改进连续潮流计算鲁棒性的策略研究

在大量数值经验的基础上,从数值现象上区分了连续潮流计算失败的2种现象：临界点失败和非临界点失败.继而从理论上分析了出现这2种现象的原因：造成临界点失败的原因是对于某些具有强烈局部性质的电压失稳情形,采用全局性参数化方法无法克服临界点雅可比矩阵奇异;造成非临界点失败的原因是参数化使得原系统中的非奇异点变为系统扩展雅可比矩阵的奇异点.该文提出采用局部参数化方法取代弧长或拟弧长等全局性参数化方法来避免临界点失败,并采用参数受迫变换策略来克服非临界点失败.对一个实际系统的数值计算表明,该文所提的提高连续潮流计算鲁棒性的策略是有效的.     

极限诱导分岔最小负荷裕度计算方法

由于极限诱导分岔点处的潮流雅可比矩阵非奇异,因此电压稳定裕度对参数灵敏度的计算存在困难。对此,采用分岔点处参数灵敏度计算的新方法,只需求解一个左端系数阵为扩展潮流雅可比矩阵的线性方程组,进而提出了包含极限诱导分岔点在内的静态电压稳定最小负荷裕度计算方法。该方法结合负荷增长模式及其波动形式,建立了连续潮流模型和求取最小负荷裕度的优化模型。IEEE 118节点系统的仿真算例验证了所述方法的简单有效性。     

一种电力系统最小负荷功率裕度的快速求取方法

本文以雅可比矩阵零奇异值对应的左奇异向量为负荷增长方向,从系统初始运行点出发,用改进连续潮流法搜索此方向上的电压崩溃点,再以该崩溃点雅可比矩阵零奇异值对应的左奇异向量作为新的负荷增长方向重新计算,直到负荷增长方向与崩溃点处崩溃点曲面的法线方向重合为止,从而得出了一种最危险的负荷增长方式和最小负荷功率裕度的快速求解方法,IEEE14节点系统实例计算验证了该方法的可行性。     

电压稳定分析的改进连续潮流法

由于潮流雅可比矩阵在临界点处奇异,临界点附近病态,连续潮流计算在临界点附近的收敛性无法得到有效保证。为克服该缺点,对局部参数连续法作了一定的改进,改进后的算法能够有效保证连续潮流计算在临界点及其附近的收敛性。与CPFLOW程序的比较结果证明了该方法的正确性和有效性。     

基于潮流雅可比行列式的静态电压稳定分析

静态电压稳定分析是电力系统稳定性分析的重要组成部分。根据潮流雅可比矩阵在静态电压稳定临界点处的奇异性,采用使潮流雅可比行列式等于零的方式描述该特性,基于此进行静态电压稳定分析。构造可直接求解静态电压稳定临界点的方程,提出一种统一求解算法,进而针对统一求解需多次计算潮流雅可比行列式的不足,结合牛顿-拉夫逊法、正割法和二分法提出一种分解求解算法。然后,利用潮流雅可比行列式,并结合线路负载率和故障率,提出可用于关键线路辨识的静态电压稳定指标。在算例部分通过不同规模电力系统将所提静态电压稳定临界点计算方法与现有方法对比分析,总结不同方法的特点和适用场景,并利用所提静态电压稳定指标分析IEEE 39节点系统的关键线路,验证所提指标的合理性。     

电压崩溃临界点计算的改进零特征根法

为克服潮流雅可比矩阵在临界点处的奇异,零特征根法一般需对负荷水平λ作适当变换方可保证算法的收敛２性,但这又使雅可比矩阵原有的稀疏性遭到不同程度的破坏,为此提出一种新参数变换方法,并利用算法的设计技术,较好地保持了雅可比矩耻原有的稀疏性。与连续潮流法及非线性规划法的比较结果证明了该方法的正确性和有效性     

