增补P′Q节点直接计算电压崩溃点的潮流方法

为实现静态电压稳定边界的快速准确计算,提出一种直接求取电压崩溃点的算法。该算法在负荷节点上以小阻抗增补一个P’Q节点,增补节点的功率极限相当于负荷节点的电压稳定裕度。P’Q节点定义为已知节点有功功率对电压幅值的全导数P’及无功功率Q的节点。由此,可利用崩溃点处有功功率对电压幅值全导数为零的特点形成方程对该点进行直接求解。方法避免了连续潮流(continuous power flow,CPF)的多次潮流计算,在崩溃点附近具有二阶收敛特性。其系数矩阵的求取可复用已得到的雅可比矩阵因子表,能够有效地降低计算量。通过对简单系统进行对比分析证明了算法的有效性,最后给出了算法在IEEE118节点系统中的应用示例。     

基于交流电路运行特性的电压稳定裕度指标

在分析交流电路临界电压崩溃特性的基础上,确定了交流电路支路临界电压崩溃的边界,提出了基于交流电路运行特性计算电压稳定裕度指标的方法。算例表明所提算法有效规避了在接近崩溃点附近潮流收敛困难的问题。     

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。     

电力市场环境下的电压稳定分析

传统垄断结构下电力输电系统的设计和运行原则之一是运行点不常接近安全边界。然而在新的开放电力市场环境下，电力市场的运行点倾向于越来越接近于安全边界；在这一环境下，如果无功功率支持不足，就可能出现电压失稳，电力市场为电压稳定分析带来了许多新的问题和挑战。为此分析了现有的电压稳定分析方法的机理，以及电力市场环境下的电压稳定分析遇到的新问题以及分析方法。     

一种计算电压稳定边界的两阶段潮流方法

提出一种具有解析性质且能近似用于描述系统电压稳定性的特征指标,基于该指标提出一种计算电压稳定边界的两阶段混合潮流方法。在阶段1中,利用二分法原理确定重复潮流计算过程中的功率增长步长,快速求出系统的近似电压稳定边界;在阶段2中,采用连续潮流技术对电压稳定边界进行精确计算;在整个计算过程中,利用提出的特征指标识别系统是否已经接近于极限运行状态,进而判别何时进行阶段1和阶段2的更换。仿真结果表明,所提方法可以减少潮流计算的次数,从而提高电压稳定边界的计算速度。     

基于扩展潮流模型的电力系统电压稳定分析

提出一种追踪系统PV曲线并判断其电压崩溃类型的改进算法。它采用扩展潮流模型，应用连续潮流方法。给出新的发电机电流极限约束的直接处理算法，解决了计及发电机电流约束时，潮流难于收敛和不易精确求出电压崩溃点的问题；对不易精确求得的极限诱导分岔点，通过在连续潮流法的校正步骤中将关键的极限约束方程作为附加方程来快速而精确地求解。New-England 39节点系统和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的有效性和合理性。     

交直流系统发电机故障电压稳定评估快速算法

高压直流输电给电力系统电压稳定的研究带来了新的挑战,适合于在线电压稳定评估的快速算法的开发显得尤为重要。针对发电机故障情况下采用线性灵敏度快速算法进行交直流系统电压稳定评估。在直流系统典型控制方式下,应用内点法求取故障前崩溃点处的负荷裕度,在崩溃点处将潮流方程线性化,快速求取除平衡节点发电机以外所有可能发电机故障情况时的负荷裕度。通过对IEEE30节点系统进行仿真证明该算法的可行性。     

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。     

交直流系统发电机故障电压稳定评估快速算法

高压直流输电给电力系统电压稳定的研究带来了新的挑战,适合于在线电压稳定评估的快速算法的开发显得尤为重要.针对发电机故障情况下采用线性灵敏度快速算法进行交直流系统电压稳定评估.在直流系统典型控制方式下,应用内点法求取故障前崩溃点处的负荷裕度,在崩溃点处将潮流方程线性化,快速求取除平衡节点发电机以外所有可能发电机故障情况时的负荷裕度.通过对IEEE30节点系统进行仿真证明该算法的可行性.     

考虑电压稳定性约束的输电能力综合计算

在分析原-对偶内点法和连续性潮流方法计算系统输电能力各自优缺点的基础上．将两者结合,提出了一种系统输电能力的综合计算方法。该方法用原-对偶内点法优化得到的发电机出力值为连续性潮流方法提供最优的发电机出力方向。并用连续性潮流追踪系统从初始运行点到电压崩溃点的过程中各离散事件的变化过程,控制其向最优值靠近,从而提高系统的输电能力。对IEEE-14,30,118节点的算例做了测试,试验证明,该算法既能获得更大的输电能力,又能模拟系统实际运行状况,是常规的连续性潮流方法的完善。     

