含静态电压稳定裕度约束的无功优化

提出了一种电压稳定裕度约束无功优化新方法,通过调节系统的控制变量,能真正有效地提高系统的静态电压稳定裕度,同时取得较小的网损.该方法将电压稳定裕度约束无功优化问题分解为非线性无功优化、电压稳定裕度及其对控制变量的灵敏度分析两个子问题,通过两者的交替求解实现寻优.前者采用非线性原对偶内点法求解,后者则以连续潮流计算为基础.该方法计算速度快,对多种系统具有一定的普适性.在IEEE 14、30、118节点系统的试验结果验证了它的有效性,并发现一个系统在特定的负荷增长方式下,由于无功潮流的改变其分岔类型可能会在极限诱导分岔和鞍结分岔之间转换.     

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。     

含静态电压稳定裕度约束的无功优化计算

提出了一种电压稳定裕度约束无功优化新方法,通过调节系统的控制变量,能真正有效地提高系统的静态电压稳定裕度,同时取得较小的网损。该方法将电压稳定裕度约束无功优化问题分解为非线性无功优化和电压稳定裕度及其对控制变量灵敏度分析两个子问题,通过两者的交替求解实现寻优。前者采用非线性原对偶内点法求解,后者则是以连续潮流计算为基础。该方法计算速度快,对多种系统具有一定的普适性。在IEEE 14、30、118节点系统的试验结果验证了它的有效性,并发现一个系统在特定的负荷增长方式下,由于无功潮流的改变其分岔类型可能会在极限诱导分岔和鞍结分岔之间转换。     

最临近功率极限点的概率计算

功率极限(或电压稳定裕度)是衡量电力系统静态电压稳定性的一个重要指标,然而传统的最临近功率极限(或最小电压稳定裕度)计算是基于单一的系统运行方式,计算结果偏于乐观.文中从概率环境出发,考虑一段时期内系统的多种运行方式,在潮流方程中计入节点功率和节点电压的概率特性(均值和方差)的相互影响,从而计算了多运行方式下系统的最小电压稳定裕度;并在正态分布的假设下,计算了多运行方式下最小电压稳定裕度的分布范围.     

两种负荷裕度对控制参数灵敏度求解方法研究

鞍结型分岔和极限诱导分岔是与电压崩溃密切相关的两种常见分岔类型。在两种分岔点处,负荷裕度对控制参数的灵敏度计算,可以从左特征向量和等价线性方程组两个角度进行推导。左特征向量乘子法首先需要求解出雅克比矩阵在分岔点处零特征根对应的左特征向量,再进行一定的数学运算获得灵敏度。等效线性方程组法可以直接通过等效的扩展线性方程组求解,无需求解左特征向量。详细分析和推导了两种静态电压稳定裕度对控制参数的灵敏度求解方法,并且理论上分析证明了两种灵敏度求解方法的等价性。IEEE9仿真结果验证了两种求解法的有效性以及两者的等价性。     

ESA对DFIG风电场并网系统静态电压稳定性影响

针对双馈式风电场接入电网影响原有电力系统静态电压稳定的问题.采用潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法(ESA),结合相关节点的参与程度和系统的静态电压稳定裕度,给出了正常负荷下的弱稳定区和极限负荷下的失稳区.风电场并网的简化模型在标准IEEE39节点测试系统进行仿真分析.研究结果表明:接入风电场后系统的静态稳定裕度降低,弱稳定区域扩大;风电场的接入使得系统的负荷裕度降低,但不影响失稳区和失稳模式;随着风电场有功出力的减小,风电场所在节点的参与因子逐渐增大,系统的静态稳定裕度逐渐减小,风电场所在节点逐渐成为影响系统电压稳定的关键节点.     

一种识别极限诱导分岔点的改进连续潮流算法

为提高计算效率并准确识别鞍结分岔点和极限诱导分岔点,提出了一种改进的连续潮流算法.该算法将P-V曲线的计算过程分为3个阶段,根据各阶段连续潮流计算的不同特点,运用与之相匹配的计算方法,在保证计算精度的同时提高其计算速度.此外,在分析极限诱导分岔机理及特征的基础上,给出识别极限诱导分岔点的判据,并应用所提出的分阶段连续潮流算法对分岔点类型进行识别,判断引发极限诱导分岔的关键设备以及与极限诱导分岔密切相关的电压/无功转换点.最后以IEEE 14节点和118节点系统为例,对其进行数值仿真并与现有方法的结果作对比,进一步验证了所提方法的合理性和有效性.     

