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，交直流混合已成为我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，本文提出一种基于扩展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，本文建立了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，本文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，本文提出一种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。     

基于Matlab的Gauss-Seidel迭代法电力系统潮流计算

潮流计算是电力系统分析中的一种最基本的计算,它的任务是对给定的运行条件确定系统的运行状态,是进行故障计算、继电保护整定、安全分析的必要工具.电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础.本文基于Matlab利用Gauss-Seidel法进行电力系统潮流计算,并分析了计算结果.通过算例,说明了该方法编程简便、运算效率高并符合人们的思维习惯,验证了该方法的有效性.     

电力系统潮流分析浅析

潮流分析是电力系统分析中最基本也是最重要的分析计算,在电力系统各个方面都有巨大的使用价值,寻找一种适应性好、计算速度快且收敛可靠的潮流算法是人们追求的目标。由于电力系统的状态变量及有关函数的上下限值间有一定的间距,控制变量也可以在其一定的容许范围内调节,因此对某一种负荷情况,理论上可以同时存在为数众多的、技术上都能满足要求的可行潮流解。利用计算机进行电力系统潮流计算曾采用过许多方法。20世纪50年代,普遍采用以节点导纳矩阵为基础的高斯-塞德尔法,该方法原理简单、对计算机内存的需求量小,但其收敛性较差,当系统规模变大时,迭代次数急剧上升。这迫使电力系统计算人员在20世纪60年代初转向以阻抗矩阵为基础的阻抗法。阻抗法在当时改善了系统潮流计算的收敛性问题,但阻抗矩阵是满阵,占用计算机内存多,每次迭代的计算量也大,当系统规模不断扩大时,这些缺点尤为突出。为克服阻抗法的上述缺点,20世纪60年代以后陆续提出了牛顿-拉夫逊法、P-Q解耦法,这些方法在收敛性、内存要求、计算速度方面都有较明显的改进,成为直到目前仍广泛采用的方法。但到目前为止,这些算法都不能从根本上解决电力系统潮流计算的计算速度、算法收敛性和计算灵活性的问题...     

电力系统静态稳定性的概率分析

基于牛顿一拉逊夫潮流计算法，提出了一个非线性随机负荷潮流分析框架．该分析框架保留了二阶非线性项，保证了随机负荷潮流的计算精度．进一步基于非线性随机潮流分析的结果，应用静态稳定性分析的经典判据，提出了一种直接计算电力系统静态稳定概率的方法，该方法保留了二阶非线性项，以保证计算静态稳定概率的精度．算例表明了该方法的可行性．     

基于MPI电力系统潮流P-Q分解法的并行算法

为了更快更有效地提高大规模电力系统潮流计算的速度,引入并行处理技术,文中提出了一种基于MPI的电力系统潮流P-Q分解法的并行算法,将潮流计算问题分解为多个子任务在基于MPI消息传递模式的多处理机中同时进行计算.运用该并行算法,针对不同规模的网络进行潮流计算,结果表明,该并行算法能有效地提高电力系统计算的速度,具有广阔的应用前景.     

改进一阶鞍点近似的概率潮流

由于可再生能源和负荷的不确定性,电力系统潮流分析需要有效的工具.目前的多数研究都假设一组给定的概率密度函数(PDF:Probability Density Functions)建模不确定性,并开发参数概率潮流工具.为此,提出了一种非参数概率潮流分析方法确定潮流输出的偏微分方程.该方法基于平均值一阶鞍点近似.对于n个随机变量系统,利用潮流计算建立一阶Taylor级数展开,然后采用鞍点近似确定期望输出变量的概率特性.所提出的非参数估计器在需要合理的计算量的同时,能提供精确的结果.此外,在不使用积分或微分算子的情况下,直接建立了潮流输出的概率分布函数和累积分布函数.在IEEE 14总线和IEEE 118总线测试系统上进行了测试,所得结果与其他方法相比,MVFOSPA(Mean Value First Order Saddle Point Approximation)比 MCS(Monte Carlo Simulation)算法运行时间减少了 12％,验证了 MVFOSPA方法的有效性.     

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.     

电力系统潮流计算的模拟进化方法

将模拟进化方法引入电力系统潮流计算。与传统方法比较结果表明,模拟进化方法中的进化策略法可以有效地解决电力系统病态潮流问题。文中还对几种模拟进化方法进行了比较,结果表明：进化策略法用地潮流计算比较成功;基因算法和进化规划法由于方法本身的缺陷,不太适合于潮流计算。     

考虑风电出力相关性的概率最优潮流计算

为准确分析新能源渗透率不断加大的现代电力系统的运行特点,在传统概率潮流(PLF)计算过程中引入Copula理论来处理输入变量之间的相关性.针对传统PLF计算方法计算过程复杂、较难收敛的弊端,采用低偏差序列实现高效采样,加快算法收敛速度,提出一种Copula理论与准蒙特卡洛相结合的PLF计算方法.该方法首先采用准蒙特卡洛对输入变量的概率密度函数实现均匀、高效采样,然后通过Copula理论实现指定相关性向所得低偏差样本的转移.在IEEE-14和IEEE-30节点系统分别进行PLF计算和最优潮流计算验证算法的有效性.仿真结果表明:本文所提方法相较于传统PLF计算方法可准确描述变量之间的相关性,且具有快速收敛的优点.     

