基于FCI-公平性的电力系统负荷侧碳排放责任分摊研究

电力系统碳排放责任的合理分摊，有助于准确判断重点减排区域，对促进各区域之间的减排合作和经济协同发展具有重要意义。为了确保电力系统碳排放责任分摊的合理性和公平性，在应用节点碳迹强度(Footprint Carbon Intensity, FCI)分摊方法完成负荷侧碳排放责任的首次分摊的基础上，创新性地引入适用于电力系统的“公平性区间”概念，构建了针对负荷侧的碳排放责任分摊公平性区间，完成了以满意度和满意度标准差为评估标准，基于区间中位数的分摊结果调整，在标准PJM-5节点系统算例中得到了很好的应用。对比原始的FCI分摊结果，考虑公平性的分摊方案更为公平、合理，符合行业的发展需求，具有广阔的应用前景。     

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。     

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．     

电力系统潮流计算的计算机算法

主要针对大电网,多节点,复杂电力系统的潮流计算,采用迭代法,通过建立矩阵的修正方程来依次迭代,逐步逼近真值来计算出电力网的电压,功率分布。     

电网可靠性评估的反向等量配对负荷削减模型

为提高电网可靠性评估效率,提出基于潮流灵敏度的反向等量配对负荷削减模型。基于基态潮流的灵敏度信息,推导了故障状态下潮流灵敏度的解析表达式,实现了潮流灵敏度矩阵的快速求解;根据过载支路潮流对节点注入功率的灵敏度,给出了发电机出力调整和负荷控制节点的选取规则;在此基础上,基于潮流灵敏度的反向等量配对思想,提出了配对节点组功率调节量的修正公式,有效消除了传统方法在调整过程中平衡节点机组出力越限以及正常支路反复过载的拉锯现象,也同时避免了反复潮流校验过程,提高了系统状态分析速度。通过对RBTS、IEEE-RTS79与IEEE-RTS96系统测试仿真,验证了该模型的有效性和快速性。     

电力系统潮流二次齐次方程中Ji矩阵的特征性质

推导了电力系统潮流二次齐次方程表达式中Ｊｉ矩阵的特征值和特征向量。发现特征值和特征向量可以不受网络规模的限制，能用一具有固定结构的公式和向量表示，并能用特征值表示节点有功、无功注入的范围；节点注入功率的线性组合仍然是一个实系数的二次齐次方程。获得了基于Ｊｉ矩阵特征值和特征向量的计算节点有功、无功注入的新的表示方式和新的计算途径，完善了潮流方程理论。     

计及发电机励磁调节器静态特性的电力系统潮流计算方法

提出了在电力系统潮流计算数学模型中计及发电机励磁调节器静态特性的方法,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语言编制了计及发电机励磁调节器静态特性的电力系统潮流计算程序,用4节点系统进行了对比计算.研究结果表明,该计算方法是合理的.     

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.     

双时间尺度电-气耦合网络动态潮流计算

为了解决综合能源系统导在时间尺度上存在显著差异,以及网络潮流计算计算时间长和难度大的问题.通过kiuchi隐式方法,建立电-气网络的动态模型,求解天然气管道的动态潮流方程;并基于奇异摄动理论建立了燃气轮机的摄动模型,提出了一种多时间尺度特性的动态潮流算法.最后,对IEEE-9节点电力系统和3节点的天然气网络的耦合多能系统中进行仿真验证.结果表明:通过使用多时间尺度计算方法可以有效减少计算时间,并且燃气轮机入口流量变化会影响天然气网络潮流分布.     

含风电机组的ATC的光滑化模型及其有效算法

首先,将含风电机组的潮流模型和传统的静态安全性可用输电能力（ATC）模型相结合,建立了含风电机组且考虑系统静态安全性的ATC新模型的半光滑模型;然后,基于光滑化策略和方法,建立了含风电机组的ATC的光滑化模型,并采用光滑化牛顿法对模型进行求解,IEEE 30,118节点系统的计算结果表明了该模型和计算方法的可行性和有效性;最后,通过与不含风电机组的ATC模型的计算结果进行比较,分析了风电机组接入电力系统后对ATC的影响．     