基于AQ节点的电力系统静态电压稳定裕度计算方法

为解决电力系统静态电压稳定极限点附近雅克比矩阵奇异、牛拉法潮流不收敛的问题,提出了一种基于AQ节点的静态电压稳定裕度计算方法。首先在两节点系统中推导了AQ节点的特性,该节点电压相角和无功为已知量,省略了其有功潮流方程,将AQ节点和平衡节点的相角差作为衡量负荷变化的依据。然后研究了含AQ节点系统的潮流计算方法,并应用于静态电压稳定性分析,将雅克比矩阵J映射为AQ节点法中的修正雅克比矩阵JAQ,引起矩阵奇异点在静态电压稳定临界点处的"偏移",完全消除了雅克比矩阵在系统静态电压稳定临界点处的奇异性。该方法具有比传统连续潮流法更好的收敛性,计算方法更简、速度更快,能高效、准确计算电网静态电压稳定裕度。太原市220kV实际电网和IEEE118节点标准算例的仿真结果证明了所提方法的有效性和实用性。     

在线电压稳定分析中快速连续潮流的应用

在线电压稳定分析中,快速连续潮流作为一个重要的分析手段发挥着核心的作用。连续法通过增加一维参数化方程,消除了在功率极限点附近的雅可比矩阵奇异的现象,能够精确地计算到临界点。在通过对参数化方程比较的基础上,采用不同的控制参数,应用负荷型连续潮流、故障型连续潮流、支路型连续潮流,得到三种不同的肌曲线,分析了它们在在线静态电压稳定分析中的应用。通过IEEE300节点系统的算例验证了这几种方法的正确性以及在实际应用中的可行性。     

基于现代内点理论的电压稳定临界点算法

提出了一种基于现代内点理论的电压稳定临界点新算法。该算法引入了参数化潮流方程，避免了临界点附近雅可比矩阵奇异带来的病态，能精确地确定电压稳定临界点。该法采用了新颖的数据结构，使修正方程系数矩阵具有与节点导纳矩阵相同的结构，该方法在方便编程的同时，一定程度上减少了注入元的产生并减少了计算量，加快了计算速度。经标准的IEEE57系统118系统及广西220-500kV实际电力系统的仿真计算，验证了所提算法的有效性。     

在线电压稳定分析中快速连续潮流的应用

在线电压稳定分析中,快速连续潮流作为一个重要的分析手段发挥着核心的作用.连续法通过增加一维参数化方程,消除了在功率极限点附近的雅可比矩阵奇异的现象,能够精确地计算到临界点:在通过对参数化方程比较的基础上,采用不同的控制参数,应用负荷型连续潮流、故障型连续潮流、支路型连续潮流,得到三种不同的λV曲线,分析了它们在在线静态电压稳定分析中的应用.通过IEEE300节点系统的算例验证了这几种方法的正确性以及在实际应用中的可行性.     

Calculation of critical loading condition with nose curve usinghomotopy continuation method

A new method is presented for calculating the nose curves and critical loading conditions of power systems. The nose curve (PV curve), which donates the relationship between total load and system voltages, is calculated by a new approach based on the homotopy continuation method. The critical loading condition, which might be called the bifurcation point, is also calculated precisely as the final point of the nose curve. This method does not require an exhausting cut-and-try process or a rough-approximation process. It is based on the conventional Newton-Raphson load flow calculation, but it overcomes the numerical difficulties associated with the singularity of the Jacobian matrix. The results of applying the proposed method to the IEEE 118-bus system and to other large practical systems (e.g., a 496-bus system) verify its robustness and feasibility     

电力系统无功优化线性规划问题中线性步长的动态调整策略

提出了一种电力系统无功优化线性规划问题中线性步长的动态调整策略。利用潮流雅可比矩阵直接变换求取灵敏度系数矩阵,并引入信赖域思想,建立了基于信赖域的无功优化新模型,采用原?对偶内点法直接求解。IEEE14节点、30节点、57节点系统的计算结果表明,该算法能有效解决无功优化线性步长的选择问题,同时在初始点的选择上不要求从内点启动,迭代收敛次数稳定,可用于电力系统无功优化的实用化计算。     

