电网可靠性评估的网络静态等值模型分析

为缓解大电网可靠性评估的计算复杂性,采取等值参数联合概率密度分布建模的方式开展了外网静态等值研究。在常规确定性静态Ward等值技术基础上,考虑外部区域发电机和线路随机故障,通过计算各种随机故障状态下的外网等值参数,即外网等值注入功率和外网等值串联支路阻抗,基于概率密度估计技术建立了等值参数的联合概率密度分布。外网静态概率等值模型克服了常规确定性静态Ward等值技术的不足,充分计入外网等值参数的随机性,减少了电网可靠性评估计算时间的同时提高了计算精度。对两区域RBTS系统和RTS79系统研究验证了其有效性和准确性。     

模块化多电平换流器电磁暂态建模研究

模块化多电平换流器的桥臂由数百个子模块串联而成,因而换流器中包含大量的开关器件.开关器件过多造成仿真工作量大、仿真速度慢等问题.基于模块化多电平换流器的戴维南等效建模方法,推导元件的等值计算模型,改进元件等值计算中的历史电压源递推公式,省略了元件的历史电压源计算过程中支路电压的中间计算,提高仿真速度.基于改进后的公式重新构建模块化多电平换流器电磁暂态仿真模型,在PSCAD/EMTDC软件中搭建双端MMC-HVDC系统,对比两个系统的仿真结果,验证了建模方法的精确度和快速性.     

基于节点电压概率模型的K-Means台区拓扑优化研究

随着电动汽车等柔性负荷的大规模接入,传统低压配电台区拓扑等值方式难以满足需求.为进一步提高负荷建模和台区拓扑结构优化的准确性,提出了一种基于节点电压概率模型的K-Means台区拓扑优化方法,首先,构建节点电压概率模型;其次,提出基于距离原则的K-Means聚类和基于电压原则的负荷等效算法,对台区负荷进行等效建模;最后,以用户电压偏差指标作为负荷建模的输入数据对某低压台区进行算例仿真.仿真结果表明：所建模型能够较为准确地简化台区拓扑.     

变结构电力系统断相故障的新算法

提出了一种仿真计算变结构与变参数电力系统不对称断相故障电气量值的新方法，以求取各序网故障口的等值电路参数与故障口电流以及各序网的节点电压与支路电流的故障分量。并通过算例验证了本文方法。     

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．     

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。     

基于限幅环节动作时间的直驱永磁风电场等值建模

提出基于网侧控制器限幅环节动作时间分群的直驱永磁风电场动态等值建模新方法。分析了直驱永磁风电机组网侧控制器电流限幅环节动作特性的影响因素,指出网侧控制器限幅环节的动作特性主导了风电机组的动态。提出了基于稳态出力以及电压跌落程度的直驱永磁风电机组网侧控制器限幅环节动作时间的快速估算方法,进一步采用K-means方法将网侧控制器限幅环节动作时间相近的直驱永磁风电机组进行分群聚合。以某一风电场接入10机39节点系统为例,比较风电场分别采用详细模型和等值模型下的动态响应结果,以及风电场动态等值前后原系统的小干扰稳定性和暂态稳定性,证明了本文所提动态等值方法的有效性和可行性。     

基于负荷曲线分段的配电网无功优化策略

针对电网负荷的波动性,采取分时段无功补偿策略对改善电压质量和保证运行经济性具有重要实用价值。首先,基于典型日负荷曲线建立了负荷曲线的优化分段模型。在此基础上基于平均节点电压偏移灵敏度指标和网损灵敏度指标建立了无功补偿点的筛选确定方法,并以平均电压偏移和网损最小为优化目标建立无功补偿优化模型。其次,通过基于分解的多目标优化算法对所建立优化模型分别进行求解,可得出负荷曲线的分段点及每个负荷分段下对应的最优补偿方案。最后,以IEEE 33节点配网系统和实际电网仿真分析,验证了所建立优化策略的可行性和有效性。     

基于电流电压补偿原理的支路开断电压快速算法

 提出了一种基于电流电压补偿原理的支路开断电压快速算法。该算法通过牛顿潮流法计算出故障前网络节点电压,利用已收敛的潮流修正方程式对线路开断参数2阶求导,求出开断电压电流的二阶泰勒级数。基于支路（不包括发电机）退出运行,节点的电流电压满足节点注入功率不变的约束条件,计算出电流电压修正量互为补偿的平均值。利用该平均值作为电压泰勒展开新的修正量,得出线路开断时各节点的电压。该方法的优点是线路开断时不必对系统导纳矩阵因子表进行修正,且只需低阶泰勒展开就可得到精确的节点电压值,同时能够很好地满足计算速度与精度的要求。IEEE标准算例计算结果验证了所提出方法的有效性。     

基于戴维南等值分布式电源对配网电压稳定性影响的研究

提出了一种基于戴维南等值判定配网静态电压稳定性的方法,并推导出了静态电压稳定性指标Svs。该方法能以几何直观的方式来判断分布式电源接入后配网电压稳定性态势,应用该指标可准确判断系统薄弱节点。以EDSA电力系统仿真软件通过算例仿真,分析了分布式电源的并网容量和位置对配网电压稳定性的影响,验证了该分析方法和指标的有效性和正确性。     

基于改进差分进化算法的估计等值法

为解决现有的用于电力系统在线安全分析的估计等值法精度低、收敛性弱的问题,给出了较精细的等值发电机加综合负荷的等值系统模型,以提高等值精度,并提出了基于差分进化(DE)算法的等值系统参数辨识策略.为解决DE存在的早熟收敛问题,构造变异方式不同的两个差分进化群,两群并行进化且定时交换信息,以增加种群的多样性,改善算法的收敛性.仿真结果表明:改进的双群体DE算法有效解决了等值系统的参数辨识问题,算法简单、收敛快,辨识的参数精度高、鲁棒性好;所建立的等值系统模型更符合电网实际,等值后外部系统的动态特性基本被保留;所提基于改进DE的估计等值法可用于在线大规模外部系统的等值化简.     

