计及接地支路的直流潮流算法

在考虑无功注入和线路电阻的基础上,计入接地支路的影响并仍保持了直流潮流方程的线性形式,提出了适合于计算输电系统无功功率的直流潮流算法。该算法利用完整的节点导纳矩阵形成相应的并联元件导纳项,在不改变直流潮流方程线性形式的情况下计入接地支路中并联元件的影响。通过修正相角的回代求出所有PQ节点的电压幅值,结合复功率潮流方程可同时求得系统的有功功率和无功功率。IEEE-118节点算例结果表明:与不考虑接地支路的直流潮流算法相比,所提出的算法在保持现有直流潮流算法的有功潮流计算精度的前提下,提升了电压幅值和无功潮流的计算精度,使直流潮流算法适用于输电系统无功功率的计算。     

基于安全域的电力系统有功及无功优化

提出了一种同时计及电力系统有功及无功的新型优化潮流模型与算法。在构建优化潮流(OPF)的数学模型时借助了3种电力系统安全域的概念与方法,它们分别是:满足系统潮流约束(母线电压约束、支路热稳定极限以及发电机出力限制)的“静态安全域”、“静态电压稳定域”以及针对既定的网络结构和既定的网络结构变化过程的保证系统暂态稳定性的“动态安全域”。在此基础上,利用电力系统的有功功率与支路角之间、无功功率与节点电压幅值之间的仿射关系,建立了通过二次规划来求解优化潮流(OPF)的算法。文中最后在新英格兰10机39节点系统中演示了所提出算法的有效性。     

考虑无功控制特性的交直流电网双解耦潮流计算方法

直流换流站的无功控制策略直接影响交直流电网之间的无功功率交换和电压运行情况,而现有潮流计算方法由于忽略交直流电网之间的无功电压作用,导致计算结果的准确性较低。为此,提出一种考虑直流换流站无功控制特性的交直流电网双解耦潮流计算方法。首先对交直流系统进行功率解耦,交流系统潮流计算时将直流等效为恒功率节点,进而根据交流侧母线电压结果计算换流变压器的分接头;然后将交流系统潮流方程进行PQ解耦,建立包含直流无功控制策略、直流侧潮流方程以及交流系统无功功率约束的无功优化模型,采用内点法求解得到电网电压和直流控制变量的准确解;最后以4回直流接入下的江苏电网为例进行仿真计算,结果证明了所提算法的有效性。     

基于有功无功联合调整的动态潮流

提出了一种新型潮流算法,可同时考虑无功功率的区域平衡以及系统负荷变化所产生的净加速功率,并通过有功和无功的联合调整以获得更合理的潮流结果。计算过程取消了常规潮流算法定义的节点类型,使所有节点均参加有功和无功迭代,避免了人为确定节点类型对潮流分布的不良影响。最后通过IEEE30节点系统将所提算法与常规潮流算法、动态潮流算法进行了比较,结果表明所提算法能够改善系统的有功和无功功率分布。     

一种非迭代仿射算法的输电网区间潮流计算方法

当系统注入功率随机波动时,潮流分布也随之波动,但潮流方程的约束使得各变量之间存在一定的相关性。利用仿射运算能够有效克服这种相关性,为提高计算效率,采用非迭代算法,将区间潮流计算问题转为优化问题进行求解,分别建立线性规划、非线性规划和二次规划的优化模型,依次求解支路两端的相角差、节点电压幅值和相角以及支路有功功率和无功功率。9节点和57节点系统的仿真结果表明,所提算法得到的电压幅值和相角的区间结果与迭代算法基本相同,但支路区间功率要优于迭代算法,其时间复杂度近似为O(m3),能够快速有效地求解区间潮流问题,并且能够实现并行运算。     

基于规则的无功潮流调整方法

最优潮流虽可实现无功功率的合理分布，但需借助一定的目标函数并通过一定的优化方法才能求得，过程复杂，计算效率较低。常规潮流的计算效率虽可保证，但无功功率的分布结果过分依赖于PV节点和平衡节点的选取，人为性较大。针对这一问题，基于无功功率的区域平衡分析及与电气距离相关的无功功率分配因子的求取，提出无功功率的平衡规则及基于规则的无功潮流调整方法。此方法无功迭代过程的节点无功功率失配量依据无功平衡规则进行补偿，并在迭代过程的后期通过一定的交接规则平滑过渡到常规潮流，促使整个算法快速收敛。研究结果表明，所提方法能在满足节点电压和无功功率约束的前提下使系统的无功潮流得到合理调整，并取得就地平衡的效果。     