含非正态分布概率潮流计算的改进型两点估计法

采用两点估计法进行考虑不确定性电力系统的概率潮流计算时容易产生较大的误差。提出一种可用于计算含服从非正态分布负荷的概率潮流问题的改进型两点估计法。该方法通过增加均一概率的估计点进行额外计算,不需要进行正态变换和估计高阶矩,其计算精度高于两点估计法。采用含服从非正态分布负荷的5节点系统和IEEE 14节点系统作为算例,与蒙特卡洛仿真的结果比较验证了提出的改进型两点估计法的准确性。     

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。     

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。     

连续潮流参数选择及步长控制的分析与改进

从算法原理及数值计算规律角度,分析了连续潮流(CPF)含参数方程解曲线在转折点附近校正过程中迭代不收敛的原因.由此,在预测切向量规格化基础上,提出改进局部参数化方法的参数选择策略,以减少局部参数化方法在校正过程中不收敛的可能性,从而提高CPF计算的鲁棒性.针对变步长算法在实际工程应用中遇到的初始参数需经试算才能确定的问...     

对分布式潮流协调计算收敛机理的一种新分析

异步迭代模式下的分布式潮流分解协调计算外层迭代格式的构造取决于对分解协调计算收敛机理的分析和认识。将基于同心松弛概念的池塘理论加以扩展,用来分析边界等值注入误差在潮流计算中对各节点产生的影响。在此思路下提出了4个铺垫引论,据其对分解协调算法的收敛机理从同心松弛概念这一新角度做出了理论分析,并在此基础上提出了确定协调计算合并参数的新方法——直接选取法,再将其和原有方法进行了比较讨论,给出了已有的对收敛机理理论解释之间的联系。IEEE9、39、118节点系统上进行的数值仿真实验验证了本文的分析以及直接选取法的优点。     

全局输配电网电压稳定故障筛选与排序的分布式计算方法

随着传统配电网向含大量分布式电源的主动配电网转变,输电网、配电网电压稳定评估已不再适宜各自独立计算。基于输电网、配电网分属于不同控制中心调控,提出一种全局输配电网电压稳定故障筛选与排序的分布式计算方法。该方法分为两阶段：阶段1中采用输配电网主从分裂分布式潮流工具在系统要求最小负荷裕度值的工况下进行各预想故障的潮流计算,采用最优乘子法筛选出潮流不可解的严重故障;阶段2中采用基于输配电网分布式连续潮流的步长加速二次曲线拟合方法计算严重故障的负荷裕度并进行排序。由1个IEEE 118节点输电网和2个IEEE 33节点配电网组成的全局输配系统的仿真算例表明所提方法能够快速可靠地实现全局输配电网电压稳定故障筛选与排序。     

基于电压稳定及FACTS配置的输电能力的研究

输电能力是电网技术的重要指标,也是反映电网输电容量的市场信号。介绍了考虑电压稳定性后,采用线路电压稳定指标快速筛选出严重预想事故集,并用连续潮流法计算输电能力;同时叙述了采用临界状态下线路电压稳定指标来评估FACTS配置安装地点对输电能力的影响,以快速捕获最佳安装位置。通过IEEE5节点和IEEE30节点标准系统验证了此方法的有效性。     

基于多级高阶辛Runge-Kutta方法的暂态稳定性并行计算方法

将 级 阶的辛Runnge-Kutta方法用于电力系统暂态稳定性计算,利用矩阵分裂技巧以及矩阵求逆运算的松弛方法,导出了一种新的暂态稳定性并行计算方法,具有较好的时间并行特性和超线性收敛性。利用IEEE 145节点系统,对导出的并行算法进行了仿真测试和评估。仿真测试结果表明,所提出的并行算法具有很好的收敛性,有效地解决了时间并行度与收敛性之间的矛盾,可以获得较高的加速比和很好的并行计算效率。