基于潮流影响系数的输电阻塞管理

采用机组调度的方法,基于影响支路潮流最大的机组对消除阻塞最有利的思想,以机组调整量最小为目标进行阻塞管理.由于电力系统的非线性,机组出力在输电元件上的分配量与机组出力间存在特殊的非线性关系,通过建立多项式回归模型来分析发电机组出力或负荷变化时系统潮流的变化规律,并采用最小二乘法进行求解;根据提出的潮流影响系数的概念,描述机组出力变化对支路功率变化的影响程度.基于潮流影响系数以及支路潮流越限量,有效确定参与调整的机组及其出力调整量以消除阻塞.通过IEEE-RTS24节点及其他实际系统的分析计算验证了该方法的有效性和正确性.     

输电阻塞调度的综合评价因子模型

基于灵敏度思想进行输电阻塞管理,能以较小的调整量消除阻塞,但很少考虑系统的经济性。而发电侧电力市场要反映低价机组优先上网的原则,因此选择参与调整机组时需要同时考虑灵敏度和报价因素。从直流潮流和交流潮流方程出发推导各节点注入功率对支路潮流的灵敏度,将其与各机组报价相结合构成综合评价因子,作为选择调整机组的依据,建立以消除阻塞费用最小为目标的输电阻塞管理模型,并采用线性规划进行求解。通过IEEE-RTS24节点系统验证了该方法的有效性和正确性。     

地区电网模型与省级电网模型的拼接

提出地区电网模型与省级电网模型的拼接方案:首先从地区电网EMS系统获取CIM模型文件以及状态估计结果文件，对其进行解析、合并及网络拓扑分析，生成适合于电力系统仿真计算的地区电网模型；研究了地区电网及省级电网边界节点潮流调整方法，提出利用功率灵敏度矩阵调整边界联络线注入功率，利用基于电气距离的负荷、发电机分组方法调整边界节点电压的方法。最后以实际电网应用为例，验证了模型拼接方案以及边界节点潮流调整方法的可行性。     

基于潮流分布矩阵的电力系统碳排放流计算方法

电力系统是我国碳排放的主要来源。研究电力系统的碳排放理论、提高碳流分析结果的准确性,是完善碳交易市场建设、促进电力碳减排的重要前提。本文提出了一种基于潮流分布矩阵的电力系统碳排放流计算方法,旨在解决现有方法过于粗放、无法准确实现功率与碳流分摊的不足。其主要思路是结合精确潮流计算结果,采用比例分配原则,通过分析功率在网络中的流动过程,构造潮流分布矩阵,从而准确建立机组功率与节点流过功率之间的联系;然后根据发电机组类型的不同,考虑其技术水平与运行状态等因素影响,构建火电机组的精准碳排放模型。基于该模型,利用碳排放流依附于潮流的特征,将机组碳排放分摊到各节点负荷、各支路功率以及网络损耗,成功实现了电力系统碳排放流的准确追踪与溯源。采用4节点和30节点系统进行测试,测试结果验证了本文方法的正确性和有效性。     

电网最优负荷削减的动态校正域及Ward等值模型

为提高电网可靠性评估效率,提出一种基于动态校正域及Ward等值的最优负荷削减模型。首先,为求取过载线路的有效校正区域,根据Wood Bury矩阵变换推导了节点交叉权重的解析表达式,基于此给出了动态校正域的计算流程;其次,为反映动态校正域外部网络的影响,提出计及等效平衡节点的静态Ward等值方法,实现了外部网络的灵活等值;最后,构建了基于动态校正域的最优负荷削减模型,从而将常规负荷削减计算由全网整体优化转换成动态校正域中的一系列小规模逐次优化,降低了优化计算规模,提高了可靠性评估计算效率。对RBTS、IEEE-RTS79和IEEE-RTS96系统的仿真结果验证了本文模型的有效性和快速性。     

基于改进连续潮流的输电断面热稳定功率极限计算

输电断面的热稳定功率极限关系到电力系统安全稳定运行,是限制电网功率传输的重要因素。为准确、快速评估电网的热稳定运行状态,提出一种改进连续潮流的输电断面热稳定传输功率极限计算方法。在考虑系统线路热稳定约束、发电机最大有功功率约束和部分支路开断后的线路功率约束下,利用线性最优化方法调整各发电机出力;在此基础上,进一步用连续潮流法得到断面热稳定功率极限。最后通过新英格兰39节点系统的不同场景,仿真验证了所提方法的正确性及有效性。     