含分布式电源的三相不平衡配电网潮流计算

根据配电网三相不平衡的实际情况,为准确计算各种分布式电源(distributed generation,DG)并入配电网后的潮流问题,文章基于前推回代法,提出了可处理PV和PQ节点模型DG的三相不平衡潮流算法。按照配电网拓扑结构,利用支路分层技术,加快了潮流计算速度。在处理PV节点模型DG时,将电压正序分量幅值作为电压调节参数,计算电压正序分量幅值和额定电压幅值差,得到PV节点的无功补偿量,将DG由PV节点运行模型转换为PQ节点运行模型。IEEE 34节点系统算例结果验证了该算法的正确性。最后,通过分析DG对电压的调节和无功补偿能力,研究了不同类型DG对配电网电压的影响。     

一种含分布式发电系统的三相配电网潮流直接算法

提出一种基于道路矩阵的三相不平衡配电网潮流直接算法,该算法充分利用配电网络的结构特点,建立了节点电压与注入电流的关系矩阵,实现了潮流的直接计算。基于PV节点的特性,推导了PV节点网络的有功电流和无功电流关系,并提出了一种新的处理PV类型分布式发电的方法。将该方法引入到三相系统潮流计算中,保证了PV节点幅值为预设定值（假定无功功率没有越界）。6母线和69母线系统算例验证了该方法简单实用,潮流计算时间短和迭代次数少,具有很好的通用性。     

基于正序分量的含PV节点的三相配网潮流算法

随着分布式发电(distributed generators,DG)接入配电网,传统的配电网潮流算法难以满足分布式发电系统潮流计算的要求。针对这一情况,提出一种有效的三相不平衡配电网潮流直接算法,该算法充分利用配电网络的结构特点,基于回路分析法生成的道路矩阵,建立节点电压与注入电流之间的关系矩阵,从而实现配网潮流的直接计算。同时,基于PV节点正序电压幅值保持恒定的特性,提出一种新的处理PV类型DG的方法,该方法基于正序分量方法和道路矩阵,推导得到无功电流和补偿电压之间的关联公式,可非常简单地引入到三相不平衡配网潮流计算算法中,并保证PV节点有功功率和电压幅值为预设定值(假定无功功率没有越界)。通过6母线和69母线算例验证该方法的有效性和通用性。     

基于改进直流潮流算法的潮流计算收敛自动调整方法研究

为了获得潮流计算的收敛解,传统的方法是一次又一次地反复手动修改系统预设。随着电力系统规模的扩大和复杂性的提高,调度和规划人员获得收敛的潮流计算结果的难度进一步增大,因而有必要实现一种潮流计算收敛的自动调整方法。为此,提出了一种基于改进直流潮流算法的潮流计算收敛自动调整方法。根据高压电网潮流计算中有功无功弱耦合的特点,分别对有功无功进行调整,先调整有功功率,再调整无功功率。对于有功功率的调整,在改进直流潮流算法的基础上设计了局部有功平衡的量化指标。对于无功功率的调整,设计了虚拟无功网络和局部无功平衡的量化指标。使用智能优化算法或强化学习对有功和无功进行调整,以使得潮流恢复收敛。使用所提方法对IEEE 118节点系统和实际电网系统进行了潮流的自动恢复调整,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于最优潮流的含VSC-HVDC交直流系统最大输电能力计算

已有的交直流系统最大输电能力计算模型无法直接应用于含电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)的交直流系统的最大输电能力计算问题。文中提出了一种基于最优潮流的最大输电能力计算方法,通过将最优潮流模型拓展到系统的多种运行状态,从而能够准确反映N-1安全约束及N-1故障后VSC-HVDC的控制约束。为解决因考虑N-1安全约束导致的模型求解规模过大的问题,针对含VSC-HVDC的交直流系统的特点,进一步提出一种同时考虑故障对静态电压稳定性及支路传输容量越限影响的N-1故障筛选方法。为保证解的性能,在优化软件AMPL中调用COUENNE求解器对以上模型进行求解,能够同时给出最大输电能力和相应的VSCHVDC控制方式及参数整定值。通过修改的4节点系统、IEEE 118节点系统及辽宁省鞍山电网,验证了所提方法的有效性。     