基于扩展Nataf变换的交直流混合系统概率潮流计算方法

随着新型电力系统高比例新能源与高比例电力电子化的“双高”特征日益凸显,交直流混合已成为中国电力系统的典型特征。伴随着可再生能源出力的随机性,交直流混合系统的潮流也表现出随机性。为此,提出一种基于扩展Nataf变换和拉丁超立方采样的交直流混合系统概率潮流计算方法。首先,建立适用于概率潮流计算的交直流混合系统潮流模型。同时,针对Nataf变换无法处理源荷相关系数矩阵非正定的情况,采用一种基于奇异值分解的扩展Nataf变换,并结合拉丁超立方采样进行交直流混合系统的概率潮流计算。此外,针对传统Gram-charlier级数存在节点电压幅值等状态变量概率为负值的情况,提出一种C型Gram-charlier级数以解决该问题。最后,在改进的57节点交直流混合系统中验证了所提方法的有效性。     

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.     

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。     

配电系统可靠性及静态安全性评估中的潮流计算

为了提高配电网可靠性评估结果的精确度 ,需要在网络连通性分析基础上进行潮流计算。论文阐述了一种应用于辐射状配电网可靠性评估的潮流计算方法 ,其雅可比矩阵具有 UDUT 的形式 ,其中 U是仅由系统拓扑结构确定的定上三角矩阵 ,D是一个块对角矩阵。针对配电网的特点 ,应用直流潮流模型 ,将配电网馈电线用等值电抗表示 ,用前代回代进行求解的方法 ,能够获得较快的计算速度。通过实际系统的算例 ,证明了这种算法的优点。     

计及分布式电源的配电网潮流和断线故障分析算法

介绍了分布式电源(DG)与配电网互联的两种常用接口方式,对异步发电机和太阳能电池两种典型DG的运行方式和控制特性进行了研究.建立了各自在潮流计算中所需的数学模型,提出了计及两种DG的交直流混合迭代潮流计算方法,并在此基础上通过考虑配电网特性对灵敏度分析法进行简化,使得该方法能够快速求解断线故障模式下的系统状态,也适合于计及不同DG形式的多电源配电网系统.通过对Kumamoto 15节点配电网系统进行测试,验证了所提出的潮流计算方法以及故障算法的有效性和合理性,为进一步研究DG对电网的影响奠定了基础.     

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.     

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.     

三相不对称相分量谐波潮流计算

随着电力系统中谐波的日益增多，单相谐波潮流计算已不能满足要求。详细讨论了三相配电网络中谐波情况下的发电机、变压器、线路、负荷的模型，尤其考虑了变压器接线方式、移相作用和非标准变比对三相不对称谐波潮流的影响，推导了变压器两侧相应的相电压、相电流关系，并针对在传统谐波潮流算法中考虑了变压器三相模型后有可能不收敛的问题，提出了一种基于支路电流前推回代的相分量谐波潮流算法。算例计算表明该算法是非常有效的。     

适应于可再生能源接入下配电网极限线损的计算方法

随着可再生能源的开发与利用大幅提升, 分布式的电源接入给中压配电网潮流分布带来了波动性和不确定性, 从而加大了线损计算的难度, 不利于电网经济性考核指标的制定. 因此, 极限线损的计算方法与模型越来越引起重视. 提出了一种基于半不变量的配电网极限线损计算模型, 以实现含可再生能源配电网极限线损的快速计算. 首先, 分别依据潮流计算与统计数据进行计算, 得到配电网各节点与电源的各阶半不变量; 然后, 用 Gram-Charlier (GC) 级数展开式计算得到各个状态变量的分布函数与概率密度函数; 最后, 根据置信区间确定配电网极限线损. 以 IEEE34 节点系统为算例, 分析了不同节点分布式电源接入对配电网的影响, 验证了应用半不变量法的线损计算模型的计算精度及其在大规模配电网应用中的计算速度优势.     

补偿法在电力系统预想事故分析中的应用

将补偿法原理应用于快速解耦潮流模型,用以进行电力系统预想事故分析.导出了电力系统中的支路元件和节点元件开断模拟的补偿公式.所提出的算法在各种预想事故下均可利用原有因子表解算潮流,并可兼顾计算精度与速度两方面的要求.对IEEE30节点系统的开断模拟计算表明这种算法是可行和有效的.