在线电压静态稳定分析的快速连续潮流法

基于连续方法的基本原理及其在电压静态稳定性中的分析需求,推导负荷型、故障型、支路型连续潮流的应用模型,探讨参数选择、步长确定、负荷变化方式、临界点识别等关键技术的实现方法．通过研究负荷、发电机、线路等参数改变下电压的变化轨迹,准确地刻画了系统的稳定裕度及其临界点．IEEE-300节点标准测试系统的仿真结果表明,所采用的分析方法可以有效地协助调度员实时评估电压状况,为EMS的在线电压稳定分析与监控提供了技术支持．     

适用于VSC-HVDC系统的静态电压稳定分析改进方法

含电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)技术是近年来的研究热点,而对于VSC-HVDC系统的静态电压稳定分析方法的研究却很少。泰勒级数法在处理纯交流系统的静态电压稳定分析时具有计算速度快的优点,本文基于泰勒级数提出了一种适用于VSC-HVDC系统的静态电压稳定分析改进方法。首先建立了VSC-HVDC系统的电压稳定分析数学模型,由于系统功率参数是节点电压幅值的可导反函数,将负荷节点功率在靠近极限潮流点处展开为关于节点电压幅值的泰勒级数,最后由泰勒级数快速精确地求取电压稳定鞍结分岔点。通过与连续潮流法的结合和泰勒级数展开点的选择,解决了在纯交流系统中泰勒级数法的缺陷,提高了计算精度。     

多机电力系统电压静态稳定性的特征结构分析法

给出了电压稳定性的分类与定义，提出了一种新的多机系统电压静态稳定性的特征结构分析法。该方法不仅可以给出系统静态电压稳定裕度，而且能够直接计算稳定裕度对状态变量和控制变量的灵敏度，同时能够准确地辨别潮流多值解的属性，具有计算简单快速，提供信息全面、直观的优点。     

电力系统多目标无功优化研究

在传统无功优化模型的基础上,引入了静态电压稳定性指标,建立了综合考虑系统有功网损最小、静态电压稳定裕度最大和电压水平最好的多目标无功优化模型.基于Pareto最优概念的改进多目标粒子群算法应用到多目标无功优化的求解中,对IEEE30节点统进行了仿真计算.优化结果表明,该模型在实现系统经济运行的同时也增强了电网的电压稳定同时求得的一组最优解能够为优化方法的决策提供更多的有效参考,具有实际意义.     

基于最优潮流的最大传输能力计算

针对电力市场环境下最大传输能力(TTC)的计算问题，提出了一种新的基于最优潮流(OPF)的TTC计算方法．该方法建立了考虑发电机优化调度以及系统负荷变化模式的用于TTC计算的数学模型，并采用基于信赖域内点法的OPF算法求解，由多步中心校正原一对偶内点法连续求解线性规划子问题，通过信赖域决定线性化步长的选取．对IEEE30节点系统在不同数学模型下计算结果进行比较，验证了提出的TTC计算方法的有效性和实用性；与连续潮流(CPF)计算结果进行比较，结果表明OPF方法可以避免CPF计算TTC较为保守的缺点．     

风电并网系统静态电压稳定条件研究

风力发电具有波动性和间歇性,且分散接入配电网系统,势必影响并网系统电压稳定性.首先从静态电压稳定性角度出发,采用PV曲线潮流分析法,根据风电并网系统潮流计算,推导出基于潮流解存在的静态电压判据L以及基于考虑综合参数的电压—有功灵敏度的静态电压稳定裕度Kp;然后,研究提出了风电并网系统静态电压稳定充分必要条件,给出了风电并网系统静态电压稳定性流程框图与判别步骤;最后,实验验证了风电并网系统静态电压稳定充分必要条件的正确性.在此基础上,提出了改善风电并网系统静态电压稳定性的措施.     