基于简化预测—校正内点法的拟直流最优潮流

在大规模电力系统最优潮流的在线计算应用中,传统直流最优潮流算法虽然有着很高的计算效率,但是由于其完全忽略了电压和无功功率的影响,计算结果精度偏低。文中通过引入无功功率来修正有功功率平衡方程,提出了基于拟直流模型的最优潮流算法。为进一步提高计算效率,提出了一种简化预测—校正内点算法,该算法通过对最优潮流模型中不等式约束进行简化处理,形成只含上限约束的广义不等式约束,大大简化了程序的编写。通过对IEEE 30,118,300节点系统以及Polish 2 736,3 120节点系统的仿真测试,验证了算法的可行性和有效性。     

交直流输电系统潮流计算中换流器运行方式的转换策略

分析了多端直流输电系统和多馈入直流输电系统控制运行方式,提出了采用计算机进行控制方式转换的方法。在考虑各种控制方式的控制作用和转换条件的基础上计算交直流系统潮流。该方法用加入2条直流输电线路的IEEE 300节点算例系统和加入三端直流输电系统的IEEE 118节点算例系统进行测试,计算效果较好,能够处理运行条件改变导致的运行方式发生的转换。     

大规模电网运行方式调整潮流计算及病态诊断

调度和运行方式计算人员经常面临方式变化和调整,迫切需要自动诊断病态潮流并进行运行方式调整潮流计算。为此,文中提出一套工程实用的操作后不平衡功率分摊模拟、潮流数据检查、潮流初值给定、潮流求解病态特性自动识别、病态潮流自动调整的运行方式调整潮流计算方法。采用牛顿—拉夫逊迭代过程中电压幅值和相角衰减指标特性和大小识别病态特征,依据病态特征建立基于内点法最优潮流的病态潮流和无解潮流的自动调整模型,实现大电网运行方式调整潮流计算。采用所提方法对IEEE 14节点系统和实际系统数据进行了病态潮流诊断指标和特征确定及潮流自动调整,结果分析验证了该方法的正确性和有效性。     

并网大容量调相机对交直流电力系统无功电压灵敏度的影响

交直流电力系统的无功电压灵敏度是衡量交流子系统与直流子系统交互作用,指导无功优化控制的重要指标,新一代大容量调相机在我国特高压直流送受端的逐步推广,给现有的无功电压灵敏度计算方法带来了挑战。为此,基于交直流电力系统线性化潮流方程,提出不同类型节点间的无功电压灵敏度计算方法,分析PV节点无功电压灵敏度的物理意义。以EPRI 36节点系统为例,仿真结果验证了所提方法的正确性。     

多端直流架构的交直流混合配电网三相不平衡潮流计算

在配电网向交直流混合供电的方向发展的新形势下,提出一种能够计及交流三相不平衡的交直流配电网潮流计算方法。首先建立了电压源型换流器的三相稳态潮流模型,推导了换流器的三相潮流以及直流配电网潮流计算方程,并对不平衡系统进行了补偿。考虑了不同的控制方式及适用于配电网的多端直流控制策略,在此基础上,提出了适合配电网的三相不平衡交直流交替迭代潮流计算方法,该方法采用了模块化思想,不需要全局迭代,可以从交、直流侧任意方向开始潮流计算,自动修正越限变量并调用控制策略,实现了交直流潮流计算的解耦。最后,对修改的IEEE 37节点配电系统进行仿真计算,仿真结果证明了算法的有效性、快速性和准确性。     

计及不确定性的电力系统直流潮流的区间算法

考虑高压输电网络中的不确定性因素,采用区间分析方法来处理直流潮流计算中的不确定问题,提出了一种可应用于求解大规模输电系统的区间直流潮流算法。该算法考虑了节点注入有功功率的不确定性,采用区间高斯消去法求解区间线性方程组,得到母线电压相角和支路有功功率的上下限,即区间潮流方程的区间解。采用IEEE 30算例系统,将该算法的计算结果与蒙特卡罗仿真计算的结果相比较,验证了该算法的有效性和应用价值。     

含风力发电机组的配电网潮流计算

将每一台风力发电机组的有功出力视为风速的函数,将其无功出力视为有功功率和节点电压的函数,建立了基于异步发电机等值电路的风力发电机组P-Q(V)稳态模型,提出了确定并联电容器组初始安装容量、安装组数和实时投切组数的方法。将运用C 语言编制的程序嵌入已有的前推回推法潮流计算程序,实现了考虑风力发电机组的配电网潮流计算。采用改造后计及分布式电源的配电网潮流计算程序对33节点系统进行仿真计算,结果表明了该方法和程序的有效性和实用性。