基于量子算法的电力系统潮流计算

潮流计算是各种电力系统计算的核心基础.求解节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵是电力系统潮流计算中非常重要的一步.当电力系统规模非常大时,使用经典算法来求解需要大量计算.为了解决这一计算难题,将量子计算引入到传统的电力系统分析计算中,通过对节点电压方程的转化及矩阵分块等一系列操作,利用HHL算法和量子迭代算法求解节点电压矩阵方程,然后得到节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵.与已有的经典方法相比,量子算法使电力系统潮流计算的复杂度达到了指数级别的降低.     

蛇口电网在线潮流计算

本文针对深圳蛇口电网在线潮流计算的实现问题，通过比较三种潮流算法的适用性质，找出了能解决病态低压配电网在线潮流计算的最佳算法－－带二阶项的快速潮流算法，该算法具有良好的快速收敛特性，能够满足蛇口电网在线潮流计算的需要。     

基于微分求解模型的大规模电力系统病态潮流计算

电网规模不断扩大,负荷加重,对电力系统病态潮流计算提出新的要求.传统方法受计算规模限制,无法满足全网一体化分析需求.针对此问题,结合连续牛顿法(Continuous Newton's Method, CNM)的数学原理,提出了潮流计算的微分求解模型,将非线性的潮流方程组转换为常微分方程组;应用一定的数值积分方法,优化重构求解模型,在CPU架构下设计并实现了大规模病态潮流计算.算法应用于多个包含上千节点的大规模系统算例,通过对收敛性和效率的测试分析,准确性和实用性得以验证.     

一种保留二次项的快速潮流计算方法

提出了一种保留潮流方程泰勒展开式二次项的快速潮流计算方法,采用因子表解法和重叠原理求解修正方程,作为节点功率同型异变量的二次项可直接由修正方程式的常数项决定,整个迭代过程无需进行节点功率计算,且便于处理ＰＶ节点无功越限．该方法对模型未作任何简化,对支路电阻和电抗Ｒ／Ｘ不敏感,特别适合于配电网络的潮流计算．     

用分块加权平均的不精确Newton法计算潮流问题

为研究电力系统中潮流方程的快速算法,将求解大型稀疏线性方程组的componentaveraging(CAV)方法应用于电力系统潮流方程的计算,提出了一种分块加权平均的不精确Newton法,给出了算法收敛性的证明。该方法的特点是易于组织并行计算,且算法灵活,无需对方程进行特殊处理,运算效率高,适应于解大型潮流方程。用IEEE662节点的电力系统对算法进行了串行实现,结果表明:该算法是可行的和快速的。     

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．     

基于逐次优化的电力系统紧急切负荷算法

为确保校正控制的安全性同时兼顾经济性,提出一种新的紧急切负荷算法。该算法由恢复潮流方程可解性算法和满足电压稳定裕度算法两部分组合而成。前者利用电压稳定域边界的切平面方程辨识电压弱节点集,进而将该集的节点负荷量作为优化变量,并综合考虑切负荷量最小、有利于系统暂态稳定性提高和计算速度快等三项目标,提出了逐次优化算法以恢复潮流方程的可解性;后者利用故障后电压稳定域边界的切平面方程,调整可控参数变量以达到最小电压稳定裕度的要求。IEEE-39节点和上海电力系统的算例证明了该算法的有效性。     

基于逐次优化的电力系统紧急切负荷算法

为确保校正控制的安全性同时兼顾经济性,提出一种新的紧急切负荷算法。该算法由恢复潮流方程可解性算法和满足电压稳定裕度算法两部分组合而成。前者利用电压稳定域边界的切平面方程辨识电压弱节点集,进而将该集的节点负荷量作为优化变量,并综合考虑切负荷量最小、有利于系统暂态稳定性提高和计算速度快等三项目标,提出了逐次优化算法以恢复潮流方程的可解性;后者利用故障后电压稳定域边界的切平面方程,调整可控参数变量以达到最小电压稳定裕度的要求。IEEE-39节点和上海电力系统的算例证明了该算法的有效性。     

基于L1范数和现代内点理论的电力系统潮流计算

利用L1范数把电力系统潮流方程的求解转化为对一个新的非线性规划模型L1LF的求解.在基于原问题的扰动Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件基础上,导出了求解L1LF模型的内点算法公式.仿真结果显示,L1LF模型结构简洁、直观,编程应用方便.新算法计算结果正确,收敛性好.和常规潮流算法相比,新模型和新算法有效解决了病态系统潮流计算发散的问题,为给定条件下的潮流问题是否有解提供了一个新的判断途径.     

