考虑平衡节点无功约束的潮流算法

从交流功率网络性质和电力系统网络参数结构2方面分析了常规潮流算法中需要选择基准节点和平衡节点的原因。根据连续潮流计算中发电机无功约束出现的节点类型转换现象,提出了通过转换平衡节点类型来解决平衡机无功约束的潮流算法。通过对负荷节点功率变动态导纳处理,解决了电力系统天网性质造成的节点导纳矩阵病态问题,弥补了常规潮流算法的不足,反映了节点电压是由所有节点注入功率共同维持的客观事实。IEEE多个算例验证了所提算法的正确性和合理性。     

电压安全域的最小负荷裕度计算

为了评估系统电压稳定性,提出电压安全域的最小负荷裕度算法.该方法在压缩网络的基础上利用降阶雅可比矩阵最小特征模式的参与因子得到最薄弱的负荷节点.利用矩阵部分求逆算法得到对薄弱负荷节点电压灵敏度最小的发电机节点,并将其作为新增负荷的功率平衡节点,利用选出的最薄弱负荷节点和发电机节点形成初始的功率增长方向,通过连续潮流算法得到电压安全域的最小负荷裕度.无功不足引起电压崩溃这一重要因素在算法中得以体现.通过IEEE多个算例仿真以及与相关文献算例结果对比验证了所提出算法的正确性和有效性.     

考虑电压因素的电力系统输电阻塞调度

针对开放输电环境下出现的由于电压稳定因素造成的输电阻塞问题,提出了一种考虑电压稳定的输电阻塞调度方法.该方法在传统的最优潮流优化算法的基础上,用负荷裕度指标作为系统电压稳定性的指示器,结合连续潮流算法对系统在正常状态和N-1事故状态下的电压稳定性进行分析,如果出现由于电压稳定约束造成的输电阻塞问题,将计算发电机有功出力对负荷裕度的灵敏度指标,以此作为依据调节发电机有功出力来增大系统负荷裕度,解决输电阻塞问题.该算法在6节点系统的应用效果表明了其有效性.     

考虑区域负荷无功裕度的无功电压优化分区方法

考虑到无功电压分区控制对区域无功平衡能力的要求,提出了区域负荷无功裕度的概念,并建立了同时考虑节点间电气耦合程度、区域静态无功平衡能力与无功储备分区要求的无功电压优化分区模型。模型包括使各分区区域电气半径平方和最小与使所有分区中区域负荷无功裕度值最小的分区无功裕度值最大两个目标函数,约束方面要求各分区内静态无功平衡。针对所建模型的特点采用了多目标自适应进化规划算法求解,并基于IEEE 39节点算例系统,仿真对比分析了所提方法的特点,仿真结果验证了方法的有效性。     

计及发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流

在传统连续潮流算法中,发电机无功限制采用定上、下限值来处理,随着有功负荷增加,无功限值通常不变,得到的电压稳定裕度偏大。根据同步发电机的无功出力特性,提出同时计及发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流模型和方法。当相应参数越限时,将发电机节点转换为励磁恒定模型或者电枢电流恒定模型进行计算。所提PV、PEq、PIa节点类型双向转换逻辑可在潮流迭代内进行发电机限制模式的转换,模拟实际系统无功能力的变化。分岔点类型识别模块可以识别崩溃点类型及关键约束。通过新英格兰39节点算例的仿真,证明所提算法是有效的。     

计及静态电压稳定约束的无功优化规划

选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数,同时考虑满足电压水平和电压稳定性两个约束条件来探讨无功规划问题。选取用电压稳定裕度不低于某一个允许的最小稳定裕度来表示电压稳定约束。分别对正常运行工作点和电压崩溃点引入2组变量和潮流方程,从而使得电压稳定裕度可以用临界运行状态下负荷的总视在功率与正常运行状态下负荷的总视在功率之差来显式表达。该模型相对于传统无功规划模型的优势表现在能够根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案,但其优化模型的等式和不等式约束及变量的数目却大幅增加,使得计算量远大于传统的无功规划问题。在IEEE 14节点和118节点2个试验系统的计算表明,采用非线性原对偶内点法求解该模型时,其计算精度及收敛性都比较好。     

考虑负荷增长和预想事故的电压稳定安全评估

通过对系统节点无功网损灵敏度指标的大小进行排序,快速准确地找出系统的薄弱节点或薄弱区域;应用连续潮流法克服系统接近稳定极限运行状态时潮流雅可比矩阵不收敛的问题,得到系统薄弱节点的PV曲线,进而获得指示各负荷节点维持电压稳定性能力强弱的两个重要参量——临界电压和极限功率.同时引入负荷裕度指标来指示系统当前运行点离电压崩溃...     

