N-1故障电压稳定极限高阶灵敏度快速计算

在利用连续潮流计算得到无故障网络的静态电压稳定临界点的基础上,提出一种快速计算线路故障下静态电压稳定临界点的可靠方法.该方法将单条线路运行状态参数化,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对故障线路参数的1至N阶导数,用泰勒级数法进行逼近,从而快速精确的求解出线路故障情况下电压稳定临界点.在求解1至N阶导数时,系数矩阵是同一个矩阵,无需反复形成与分解.该方法计算量小,无需反复迭代.该文方法的可行性与高效性通过在IEEE 30及118母线系统上的算例得以验证.     

基于二次型迭代逼近法的电力系统电压鞍结分岔点识别

为实现负荷增长过程中电力系统鞍结分岔点（SNB）的快速准确识别,提出一种直接计算电力系统电压崩溃点的二次型迭代逼近方法,基于系统中PQ节点输出的PV曲线为近似二次型的特点,在节点功率平衡方程中引入负荷增长参数,运用复合函数求导法则就功率方程进行两次求导,理论推导节点电压对负荷参数的一阶、二阶导数表达式,由此确定PV曲线二项式,依靠顶点坐标确定电力系统鞍结分岔点的初始位置,经多次迭代收敛逼近电压崩溃点。所提方法避免了连续潮流法的多次潮流计算,可显著降低计算量。以IEEE 14,IEEE 118节点系统进行仿真验证,证明了该方法的有效性,相较增补P’Q节点法及戴维南等值法,二次型迭代逼近法具有较高的计算效率和鲁棒性。     

一种识别静态电压稳定分岔点的混合方法

基于连续潮流法和崩溃点法,提出了识别和计算极限诱导分岔点和鞍结分岔点的2阶段混合算法。该方法结合了连续潮流法和崩溃点法各自的优点,并能考虑到所有发电机（包括平衡发电机）的功率限制。在第1阶段中应用常规的连续潮流法,加大步长快速穿越崩溃点;第2阶段通过分析比较,选用不同的算法精确识别和计算崩溃点。对IEEE 118节点和IEEE 300节点试验系统的计算结果表明,该算法能准确地识别静态电压稳定崩溃点,并有效地解决连续潮流计算中平衡发电机功率越限问题。     

静态电压稳定中电压崩溃点的求取方法

在电力系统电压稳定分析与控制中,电压崩溃点的计算具有十分重要的意义。首先简单介绍了电压崩溃点的三类常用计算方法:直接法、基于连续潮流的计算方法和非线性规划方法。然后详细给出了一种利用非线性互补约束模型确定静态电压稳定临界点的方法,并在多个测试系统中进行测试,验证该计算方法的有效性。最后对本文工作进行了总结。     

基于全纯嵌入法的电力系统静态电压稳定性研究

快速准确地计算电压稳定临界点能够有效评估电力系统静态电压稳定性,有利于实现电网安全稳定运行的监测与控制。结合复分析与数值逼近理论,提出了一种基于全纯嵌入法的静态电压稳定性分析方法。首先,构建电力系统潮流的全纯嵌入模型,将电压函数以级数形式解析展开;然后,通过Padé逼近算法,建立电压关于嵌入变量的有理函数解析式,提出一种基于有理函数零极点分布来预测电压稳定临界点的方法;最后,研究幂级数项数、软件的运算精度对电压稳定临界点计算结果的影响。该方法采用非迭代思想,相较于传统的连续潮流法,无需多次求解潮流方程,计算复杂度大大降低,时间优势更加明显。仿真算例验证了所提方法的有效性及准确性。     

N-1故障状态下电力系统静态电压稳定极限的快速计算

为了快速计算电力系统支路故障状态下的静态电压稳定临界点,提出了一种基于泰勒级数的计算方法。以支路导纳系数为参数,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对故障支路导纳系数的1至n阶导数,用泰勒级数法逼近电压崩溃点,从而快速求解出N-1故障情况下电压稳定临界点的精确解。采用该方法对IEEE 30及118母线系统进行验证,结果表明该方法能快速、精确地求得故障状态下的静态电压稳定临界点。     

一种静态电压稳定临界点的识别和计算方法

提出了一种用连续潮流技术识别和计算电压崩溃临界点的方法。电力系统静态电压稳定分析中,常见有鞍结型分岔点和约束诱导型分岔点。基于连续潮流的间接方法没有确定初值的困难,适合于负荷参数耦合的情形,易于识别约束型分岔点,从而适合于大型实际系统静态稳定临界点的计算。通过对中国一个实际地区系统的数值分析,表明文中所提方法是有效的。     