电力系统任意复杂故障的计算方法研究

电力系统的发展对复杂故障的计算效率的要求越来越高.提出了一种基于多端口戴维南等值理论和叠加定理进行复杂故障计算的方法.将故障后的网络,划分成无故障部分和故障部分,分别对两部分网络进行补偿,并分别求出其对故障边界节点的多端口戴维南等值参数和诺顿等值参数,根据边界条件可求得两部分网络在边界处的端口电流.由端口电流则可将不对称的网络以电流源等值,根据叠加原理,可求得故障后网络各节点的电压.将上述算法思想编程计算得到的结果正确,且对各种复杂故障的求解,无需重新形成各序网节点阻抗阵.该处理方法同样适用于考虑网络操作对故障计算的影响.     

基于数据分析的多谐波源定位方法

谐波源准确定位是谐波治理的关键前提,电网复杂度的增加使基于模型的谐波源定位方法不再适用;随着电能质量监测装置的广泛配置,为基于数据驱动的谐波源定位方法提供了可能。现从大数据分析的角度出发,提出基于数据分析的多谐波源定位方法。首先,利用有功功率方向法筛选出主要的谐波源支路;然后,利用最大互信息值(maximal information coefficient,MIC)作为谐波电压超标节点谐波电压与可疑支路谐波电流间相关度评价指标,设定相关度阈值,当相关度超过该阈值时判断该支路为主要谐波源支路。所提方法不需要网络拓扑,利用电能质量监测数据进行分析便可实现主谐波源定位。仿真和实测数据验证说明了所提方法的有效性和工程实用性。     

含分布式光伏、储能的低压配电网电压 调节及储能SoC均衡方法

随着可再生能源渗透率的不断提高,配电网电压波动和越限问题日益严重。为解决这一问题,文中分析低压配电网中分布式光伏电源接入对电网电压的影响,进而将节点电压幅值与节点注入功率的关系线性化;提出基于功率里程数的低压配电网电压优化模型,通过求解优化目标,计算出分布式电池储能的输出;为提升分布式储能的利用效率,设计分布式储能的荷电状态(SoC)均衡控制策略;并根据重庆巫溪地区低压配电网0.4 kV线路数据,在MATLAB/Simulink上搭建配电网仿真模型,设计4种仿真案例对所提出的模型与方法进行有效性验证。仿真结果表明,文中提出的方法能够有效地调节低压配电网中的电压并能实现分布式储能的SoC均衡控制。     

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。     

基于GNN的电网动态特性评估及其知识图谱应用

提出了一种基于图神经网络(GNN)的电网故障检测方法,辅助解决网络运维领域的故障问题.通过构建电网特征抽取模型以及知识图谱,将所提出图神经网络应用于电网的故障节点定位;通过引入时间维度信息,将前后时刻的节点状态辅助当前时刻的故障检测;将图神经网络层的各个节点输出特征进行相关性分析,验证图神经网路对节点特征抽取的有效性.结果表明：所提出的图神经网络能够有效地定位电网故障节点,在仿真故障场景上获得了99.53%的定位准确率,图神经网路对节点的特征建模可以定性观测节点故障扰动传播情况,对故障节点分析起到了重要辅助作用.     

基于PQ曲线的风电并网系统电压稳定性评估

提出一种基于负荷节点PQ曲线的风电并网系统电压稳定性能的评估方法,并且考虑不同负荷特性及风力发电机输出功率特性对电压稳定性的影响.首先,用电力系统仿真软件得到各节点的功率信息,然后依照节点的特性构造出风力发电机不同运行状态下的节点PQ曲线图.计算出节点功率运行点到PQ边界曲线的几何距离及其相对应的概率,由此构造出一种基于PQ曲线的风电并网系统电压稳定性评估指标,并将该指标用于确定系统中的薄弱节点.最后以IEEE30系统数据为算例,应用基于PV曲线的裕度灵敏度法验证本文中所提方法的有效性.为电网的规划和运行部门在进行电力系统电压稳定性评估时提供一种新的途径.     

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。     

基于多种指标优化的连锁故障预防策略研究

为了预防连锁故障的发生,兼顾电网运行时的安全裕度和电压稳定情况,将电网当前运行与临界状态的节点注入功率之间的差值转化为安全裕度指标;分别将衡量电网整体和某节点电压稳定的雅可比矩阵最小特征值指标和电压稳定的L指标相结合,给出了电压稳定的综合指标;结合电网实际情况给出了各种约束条件,由此确定了完整的预防连锁故障模型;提出了监控优化过程中电网切除初始故障后的剩余支路所受潮流转移的影响程度是否在降低,从侧面证明了文中提出的预防连锁故障模型能够达到预防连锁故障的目的;通过对IEEE39节点系统进行算例仿真,验证了所构建的预防连锁故障模型的可行性和有效性.     

基于遗传算法的最优潮流

提出一种基于遗传算法的最优潮流模型。该模型以节点电压幅值和网络拓扑图的一个支撑树的各支路两端节点电压相角差及可调变压器变比为编码对象，采用实效染色体编码法和改进两点交叉，成功地解决了基于遗传算法求解最优潮流问题。算例结果表明该模型的有效性。