孤岛运行的微电网三相不平衡潮流计算方法研究

提出了适用于孤岛运行的微电网三相不平衡潮流计算方法:结合实际,对传统潮流计算方法予以改进,计算中考虑了配电系统各分布式电源的有功、无功控制能力,即电压、频率静态调节特性,考虑了变压器移相角对潮流的影响以及线路参数的相间耦合;算法采用相分量分析,能够应对线路参数三相不平衡、负荷三相不平衡等情况;用牛顿-拉夫逊法求解,易于处理环网结构配电网的潮流计算;不仅能进行三相不平衡潮流分析,还能同时计算出系统的频率.     

一种配电网Zbus潮流算法

针对Zbus高斯算法处理配电网PV节点能力弱、计算量大,忽略平衡节点的三相不对称问题,提出一种新的配电网Zbus潮流算法.该算法从基于叠加原理的改进Zbus算法出发,用补偿法处理PV节点,对网络方程进行虚实部分解,得到简单的雅克比矩阵;通过引入内电势节点来处理平衡节点处的三相电压不平衡问题.算例分析表明该算法计算速度快,收敛性和稳定性较好,克服了Zbus高斯算法的弱点.     

基于灵敏度阻抗矩阵修正法的分层前推回代潮流算法

分布式电源(DG)接入配电网对潮流产生重要影响.本文分析了潮流计算中各种分布式电源模型及处理方法,引入灵敏度阻抗矩阵修正法更新PV节点的注入无功功率,结合辐射型配电网的特点,提出一种基于灵敏度阻抗矩阵修正法的分层前推回代潮流算法.该算法解决了前推回代潮流算法处理PV节点失效的问题,同时适用于含各类分布式电源的潮流计算.最后对含各种类型分布式电源的IEEE 33节点配电网进行潮流计算仿真,仿真结果验证了提出算法的有效性和快速性,并通过不同算例验证了算法的稳定性.     

含过渡电阻的配电网短路电流计算程序开发

针对部分配电网短路电流计算算法只考虑金属性接地短路的问题,依据叠加原理将故障网络分解成正常网络和故障分量网络,利用牛顿拉夫逊法潮流计算及前推回代法进行短路电流计算,建立含过渡电阻的不同类型故障情况下的配电网分支电流和节点电压的计算模型,并利用C++开发了配电网络的短路电流计算程序.最后通过对IEEE12节点算例验证.结果表明,该模型可以准确地模拟经过渡电阻的短路故障,所开发的短路电流计算程序具有较高的计算精度,能够很好满足配电网多样化的短路电流计算需求.     

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.     

光伏光照概率性对配电网电压的影响

分布式光伏发电接入配电网后将对配网无功电压特性产生诸多影响.文中建立了基于太阳辐射度Beta分布的分布式光伏发电系统概率模型,考虑太阳辐射度对光伏发电系统出力的影响,模拟了晴天少云、晴朗无云、晴间多云这3种典型天气情况下光伏发电系统的出力变动,得到连续时间断面的概率性光伏出力,依次进行潮流计算,并与恒功率光伏电源模型的潮流计算结果作对比.结合算例仿真,总结分析了光伏并网后对配电网稳态电压分布和电压幅值波动的影响规律,并验证了概率性分布式光伏发电模型相比于传统的恒功率模型更能够反映光伏电源出力的波动性和随机性.     

高压配电网电压损失和功率损耗的矩阵算法

本文利用了配电网电压损失与功率损耗的内在关系,应用矩阵算法及计算机程序,可以一次算出有复杂分支的10kV及以上电压等级的配电线路各段电压损失、功率损耗值、各分支线末端电压损失值及全线功率损耗值。该方法和程序可用于: 1.监测配电网运功状况,发现薄弱环节及时改善; 2.计算配电网理论线损率; 3.进行配电网优化设计。     

快速分解连续潮流算法的改进及其应用

以快速分解连续潮流算法为基础,提出了基于完整雅可比矩阵和快速分解法相结合的连续潮流算法。该方法在切向量求取环节,采用完整的雅可比矩阵做系数矩阵求取切向量,从而保证切向量的准确性;在初始潮流计算和校正环节采用快速分解法进行求解。通过与牛顿连续潮流法对比发现,改进后的算法能够更快速又不失准确的追踪 曲线。此外,该方法还能方便考虑平衡发电机功率限制,能够分析发电机功率限制对系统稳定裕度、崩溃点电压水平及其分岔类型的影响。通过对IEEE 118节点系统和1416节点系统的仿真,验证了所提算法的准确性和高效性。     