考虑薄弱支路功率约束的静态电压稳定预防控制

考虑到系统的静态电压不稳定往往是由局部薄弱支路的传输功率超过其功率传送能力所引起,提出了将薄弱支路有功功率约束作为静态电压稳定约束的预防控制模型。该模型首先采用局部性电压稳定指标,确定出关键预想故障、薄弱支路及其功率传送能力;而后结合基于直流潮流模型的静态安全分析方法,给出薄弱支路在关键预想故障下的有功功率非线性表达式,从而得到关键预想故障下的薄弱支路有功功率约束;最后,建立了包含该约束的全二次预防控制优化模型。IEEE14节点系统与IEEE118节点系统的仿真结果验证了笔者所提预防控制模型的正确性和有效性。     

考虑潮流水平变化的电网二级连锁过载中的涨落现象研究

针对电网的二级连锁过载模式,从网络保持结构完整性的角度,研究了潮流水平的变化所引起的涨落现象。首先依据支路因连锁过载开断而削弱电网的基本思路,定义了一种反映网络保持结构完整性的统计涨落模型,然后以IEEE 39节点系统为例,通过连续增加电网节点注入功率的方式,研究了电网在初始故障作用下发生连锁过载的涨落变化规律。分析表明,在电网二级连锁过载事件中,随着系统总的有功负荷的提高,相关物理量的涨落变化总体呈上升趋势,而且存在着比较明显的涨落放大的临界点。最后通过IEEE 14节点系统上的算例对此规律做进一步的验证。     

一种考虑二级连锁过载的电网故障关联区域划分方法

针对电网的连锁过载,提出了一种基于聚类算法的故障关联区域划分方法。利用直流潮流法对初始故障支路和其余支路之间的内在关联因素进行了分析,给出了支路之间的关联作用矩阵;给出了一种评价支路连锁过载严重度的表达参量,并给出了反映任一初始故障支路造成其余支路功率越限的严重度矩阵以及连锁过载标识矩阵;利用该3种矩阵从初始故障对其余支路施加影响的角度以及其余支路遭受初始故障攻击的角度,给出了以聚类算法为核心的关联作用区域划分方法,该方法既考虑了支路之间的内在关联作用,也考虑了实际运行状态的影响,最后通过算例分析验证了该算法的合理性。     

考虑风电不确定性的主动配电网阻塞管理策略

随着需求侧灵活性资源和风电等分布式资源的快速发展,灵活性资源用电行为的随机性以及风电出力预测的误差,使配网系统潮流发生改变,增加配电网潮流阻塞风险。为了解决风电不确定性造成的配网阻塞问题,研究考虑风电不确定性的主动配电网阻塞管理策略。首先基于Copula函数抽样生成表征风电不确定性的典型出力场景,将不确定变量转化为确定性场景进行优化计算,进而考虑主动配电网元件的运行特性,建立主动配电网双层阻塞管理优化模型。上层模型中,负荷聚合商预测日前电价,基于收集的风电、微型燃气轮机出力信息以用户用电成本最低为目标制定用电需求计划,并上报至配电网系统运营商;下层模型中,配电网系统运营商以总社会利益最大为目标对日前电价进行迭代,以线路功率和节点电压安全为前提求解最优潮流,得到节点边际电价并发布至负荷聚合商,指导其调整日前用电计划;通过上下双层的迭代交互,实现阻塞管理和社会利益最优。最后,通过IEEE 33节点算例进行仿真验证。结果表明：所提阻塞管理策略能保证线路功率和节点电压满足安全约束,有效解决主动配电网的阻塞问题。     

负荷以恒定阻抗模型表示的电力系统潮流计算方法

在传统的电力系统潮流计算数学模型中,都是假定负荷节点的有功功率P、无功功率Q保持不变,这与电力系统实际运行情况并不完全相符．据此,提出了负荷以恒定阻抗模型表示的电力系统潮流计算方法,给出了相应的节点功率误差方程,推导了雅可比矩阵中相应的元素．用Fortran语言编制了负荷以恒定阻抗模型表示的电力系统潮流计算程序,用5节点系统进行了对比计算．研究结果表明,电炉、电镀和电解等纯电阻性或近似电阻性负荷以恒定阻抗模型表示,潮流计算结果更加符合电力系统实际运行情况．     