基于互补内点法的多目标静态电压稳定约束无功规划

将基于非线性互补理论的内点法成功应用于求解含有电压稳定约束的无功规划问题。将内点法中的KKT条件利用互补松弛条件转化为等式约束,并用牛顿法求解。选取电压稳定裕度不低于某个允许的最小稳定裕度表示电压稳定约束。引入两组变量和潮流方程,将电压稳定裕度可以用正常状态和临界状态的负荷功率显式表达。在该模型的基础上,增加了系统的无功储备为目标之一,能够增加系统的静态电压稳定裕度。在IEEE14、118节点系统中试验表明,该算法具有良好的计算精度和收敛性。     

基于互补内点法的多目标静态电压稳定约束无功规划

将基于非线性互补理论的内点法成功应用于求解含有电压稳定约束的无功规划问题.将内点法中的KKT条件利用互补松弛条件转化为等式约束,并用牛顿法求解.选取电压稳定裕度不低于某个允许的最小稳定裕度表示电压稳定约束.引入两组变量和潮流方程,将电压稳定裕度可以用正常状态和临界状态的负荷功率显式表达.在该模型的基础上,增加了系统的无功储备为目标之一,能够增加系统的静态电压稳定裕度.在IEEE14、118节点系统中试验表明,该算法具有良好的计算精度和收敛性.     

动态连续潮流与自适应混沌粒子群结合计算静态电压稳定裕度

提出一种动态连续潮流(Dynamic Continuation Power Flow,DCPF)与自适应混沌粒子群优化算法(Adaptive Chaotic Particle Swarm Optimization,ACPSO)结合求取系统最大静态电压稳定裕度的方法。该方法以静态电压稳定裕度最大为目标函数,针对连续潮流在处理不平衡功率上存在不足,将动态潮流算法引入到连续潮流模型中,根据发电机和负荷的静态频率特性分配系统的不平衡功率,建立DCPF模型;用DCPF计算每一组控制变量对应的静态电压稳定裕度;用ACPSO进行最优控制变量组合的搜索,求取最大静态电压稳定裕度;ACPSO算法通过将混沌算法引入到粒子群优化中,克服单纯粒子群优化算法计算速度慢、有时易陷入局部最优解的缺点。算例验证了该算法的有效性。     

电压稳定分析的潮流算法研究

研究了一种新型的用于电压稳定分析的潮流算法,它可充分考虑电力系统各种类型元件的模型,将常规潮流方程与动态元件的状态方程联立求解,同时解出系统中各个节点的电压、相角以及各种动态元件内部的状态变量。它考虑了系统中各种极限情况,消除了对于PV,PQ及平衡节点等的假设,使计算结果更加接近于系统的实际运行情况。采用上述潮流模型的连续潮流算法,对一个试验系统进行了电压稳定临界点的计算,并与常规潮流算法进行了比较。     

基于连续潮流法的含双端VSC-HVDC交直流系统负荷裕度分析

为了分析含双端VSC-HVDC交直流系统的静态电压稳态特性,结合交替求解法和连续潮流法给出一种交直流连续潮流法。根据初始输入得到初始解确定负荷增长方向,引入负荷裕度参数。通过调节VSC-HVDC的控制策略,最终得到系统不同情况下的负荷裕度,采用左特征向量乘子法对系统进行负荷裕度灵敏度计算。对含双端VSC-HVDC的IEEE39节点系统和IEEE118节点系统进行建模仿真,得出了系统负荷裕度以及负荷裕度灵敏度近似线性的变化规律。直流线路功率流向对系统负荷裕度的影响相反,验证了方法的有效性。     