基于图论和改进模糊遗传算法的配电网转供方法

针对复杂配电网的故障恢复问题,提出一种基于图论和改进模糊遗传算法的配电网负荷转供判断方法.首先基于图形库JGraphT进行配电网数据建模,将馈线拓扑结构和元件参数整合在一起,显式地利用配电网拓扑结构,避免了繁琐的节点编码规则和冗杂的邻接表、矩阵存储模式;基于JGraphT集成的图论算法实现快速的故障区域类型区分、网络拓扑约束判断,开发出基于图论递归运算的前推回代潮流算法;然后结合配电网特点提出改进的模糊遗传算法,动态调整遗传算法的初始解和遗传算子以提高算法寻优性能,通过对模糊输入量和模糊规则进行完善,提高遗传算法的收敛速度,避免不成熟收敛的发生;算例结果表明,文中算法在潮流计算效率和寻优效率方面均具有更好的效果.     

基于完整模态技术的交直流系统电压稳定性分析法

提出了基于完整的模态分析技术的交直流系统电压稳定性分析方法。根据交直流系统的特点,采用简便的牛顿拉夫逊法计算交直流系统潮流解,形成雅克比矩阵。运用完整的模态分析技术的原理,得到交直流系统各个负荷母线和发电机母线的参与因子。以参与因子为依据,得出交直流系统的关键负荷母线、关键发电机和最容易电压失稳区域。通过IEEE14节点系统算例验证了所提出的模态分析方法的有效性。     

基于知识图谱的主动配电网电压控制策略

随着新能源大规模接入以及负荷的随机波动性,对配电网的电能质量提出了更高的挑战及要求。主动配电网控制无功调压设备抑制电压波动通常转化为混合整数规划问题,难以做到实时控制且需频繁进行复杂计算。本文从历史数据中提取源荷状态,生成基于二阶锥最优潮流模型的电压控制策略,构建以调压装置状态、系统数据与控制策略为核心实体的配电网电压控制知识图谱;在实时电压控制时,基于控制策略子图匹配及数据检索算法,以当前网络状态匹配知识图谱中相似状态,进行安全校验和优化求解,并更新知识图谱中的状态策略。同时,在无功设备调节过程中增加人机交互环节,对于时间尺度、电压及设备动作及关键点电压实现精准控制。基于改进IEEE系统算例的仿真结果表明,所提出的基于电压控制策略知识图谱的检索方法及交互策略能够有效提升配电网无功电压控制策略生成效率,并具有不同场景适用性。     

电力系统功率极限点的矩阵分裂算法

把增广潮流方程以克服功率极限点处Ｊａｃｏｂｉ阵奇异的扩展方程与矩阵分裂技术相结合,将确定功率极限点的４Ｎ＋１阶扩展方程的修正方程转化为四个系数矩阵完全相同的２Ｎ＋１阶方程,不仅克服了潮流Ｊａｃｏｂｉ矩阵在功率极限点的奇异性,而且可以大幅度地提高功率极限点的计算速度,快速、精确地求出极限点处理的潮流解和相应的负荷增加因子。     

配电网潮流的混合模型降规模计算

为了减少大规模配电网潮流分析的计算量,在分析了等效电压降落模型法(VDM)和等效线损模型法(LLM)的基础上,提出了二者相混合的配电网潮流算法.该方法的计算精度比较高,可大大减少参与迭代计算的节点数,而且各负荷点的电压以及配电网的线损不需迭代就可以直接计算得到,从而精确得到整个配电网的线损.经过对IEEE中30节点的实际配电网的计算,验证了该方法的有效性.     

基于ward等值的分布式潮流计算

为了解决数据资源广域分布一体化潮流仿真分析问题,提出了一种基于ward等值的分布式潮流算法．该算法采用主从分区原理,将互联系统中的各子区域划分为主区域和从区域,并确定联络节点在不同区域的节点类型,使用ward等值原理,求出各分区边界节点的等值注入功率和阻抗的基础上,由主区域到各相邻从区域,依次采用牛顿法进行区域潮流计算,由此修正边界节点的电压和等值注入功率．如此反复迭代。直到一体化潮流收敛．该算法充分利用了ward等值对相邻区域的功率、电压和结构信息的全面反映,使一体化潮流计算具有更好的收敛性与收敛精度．通过IEEE30节点和实际系统181节点的仿真计算,验证了该方法在收敛性和收敛精度方面具有明显优势．     