改进的多阶段连续潮流算法

提出了一种多阶段连续潮流算法,旨在提高其计算速度及识别极限诱导分岔点和鞍结分岔点。将λ-V曲线的计算过程分为三个阶段,根据各阶段连续潮流计算的不同特点,运用与之相匹配的计算方法,在保证准确性的同时提高其计算速度,并识别分岔点类型。最后,以IEEE118节点系统为测试系统,对其进行数值仿真,进一步验证所提方法的合理性和有效性。     

敏感法无功最优潮流

本文提出了基于敏感度方法的无功最优潮流的新算法。该算法利用微机可计算200节点规模的系统,收敛性好,计算速度快。使用该算法,可使试算系统降损8-14％,使系统获得较大的经济效益。该程序可以协助调度人员进行在线无功调度和电压控制以保证电压质量。 试算IEEE118节点例题以及国内的49、61、99和200节点系统,效果均较满意。     

基于微分进化算法的电力系统最优潮流

将微分进化算法（Differential Evolution,DE）应用到电力系统最优潮流（Optimal Power Flow,OPF）问题中,以系统总发电成本为目标函数,除平衡节点外发电机节点有功功率、发电机节点电压幅值和可调变压器变比作为控制变量,建立了DE-OPF的数学模型．基于增广拉格朗日函数法,将状态变量约束考虑入优化的目标函数中．以IEEE30节点测试系统进行了测试,仿真结果表明,与两种遗传算法和一种改进的粒子群算法：传统遗传算法（canonical genetic algorithm,CGA）、自适应遗传算法（adapive genetic algorithm,AGA）和全面学习粒子群算法（CLPSO）相比,DE算法具有较好的全局寻优能力和较快的收敛速度,能有效地解决最优潮流问题．     

含风电场电力系统电压波动的随机潮流计算与分析

提出了用随机潮流计算分析风电场并网所引起的系统电压波动的方法.该方法全面考虑了风电场出力变化、负荷波动、发电机停运以及线路故障等随机因素,通过随机潮流计算求出风电场并网后系统各节点电压的概率分布,其中特别包括风电场接入点的电压波动情况.在此基础上,该方法可以对风电场的无功补偿进行进一步分析.此外还证明了用三参数的Weibull分布描述风速变化可以更好地反映高风速对风电机组输出功率的影响,对于常年风速较高的风电场更适合采用此分布描述.对接有风电场的IEEE RTS 24节点系统进行的算例分析证明了该方法的有效性,并通过实例说明了如何利用该方法指导对异步风力发电机的无功补偿.     

基于分岔理论的孤立微网静态电压稳定性分析

为了深入研究孤立微网的静态电压稳定性问题,将分岔理论应用于微网静态电压稳定性分析研究。以鞍结分岔点作为电压稳定临界点,采用连续潮流(CPF)算法对四节点小型孤立微网进行电压稳定性分析,追踪出该系统的PU曲线,并根据特征根来判断该曲线上是否存在鞍结分岔点。分别计算出含SVC和不含SVC系统的电压稳定极限,得出负荷节点处电压稳定裕度。由实验结果可以看出,随着负荷参数的不断增大,负荷所需功率和发电机的输出功率也会随之增大,当达到它的传输极限时就会产生鞍结分岔现象,从而导致系统电压出现跌落甚至崩溃的现象。结果表明,利用上述方法可以有效地计算出孤立微网的电压稳定极限,并且使用SVC控制器可以提高系统电压稳定性。     

基于最优潮流的二级和三级电压控制

基于实时的最优潮流提出一种合并的二级和三级电压控制方法,该方法能够周期性地刷新发电机电压调节器的参考电压。以最大负载能力为目标的最优潮流被用来实现所提控制方法。能够周期性地刷新发电机压调节器的参考电压。以最大负载能力为目标的最优潮流被用来实现此控制为法。所提技术的对比对象是经典的二级电压控制,其先导节点参考电压通过负载能力最大的最优潮流(三级电压控制)计算得到。在新英格兰10机39节点上所进行的不同运行条件和紧急状态下的时域仿真验证了所提二级和三级电压控制合并方案的有效性,并且展现了对于现有二级和三级电压控制的优势。     

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.