合方向上获得最大的迭代步长值;同时通过检验校正后的方向是否落在中心轨迹的对称邻域内来保证算法的收敛性。算法能够通过单次校正获得较大的计算步长,从而提高了计算的速度。该算法与预测校正内点法相比具有鲁棒性好、收敛快速的优势,特别是在计算过程中互补对差值较大的恶劣条件下。通过对多个测试系统的仿真,结果验证了算法有效性。

柔性基础非线性隔振系统动力学特性分析

建立了隔振对象-非线性隔振支承-柔性基础组成的耦合系统的一般性动力学模型,研究了应用振动功率流对非线性隔振系统进行效果分析的计算方法,给出了动力学方程初值问题表达式;并且基于Runge-Kutta法以某小型无人机的发动机隔振系统为算例,对几种非线性隔振器的隔振效果进行了数值仿真和分析。研究表明并联刚度隔振器和分段线性隔振器可有效减少隔振系统功率流的传递。

模拟退火算法在输电网络扩展规划中的应用

输电网络扩展规划是一个非线性组合优化问题,文中用模拟退火算法有效地解决了该问题。首先用直流潮流模型建立该问题的非线性整数规划模型,然后用模拟退火算法求解该模型的最优解,并对具体实施步骤作了多处优化改进。最后,通过分别对Garver 6节点和IEEE 24节点两个算例的测试,并与Lingo软件得出的计算结果做比较,表明改进的模拟退火算法能更快搜索到较优可行解。

基于直流潮流灵敏度的断面潮流定向控制

给出一种基于直流潮流灵敏度的断面潮流定向控制新方法。首先利用直流潮流获得断面支路对应的发电机输出功率转移分布因子(GSDF)矩阵;进而根据断面潮流定向控制需要,利用断面的GSDF矩阵,通过非线性优化确定断面潮流调控方案。该方法不仅可实现对断面总潮流的准确控制,并可兼顾各支路潮流不同变动目标的定向要求。New England 39节点、IEEE118节点等系统验证结果表明,该方法可对断面潮流进行较精确的定向控制,工程应用前景良好。

基于非线性内点法的安全约束最优潮流 (一)理论分析

提出了一种考虑多预想事故的安全约束最优潮流内点算法。分析了多预想事故下安全约束最优潮流模型的构建及控制变量的划分。直接应用一类基于扰动KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的非线性路径跟踪内点理论来设计这一大规模非线性规划问题的解法。对算法核心——简约KKT系统进行了深入的结构分析,导出一种由4×4块元素构成,按预想事故分块对角排列,类似节点导纳矩阵结构的修正系统稀疏结构。简约系统的维数仅取决于等式潮流方程的个数,每次迭代的计算规模稍大于同时求解基态和c个起作用预想事故牛顿潮流迭代的8倍。

电力市场的输电阻塞管理模型与Matlab编程计算

首先编写MATLAB程序,直接利用各机组的报价方案表和爬坡速率以及段容量得出出力分配初始方案;然后,建立了简明的阻塞费用计算公式;最后,建立了双目标非线性规划进行阻塞管理,并编写了相应的MATLAB计算程序对问题进行求解.

电压崩溃临界点计算的改进零特征根法

为克服潮流雅可比矩阵在临界点处的奇异 ,零特征根法一般需对负荷水平λ作适当变换方可保证算法的收敛性 ,但这同时又使雅可比矩阵原有的稀疏性遭到不同程度的破坏。为此提出一种新的参数变换方法 ,并利用算法的设计技巧 ,较好地保持了雅可比矩阵原有的稀疏性。与连续潮流法及非线性规划法的比较结果证明了该方法的正确性和有效性。

含FACTS元件的电力系统非线性最优潮流计算

根据 FACTS元件的控制原理分别建立适合于最优潮流计算的数学模型 ,便于给定其计算初值和可行域。提出采用直接非线性路径跟踪算法求解含 FACTS元件的电力系统最优潮流模型 ,研究了 FACTS元件的支路潮流控制对该算法的影响。IEEE30节点和 IEEE1 1 8节点系统的优化计算结果表明该算法不仅具有强大的处理不等式约束的能力 ,而且还具有较强的适应支路功率定向定值控制的能力 ,但其收敛性要受到

基于节点电势法的舰船电力系统潮流计算方法

针对舰船电力系统中非线性负载尤其是异步电动机负载较多,且发电机组数量多、容量小,需考虑其功率分配关系等特点,提出基于节点电势法的潮流计算改进算法。利用此算法对一个8节点的典型舰船电力系统模型进行计算,并通过Matlab软件仿真予以验证。结果表明,该算法具有计算精度高、收敛速度快等特点。

非线性规划最优潮流的可变容差法

针对非线性规划最优潮流的通用数学模型,提出了基于可变容差法模型的求解方法.该方法利用可变害差法的数值搜索优化机制,能较好地获得最优解.实例计算表明,与现有模型求解方法相比,可变容差法具有较好的寻优效果,可以作为非线性规划最优潮流的一种补充方法。