考虑风电接入的配电网无功优化

文章针对风电接入配电网时考虑电压稳定性的无功优化进行研究。利用多场景技术对风电机的出力进行建模,在计及负荷波动的情况下,对配电网采用蒙特卡洛方法进行随机潮流计算,求得节点电压、风电机无功出力等变量的期望与标准差;然后利用连续潮流与全概率公式计算多场景下风机接入的电压稳定裕度期望。在此基础上利用遗传算法对配电网进行无功补偿优化投切,IEEE33系统的计算结果表明该方法可以改善配电网无功分布,提高电压水平,降低配电网运行的风险。最后分析了节点参与因子对风电机选址的影响,数值分析的结果表明将风电机安装在负荷节点参与因子较大的地方可以进一步降低配电网运行的风险,使得系统各个节点电压分布更加均匀,同时能够给系统运行留出更多裕量。     

配电网的回路阻抗法潮流计算与仿真可视化

提出了一种用于配电网快速潮流计算和仿真信息可视化的新方法:结合十字链表与关联矩阵,给出了阻抗矩阵自动生成算法,并可以任意顺序求解各支路电流和各内节点电压;提出了基于right-looking LU分解法的并行高斯消去算法,利用GPU(图形处理器)加速求解复系数回路阻抗方程组;采用GIS(地理信息系统)和虚拟现实技术,对潮流计算结果进行仿真可视化.仿真算例表明,该方法对节点编号无特殊要求,适用于有环、无环的配电网潮流计算,具有计算速度快、精度高、仿真结果显示直观形象的优点.     

含分布电源配电网多时段线性化二阶锥松弛算法研究

针对分布式电源接入配电网影响系统电压分布和潮流分析、造成系统电能质量下降的问题,建立系统优化模型,对系统电压、潮流进行分析与优化,提出含分布式电源的配电网多时段线性化二阶锥松弛优化算法。对分布式电源接入的配电网进行潮流分析,建立分布式配电网最优潮流优化模型;对分布式配电网潮流优化模型进行简化处理,针对潮流分析中非凸非线性,提出多时段二阶锥松弛优化算法;针对电容器组、有载调压变压器的非凸非线性问题,进行分段线性化处理。仿真结果表明,提出的算法能合理调度有载调压变压器、电容器组和分布电源的出力,有效降低网损,减小电网电压偏差。     

基于故障模式影响分析法的大规模配电系统可靠性评估

提出了一种基于故障模式影响分析法的大规模配电系统可靠性评估算法。该算法考虑故障后的潮流和电压约束 ,高效评估负荷点及整个系统的可靠性 ,找出网络中薄弱环节。该算法和相应软件的研制开发为配电系统的规划和管理及城乡电网改造提供了有力的分析工具。实际大规模配电网计算验证了该方法的有效性 ,并为城网改造提供了科学依据     

多端柔性直流配电网的分层控制策略设计

为了解决直流配电网中通信过程的信息传递以及优化调度与分散控制的协调问题,针对含有多类型分布式电源、换流站、储能装置和交直流负荷的直流配电网,设计了一种基于不同时间尺度的分层控制策略。在较短时间尺度内,第1层控制通过主从控制实现直流系统在稳态模式下的平稳运行;在较长时间尺度内,第2层控制通过模式切换或调整联络线功率实现系统在恶劣运行条件下的2次电压恢复;能量优化调度系统作为第3层控制,以新能源最大接纳和网损最小作为优化目标,通过最优潮流计算为系统下一层提供运行指令。通过PSCAD/EMTDC的仿真验证表明:当发生新能源功率或负荷波动时,通过主从控制模式可迅速实现系统平稳控制;当主换流站短时退出运行时,通过联络线功率调整可实现系统2次电压恢复。该分层控制策略信息传递明确,实现了优化调度与分散控制的协调配合,在各种工况下均能保证系统的可靠经济运行。     

基于时段解耦的含特殊负荷的配电网动态无功优化

针对特殊负荷的扩大化趋势导致配电网中潮流分布不确定、电压波动范围增大、无功电压调控困难的问题,提出一种含特殊负荷的配电网动态无功优化方法.基于随机潮流计算对含特殊负荷的配电网潮流不确定性进行描述;针对离散控制设备动作次数约束造成动态无功优化问题的时空强耦合性,提出一种时段解耦策略来实现原问题的解耦并将其转化为逐时段连续优化决策;基于电压概率分布信息及设备调节能力分别设计了电压质量和设备动作罚函数,优化目标充分计及网损、电压概率分布以及设备调节能力的共同作用,根据优化进程中的控制变量及状态变量信息实现配电网无功电压的趋优控制.最终,以IEEE33节点配电网进行实例分析,验证了文中所提方法的有效性.