电力系统故障的计算机新算法

本文提出了计算电力系统对称和不对称故障的一种新算法,其特点是数学模型非常简单,既可计算正常潮流又可计算故障潮流,把正常潮流和故障潮流统一在一个数学模型中.     

基于拉普拉斯变换技术的配电网概率潮流算法

由于分布式光伏电源接入地区配电网后,其随机性和相关性使得潮流变化具有一定的不确定性,因此针对光伏电源及波动负荷的不确定性,提出了一种基于拉普拉斯变换技术的半不变量法配电网概率潮流计算.通过拉普拉斯变换特性利用半不变量有效估计随机变量的概率密度函数或累积分布函数,进而描述含分布式光伏电源接入配电网的随机变化情况.为了验证组合半不变量和拉普拉斯变换技术,将仿真结果与蒙特卡洛模拟和基于最大熵原理的半不变量方法进行比较.IEEE-33节点算例表明所提方法具有较高的计算精度和较快的计算速度,与基于最大熵原理的半不变量法相比计算负担更低.     

基于PowerWorld的60kV供电系统潮流分析

针对要求供电网络安全、稳定、经济运行的实际问题．提出了利用潮流计算来定量的分析比较供电方案和运行方式的合理性。潮流分析是确保电力系统稳定运行的一种重要手段。其硬件和软件的性能日新月异。对采用美国伊利诺伊（Illinois）大学开发的电力系统仿真软件包PowerWorld对电力系统进行潮流分析。仿真结果可以很直观、形象的反映出功率的分布情况，达到使电网更安全、稳定、经济的运行，提高供电公司的经济效益等目的。     

车用电磁悬架能量转换特性的功率流分析方法

采用功率流的方法,对车用电磁悬架的馈能特性进行了分析。给出了馈能式电磁悬架的能量转换量及转换率的量化方法。解决了馈能式电磁悬架系统的能量量化问题。对馈能式主动电磁悬架系统、馈能式被动电磁悬架系统和最大馈能系统的馈能特性进行了比较。结果表明所设计的馈能系统具有以下特性:馈能式电磁悬架系统各部分的能量转换量在时间域上呈现出非线性特性;馈能式被动悬架系统的馈能特性优于馈能式主动悬架系统;馈能式主动悬架系统反馈的能量大于其消耗的能量,馈能式主动悬架系统可以实现自供能。     

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。     

考虑概率潮流的分布式电源优化配置

为了解决电动汽车和分布式电源并网为电力系统带来的较强的随机性、间歇性和相关性的问题,以分布式电源和电动汽车的概率模型为基础,建立了以分布式电源总费用、供电可靠性和有功网损为目标函数的优化配置模型,将概率潮流计算嵌入基于成功历史的自适应参数差分进化算法求解目标函数。采用无迹变换利用输入随机变量的均值和协方差近似描述系统状态变量统计特性,直接方便地处理具有不确定性的随机变量。然后利用径向基神经网络求解功率方程,避免了计算雅可比矩阵和偏导,减少了算法运行时间。最后采用基于成功历史的自适应参数差分进化法并行计算多目标函数。通过IEEE33节点配电系统进行仿真,验证了该方法的有效性和高效性,节约了规划成本。     

含多种分布式电源的配电网概率无功优化

针对配电网无功优化时多种分布式电源出力以及负荷的随机性,建立了考虑多重不确定因素的概率无功优化模型.通过三点估计法将概率潮流计算转化为采样点处的确定潮流计算,以处理所建模型中的不确定因素对无功优化结果的影响.为克服粒子群算法易陷入局部最优的缺陷,将自适应控制策略应用于粒子群算法,采用一种改进粒子群算法(IPSO)用于模型的求解.在改进的IEEE33节点系统上进行仿真测试,其结果验证了所提概率无功优化模型和求解方法的可行性及有效性.     

基于功率注入法的UPFC潮流控制研究

目前对灵活交流输电系统技术 (FACTS)在稳态方面的作用缺乏深入的研究。采用基于功率注入法的统一潮流控制器 (U PFC)稳态模型 ,通过合理简化后 ,形象地分析了 U PFC在电力系统中的潮流控制特性 ,显示了功率注入法在 UPFC建模中的优越性。通过该模型 ,UPFC的潮流控制问题可以使用优化来解决 ,并可充分考虑系统中以及U PFC本身存在的约束条件。最后 ,用 IEEE的两个标准系统来研究 U PFC在提高线路传输功率中的作用。仿真结果表明 :UPFC对于区域性的运行目标具有强大的控制能力 ,特别适合长距离的互联传输系统。该结论可以为 U PFC的选址提供一定的参考     

发输配全局状态估计

为了弥补传统状态估计中发输电系统和配电系统相互独立的局限性,提出了发输配全局状态估计这一新课题。它以全局电力系统为研究对象,能估计出一体化的发输配全局电力系统状态。建立了数学模型,构造了全局状态估计主从分裂法,自然地将规模庞大的全局状态估计问题分解成发输电估计和一系列小规模的配电估计子问题,发输电和配电可以采用不同的估计算法,能支持在线分布式计算。理论分析和数值试验结果均表明新方法具有良好的计算性能,能满足全局状态估计的要求。