一种配电网Zbus潮流算法

针对Zbus高斯算法处理配电网PV节点能力弱、计算量大,忽略平衡节点的三相不对称问题,提出一种新的配电网Zbus潮流算法.该算法从基于叠加原理的改进Zbus算法出发,用补偿法处理PV节点,对网络方程进行虚实部分解,得到简单的雅克比矩阵;通过引入内电势节点来处理平衡节点处的三相电压不平衡问题.算例分析表明该算法计算速度快,收敛性和稳定性较好,克服了Zbus高斯算法的弱点.     

不可压缩材料有限元分析中的广义位移方法

在不可压缩材料的有限元分析中．节点位移不完全是独立的．本文通过平面三角 形网络系统的拓扑分析，对于平面问题，予先满足材料不可压缩条件，并且利用运动 学的分析，建立了一个以节点广义位移表示瑞利——李兹法广义座标的系统位移模式， 排除了非独立自由度．因而在相当程度上节省了计算工作量，从本质上完全解决了结 构方程的病态问题。文中还给出了计算例题的程序计算结果。     

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．     

有限元病态刚度方程的解法研究

对有限元局部节点位移构成准刚体运动情况进行了研究，提出了一种新 的改性转换矩阵［Ｑ］，给出了两种简单易行的计算［Ｑ］Ｔ［Ａ］［Ｑ］的方法．所提 方法对直接法和迭代法求解有限元病态方程都是适用的．算例表明，得到了 较好的计算结果．     

一种计算结果与平衡节点位置选择无关的动态潮流模型

特高压交直流混联电网运行中,需要实时掌握系统潮流变动态势,提早决策,以保证电力系统的安全稳定运行.而现有潮流算法存在诸如计算结果与平衡节点位置选择相关,或没有考虑频率动态过程的问题.针对上述问题,提出了一种不受平衡节点位置选择影响的动态潮流模型.通过将系统频率变量引入常规潮流方程中,使得惯性、发电机组和负荷的功频静特性、系统运行有功功率损耗等与系统运行频率相关的变量可以在一组联立方程内进行协调求解,从而保证所有发电机组包括平衡节点的功率增量全部与频率偏差呈比例关系,可解决常规潮流中计算结果与平衡节点位置选择相关问题.IEEE-39节点测试系统的仿真算例表明,所提算法计算结果不依赖平衡节点位置选择,且计算速度快,可满足在线运行要求.     

谐波计算的一种解耦算法

从电力系统谐波潮流计算的线性算法和非线性算法出发，提出了谐波潮流的一种解耦算法，改变常规非线性算法中将基波潮流与谐波潮流联立迭代的方法，使两者分立求解。解决了线性算法精度不高的问题，同时也避免了常规非线性算法方程维数大，计算量大，占用内存多，收敛不可靠的问题。     

基于保留二阶项潮流模型的支路开断模拟方法

提出了一种将补偿法与保留泰勒展开式二次项的快速潮流模型相结合的支路开断模拟算法,用以进行预想事故分析．采用因子表解法和重叠原理求解修正方程,对ＰＶ节点的处理比较简单,且便于引入补偿法进行支路开断模拟计算,提高预想事故分析的计算速度与精度．对ＩＥＥＥ１４和ＩＥＥＥ３０节点系统的开断模拟计算验证了该方法的快速有效性     

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。     

基于灵敏度阻抗矩阵修正法的分层前推回代潮流算法

分布式电源(DG)接入配电网对潮流产生重要影响.本文分析了潮流计算中各种分布式电源模型及处理方法,引入灵敏度阻抗矩阵修正法更新PV节点的注入无功功率,结合辐射型配电网的特点,提出一种基于灵敏度阻抗矩阵修正法的分层前推回代潮流算法.该算法解决了前推回代潮流算法处理PV节点失效的问题,同时适用于含各类分布式电源的潮流计算.最后对含各种类型分布式电源的IEEE 33节点配电网进行潮流计算仿真,仿真结果验证了提出算法的有效性和快速性,并通过不同算例验证了算法的稳定性.     

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.     

用于电力系统间联网规划的分割算法

提出了一种用于大型电力系统联网规划的分割算法．基本思路是先将大型电力系统分割成若干子系统，对各子系统分别进行计算，然后求解仅由联络线及分割子系统数确定的联络网络方程组，确定各子系统参考母线间的相位差以及各联络线上的潮流，进而可以获得整个电力系统各节点电压相位角和直流潮流分布．