考虑支路功率约束的静态电压稳定分析

提出了一种将连续法与崩溃点法相结合的电力系统静态电压稳定分析方法。该方法首先利用连续法求到电压临界点附近,并以此作为崩溃点法的初始点,最终求取电压临界点。该方法综合了原有连续法与崩溃点法的优点,同时弥补了各自的不足,实现了电压临界点的快速准确求取。用一种新的处理方法,有效地避免了电压临界点求取过程中的支路功率越限。算例分析结果验证了所提方法的准确性和有效性。     

节点类型扩展连续潮流及其应用

传统连续潮流模型中节点类型为PQ,PV和Vθ这3种。但是,当计算研究远程电压控制模式下系统的电压稳定负荷裕度时,需要引入PQV和P等新的节点类型。文中提出了一种节点类型扩展连续潮流模型,用于求解远程电压控制模式下的静态电压稳定临界点,给出了新的节点类型双向转换逻辑、静态电压稳定临界点类型识别方法。IEEE 39节点系统的仿真算例结果表明,所述模型和方法能够有效地模拟远程电压控制模式的特性,准确计算该控制模式下的系统电压稳定临界点,并准确识别分岔点类型。     

基于渐近数值法的静态电压稳定域边界高阶拟合方法

为实现静态电压稳定边界的快速准确计算,提出了一种基于渐近数值方法拟合静态电压稳定边界的算法。算法对电压崩溃点处的方程组进行分析,得到了静态电压稳定边界高阶偏导数的通式。基于渐近数值方法,分析了拟合误差与边界范围的关系。所提方法一方面避免了传统方法的多次潮流计算,耗时降低且有更高的精度;另一方面,计算高阶偏导数时可复用已有系数矩阵的因子表,计算量小。最后,给出了基于算法的相关应用,并将IEEE 118节点系统作为算例,验证了本算法的有效性。     

静态电压稳定分析的故障筛选和排序方法

提出一种新的故障筛选和排序方法。首先,定义一种负荷裕度阈值,用连续潮流法计算此裕度下的潮流工况,在此工况下,利用最优乘子法依次求解所有的开断潮流,将有解的大部分开断作为安全故障筛选掉,少量无解的则为不安全故障。然后,在基态下利用最优乘子法依次求解不安全故障的开断潮流。有解则为危险故障,并用连续潮流法求解负荷裕度,按裕度给出排序;无解则为失稳故障,结合最小二乘潮流解失配量中隐含的校正控制灵敏度信息,使用序列线性规划法给出使潮流恢复有解的最小切负荷代价,据此代价来排序失稳故障。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提出的方法能快速、可靠、全面地实现电压稳定的故障筛选和排序。     

考虑负荷电压静特性的最佳乘子牛顿潮流算法

当考虑负荷电压静特性时，潮流方程不再为状态变量的二次函数，传统的求解病态潮流问题的最佳乘子牛顿法无法实施，该文提出了考虑负荷电压静特性的最佳乘子牛顿潮流算法。通过引入附加的状态变量并补充相应的潮流方程，使考虑负荷电压静特性后的直角坐标潮流方程仍保持为状态变量的二次函数，进而可以用最佳乘子牛顿法求解病态潮流问题。使用该方法能够保证潮流计算不发散，并且最佳乘子的求取同样简单，无近似，可以很容易地嵌入到常规的牛顿法潮流程序中，典型系统的数值试验结果表明了所提方法的正确性和有效性。     

潮流不可解评估方法的比较

电力系统在线电压稳定监视与控制中,故障态潮流发散的情况经常出现。识别其是否确实为失稳故障、准确评估其不可解程度及其提供校正控制用的灵敏度信息是对不可解潮流解算技术的3个基本要求。最优乘子牛顿法、基于直接求解KKT条件的最优潮流法和新近提出的故障型连续潮流法是3个可以处理潮流不可解的技术。前两者提供了在功率注入空间某种距离最近的临界点,而故障型连续潮流法提供了故障参数空间最近的临界点。文中应用这3种方法对IEEE 118节点标准系统进行了计算,从识别的可靠性、不可解程度评估的准确性和灵敏度信息的合理性等方面对它们进行分析和比较,结果表明所得到的不可解程度评估和排序结果存在差异,都包含了控制灵敏度信息。     