Direct calculation of voltage-stability limit of electric power systems

On-line monitoring of voltage-stability conditions is a new requirement for the energy management systems of the electric power industry. Preferred by the utility engineers and dispatchers is an index which represents explicitly the margins to a voltage-stability limit (collapse point) expressed in a physical unit ordinarily used. For example, such indices are the system load and voltage-voltage-stability-margins (SVVSM) between the present operating point and a voltage collapse point. However, long computer time is required to calculate accurately the voltage collapse point by the conventional method because many multiple load-flow solutions are required. This paper presents a new algorithm to calculate directly, exactly, and rapidly the voltage-stability limit. The algorithm uses the load-flow equations and the explicit expressions of the voltage collapse root conditions are expressed as dR/dV = 0, where R is active or reactive power node injection, and modifying the conventional N-R load-flow program, and is not affected numerically by singular Jacobians. The proposed algorithm is verified through calculating the voltage stability limit of a 176-node power system.     

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。     

A new approach for estimating voltage collapse point based on quadratic approximation of PV-curves

The MW-distance to voltage collapse is a good indicator of voltage stability at a given operating condition in power systems. This indicator is determined using PV-curves obtained through continuation power flow (CPF) program. The CPF method performs several power flow runs requiring a large amount of computing time. This method is reliable for off-line voltage stability studies, but not very much suitable for real-time operation of today's stressed power systems. Given that, it is essential for system operators to have quick information about voltage stability, a new method is needed for a fast estimation of voltage collapse point. This is the main thrust of the presented paper. It is well known that PV-curves are approximately quadratic functions and become exactly quadratic in close neighborhood of the collapse point. Some authors used this fact and suggested methods that use two to three power flow solutions for a relatively quick, but approximate, calculation of the collapse point. The present paper, also based on quadratic approach, proposes a new method for the determination of voltage collapse that uses only one power flow solution and gives more accurate estimate of the collapse point when compared with other existing methods. Another advantage of the presented method is that the estimation becomes more accurate for stressed power systems. In addition, application of the presented method for performing the top/stable portion of the PV-curves provides an effective step-size that reduces the number of power flow runs. The method is tested using the New England 39-bus and the IEEE 300-bus test systems. The results confirm the effectiveness of the presented method.     

一种计算静态电压崩溃裕度的简化实用方法

通过对基于潮流方程的计算电力系统电压崩溃裕度的扩展雅可比矩阵的迭代法,潮流方程二阶非线性特性的计入,最优乘子的引入,利用潮流多解特性引出的近似算法和入进近似算法这几种计算方法的分析比较,提出了一种计算电力系统稳态电夺崩溃裕度的简化实用的计算方法,该方法的基本思路为用改进近似计算方法计算静态电压崩溃裕度的近似值,以此近似值作为扩展雅可比矩阵的迭代法的初值,然而用计入潮流方程二阶非线性特性和引入最优乘     

计算最近电压崩溃临界点的实用算法

提出了一种计算最近电压崩溃临界点的实用算法。首先利用直角坐标系下潮流方程的二次性及潮流高低电压解的中点处雅可比矩阵奇异的性质,近似计算最近电压崩溃临界点并将其作为迭代的初值。然后采用牛顿-拉夫逊法直接对最近电压崩溃临界点模型所构成的非线性方程组进行迭代求解。最后通过数字仿真验证了该方法计算精度高,在计算用时上较“主从”迭代算法具有明显的优势。     

Voltage security evaluation based on perturbation method

This paper proposes a new algorithm for estimating voltage security margin. The algorithm is based on the perturbation method and has significant computational efficiency. The proposed algorithm can be used for on-line voltage security evaluation. It has been validated using IEEE-14, IEEE-30 and IEEE-57 bus systems. Results from the tests show higher efficiency and smaller error margins compared to continuation power flow (CPF) method.Voltage collapse is a serious threat to the security of stressed power systems; therefore, voltage security (VS) has become a major challenge for management of power systems. The motivation for this research is a direct consequence of the deregulation of electricity industries and markets worldwide.     

基于交流电路的临界电压崩溃特性分析

针对电力系统电压崩溃问题,在简单电路的基础上,用更直观的方法对电压稳定性问题加以分析。分析交流电路的临界电压崩溃运行点,在求解交流电路的方程组过程中,采用了几何分析方法。分析得出在不同运行点情况下临界电压崩溃潮流的电流电压特性。通过分析不计电阻的交流电路临界电压崩溃时的负荷特性、电压特性,指出交流电路的工作域和崩溃域。同时分析指出,在电力系统的工作域中,交流电路的功率输送特性必须与负荷的功率特性相容。     

电力系统电压崩溃临界状态的近似算法

利用潮流方程的多解特性，用一个新的近似变量组成了一个新的Jacobian矩阵，间接地避免 了潮流方程的Jacobian矩阵在临界点奇异而带来的不收敛问题；提出了快速计算电压崩溃临 界状态的近似算法，为计算电压崩溃的临界运行状态及其裕度提供了一种快速计算方法。