AN EFFICIENT CONTINUATION POWER FLOW METHOD FOR VOLTAGE STABILITY ANALYSIS

ABSTRACT

This paper presents an efficient continuation power flow-method for determining voltage stability limit of interconnected power systems. Decoupled power-flow solutions are extremely popular because of lesser storage and faster solution speed as compared to coupled power flow solution. However, it is generally believed that decoupling cannot be used near critical loading conditions. This paper shows that decoupled power-flow solution is possible even under such adverse operating conditions, it is achieved by judiciously incorporating the effects of non-negligible off diagonal submatrices through a subiteration scheme. The load parameter is included in both sets of equations. Bus angle (other than slack bus) and load parameter are used as continuation parameters for solving real & reactive power equations respectively. Results for 5-bus, 14-bus and a practical 91 -bus test systems have been obtained with the coupled and proposed decoupled versions of continuation power-flow to demonstrate the validity and efficiency of the proposed algorithm.     

基于电网拓扑优化的电压稳定预防控制方法

电压稳定是电力系统安全稳定运行的重要内容之一,然而某些故障或扰动的发生可能导致系统的负荷裕度大幅度降低,甚至造成电压失稳。为增强系统的电压稳定性,提出采用改变母线运行方式的方法优化电网拓扑结构,从而提高电力系统的负荷裕度,确保基态系统和预想事故下的电压稳定性。提出了计及预想事故的电压稳定预防控制模型,并发展了一套阶段式的母线运行方式优化求解方法。首先利用线路参数的灵敏度指标对母线运行方案进行预筛选,快速筛选出可以提高负荷裕度的备选方案集,以减小计算规模;随后在此集合上基于look-ahead裕度指标对运行方案排序,并以连续潮流法的分析结果确定有效母线运行方案;最后,通过IEEE 118和1648节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于连续潮流的改进免疫遗传算法计算电压稳定裕度

提出了一种基于连续潮流的改进的免疫遗传算法求解最大静态电压稳定裕度的方法。该方法将求解最大静态电压稳定裕度的目标函数作为抗原,将调节系统电压的控制变量作为抗体;基于连续潮流算法,在考虑负荷静特性的条件下,计算单个抗体的稳定裕度;采用退火免疫方法对抗体进行选择,用免疫算子进行个体更新,从而增加了群的多样性,避免陷入局部最优。在全局范围内快速准确地得到系统的最大静态电压稳定裕度。通过对IEEE30节点系统的计算,验证了该方法的可行性和有效性。     

综合灵敏度和静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法

提出综合无功-电压灵敏度与静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法,并在灵敏度及静态电压稳定计算中计及了负荷静态电压特性。以计及负荷静态电压特性的交直流电力系统潮流方程为基础,计算交流节点电压相对于直流落点无功功率的灵敏度;基于连续潮流法,计算计及负荷静态电压特性的直流受端交流系统静态电压稳定裕度,综合这2个指标识别电压薄弱区域。并进一步地比较了不同ZIP负荷占比、不同直流控制方式对直流落点近区交流系统电压薄弱区域评估的影响。     

电力系统静态电压稳定极限及裕度计算综述

介绍几种静态电压稳定极限指标,如负荷裕度、雅可比矩阵奇异值、灵敏度指标、阻抗模等;对静态电压稳定极限及裕度的计算方法,包括奇异值分解法、灵敏度法、连续潮流法、直接法、非线性规划法等进行详细的总结和评述,指出它们各自优缺点;重点介绍计算一种N-1故障情况下电压稳定极限及其裕度的新方法,计算速度快,该方法具有很强的实用价值;最后介绍提高电压稳定的一些应对措施。通过全文可对目前静态电压稳定极限及裕度计算方法有一个全面了解和充分认识。     

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。     

基于连续潮流的静态分岔点追踪方法

静态电压稳定性分析中,主要有两类分岔:鞍结分岔和极限诱导分岔,并以当前运行点离分岔点间的负荷距离评估电压的稳定裕度。对发电机无功受限后出现的无功/电压约束转换和极限诱导分岔现象进行了分析,并采用了发电机无功极限值引导变步长的连续潮流方法,对鞍结分岔点和极限诱导分岔点进行了搜索,继而利用潮流雅可比矩阵特征值的符号变化进行识别。该方法应用于IEEE 39节点测试系统,取得了比较理想的效果,从而验证了该方法的正确性和有效性。