一种基于特征结构分析的电压稳定算法

提出了基于特征结构分析法（ＥＳＡ）的电力系统静态电压稳定分析的新算法。该算法对电力系统的潮流模型的雅可比矩阵的结构和特点进行了分析,研究了与静态电压稳定有较大关系的最小特征值、相应的特征向量、最小特征值的灵敏度等。通过对它们的分析来估计系统的静态电压稳定状况,确定补偿措施。由于系统正常工况下最小特征值的灵敏度与重负荷工况下灵敏度差别较大,因此应对在重负荷时有较大灵敏度的注入量进行补偿,提高静态电压稳定能力。经实际计算表明新算法是有效的。还给出了一种电压稳定性分析中的病态潮流方程的解法。     

电网连锁故障的激发因素研究

以直流潮流算法为基础,针对电网潮流转移引发连锁过载的一类连锁故障,详细分析了电网连锁故障的激发因素,指出在电源容量和负载一定的前提下,当初始开断事故发生后电网的初始潮流、电网的拓扑结构、电网的支路参数以及初始开断位置等因素是引发新的开断事件发生进而激发连锁故障事故发生的主要因素,针对引发连锁故障的极限潮流状态,提出了一种实用求解方法,并在IEEE-14系统上进行了算例分析,研究表明,激发连锁故障的极限潮流状态并不是唯一,但可以根据实际情况,求出一些合理、可信的极限潮流状态,从而对运行实践提供指导。     

基于综合灵敏度的两阶段电压控制分区方法

针对传统电压分方法中发电机节点转换会影响负荷区域灵敏度的问题,提出一种基于综合灵敏度的两阶段电压控制分区方法.第一阶段采用综合灵敏度实现负荷节点的聚合分区,并在该阶段完成主导节点的识别.第二阶段首先考虑电压稳定性归并PV节点,然后采用灵敏度法逐次归并剩余发电机节点.综合灵敏度模型能全面反映负荷区域功率与电压的耦合性,主...     

电力系统静态电压稳定与节点阻抗解析

通过一简单两节点系统,证明节点最大功率总是发生在节点负荷等值阻抗模与电源侧等效阻抗模相等的时候,而与负荷的功率因数无关,但负荷的功率因数决定临界功率的大小.分析PV曲线下半支稳定性及其与节点负荷等值阻抗模的关系,指出在以比较节点负荷等值阻抗模与临界阻抗模来判别系统电压稳定性时应考虑节点的负荷特性.     

考虑安全约束的输电断面经济传输容量及其计算

利用网络拓扑结构和潮流分布状态，来实时地确定与过载支路相关的关键输电断面．根据输电断面潮流的大小、方向及其传统控制判据，提出了衡量输电断面潮流控制合理性的新判据：根据输电断面的经济传输容量来实时控制有功潮流的大小和电力交易．潮流控制原则是：在经济当量的基础上，应用线性规划法，结合蒙特卡罗模拟法，建立了输电断面可用经济传输能力计算的概率模型，得到经济传输容量的数学期望值及其概率分布．通过分析数学期望值和概率分布，可以得到反映电网网架结构薄弱点的瓶颈设备．采用改进的IEEE RTS-79的32机24节点系统，计算了不同约束下的输电断面经济传输容量，结果表明，在保证经济性最优的前提下，输电断面潮流控制原则能使该输电断面的传输容量下降10％．     

基于随机载荷和强度退化的可靠性灵敏度分析

针对随机载荷和强度退化所引起的动态可靠性问题,将载荷和强度同时考虑成随机过程,利用顺序统计理论得出最大等效载荷,利用Gamma过程来描述机械零件的强度退化过程,并对零件进行动态可靠性建模.在此基础上,运用随机摄动理论和四阶矩技术给出了动态可靠性灵敏度的求解公式,解决了参数服从任意分布的灵敏度求解问题.以零件螺栓为例建立了可靠性动态模型,给出了各参数变量的灵敏度随时间变化的动态曲线,并用Monte Carlo方法进行了验证,结果表明所建立的模型能准确反映出机械零件的可靠性随使用时间的变化规律.     

一种面向云计算的分态式自适应负载均衡策略

在云计算环境中,大规模并行任务的运行容易造成某些节点负载过重,进而导致整个云计算平台负载不均衡和效率低下。针对此问题,提出了一种面向云计算的分态式自适应负载均衡策略。该策略根据节点的负载度判断节点负载的状态,当节点处于轻度过载或重度过载时,自发地执行过载避免或快速均衡的方法。该策略通过动态调整节点的效益度,使轻度过载的节点能够尽量避免重度过载,重度过载的节点能够快速恢复到正常负载。实验结果表明,分态式自适应负载均衡策略能有效实现云计算系统中的负载均衡,提供高效的性能。