计及发电机无功约束的最优乘子潮流计算方法比较

基于牛顿—拉夫逊法的最优乘子法已经广泛用于电力系统潮流计算中。其中比较突出的是S.Iwamoto等人提出的直角坐标最优乘子法、H.W.Dommel等人提出的极坐标下阻尼牛顿法以及王宪荣等提出的极坐标准最优乘子法。采用上述三种方法对IEEE57、118标准算例以及北美3 199、6 739节点实际系统进行了大量计算,比较了它们在计算速度、鲁棒性和适应性等方面的差别,探讨了潮流计算迭代中发电机PV-PQ节点类型转换对最优乘子法计算过程和结果的影响。数值结果表明,阻尼牛顿法与发电机PV-PQ节点类型转换之间的适应性差,极坐标准最优乘子法计算速度相对较快、受节点类型转换影响小、鲁棒性好。     

电压稳定极限点的快速判定及其灵敏度算法

利用负荷裕度最大化的最优潮流计算结果,区分了电压稳定极限点,即鞍结分岔点和极限诱导分岔点,并求出了负荷裕度对控制变量的灵敏度。这种方法在求解极限点时避免了使用连续潮流法,在计算灵敏度时避免了求解潮流雅可比矩阵零特征值对应的左特征向量,节省了时间,适用于在线分析。极限点的计算过程中考虑了有功出力的再调度,充分挖掘了系统的潜在裕度。系统算例验证了所提方法的实用性和灵敏度线性估计的准确性。     

基于最优乘子潮流估计的故障筛选与排序

提出了一种用于电压稳定安全评估的快速故障筛选和排序方法。该方法从故障前的临界点出发,通过最优乘子潮流法计算得到的故障后边界点来估计故障后临界点,当初始点接近临界点,通过一次迭代即可满足所需的计算精度,从而快速地识别出非严重故障。对于严重故障和某些特殊情况的故障进行了分析并提出了解决办法,保证了对严重故障的估计精度。通过某一实际703节点系统算例验证了该方法的有效性。     

基于最近电压稳定临界点的发电机无功备用优化方法

目前发电机的无功备用优化方法均基于固定的负荷增长方式,而当考虑负荷、新能源出力预测误差之后,这种优化方法无法有效评估最危险负荷增长方式下的无功备用水平。针对这一问题,文中提出基于最近电压稳定临界点的发电机无功备用优化非线性二层规划模型,上层问题在给定基态节点注入功率的情况下,将求取最近电压稳定临界点及对应的最危险负荷增长方式化为极限曲面二次近似和连续潮流校正的两层迭代格式,而下层模型则求解该最危险负荷增长方式下的无功备用问题,并将修正的基态节点注入功率返回上层模型。为证明该模型的有效性,首先在若干假设的前提下证明了最优解的存在性和充分必要条件,进一步分析表明所提方法可考虑节点负荷增长方式的不确定性,有效提升最危险负荷增长方式下系统的无功备用水平,提高系统的电压稳定裕度,保障系统的安全运行。     

Optimal power flow solutions under variable load conditions

This work presents a methodology to calculate a sequence of optimal power flow (OPF) solutions under variable load conditions. The aim is to obtain a set of optimal operating points in the neighborhood of the bounds of the region defined by the load flow equations and a set of operational limits. For this, an algorithm based on the continuation method and on a primal-dual interior point optimization method is proposed. Such an algorithm consists of two main steps: the predictor step, which uses a linear approximation of the Karush-Kuhn-Tucker (KKT) conditions to estimate a new operating point for an increment in the system load; and the corrector step, which calculates the optimum corresponding to the new load level via a nonlinear primal-dual interior point method. Indices for critical buses and inequality constraints are a byproduct of the methodology. In addition, sensitivity analysis is performed to calculate the amount of reactive compensation which allows for a pre-specified increase in the system load. Results for realistic test systems are presented     

一种确定电力系统最优安全运行点的新方法

针对当前电力系统运行点趋于稳定边缘的现象,提出了一种确定电力系统最优安全运行点的新方法.文中考虑电压安全裕度的改进的多目标最优潮流模型在确保系统运行于理想负荷裕度的同时优化系统的综合运行成本.该方法采用连续潮流法与传统最优潮流模型确定多目标最优潮流模型的初始权重系数,然后用预测-校正原对偶内点法求解改进模型.仿真结果表明,文中提出的改进模型与基于目标规划的多目标最优潮流模型相比,不仅能有效确定系统的最优安全运行点,而且在系统运行偏离理想负荷裕度时具有二次惩罚策略,其优化目标将最终迫使系统运行点向理想负荷点靠近.