一种快速的定雅可比潮流算法

完美地组合了电流注入型潮流算法和保留二阶项的快速潮流算法的优点,弥补了二者的不足之处,提出了一种快速的定雅可比潮流算法.该算法修正方程式的雅可比矩阵是通过对电流注入型潮流算法PQ节点的雅可比矩阵进行改造而得来的,是一个对称的常数雅可比矩阵.修正方程式的常数项是在保留潮流方程式非线性项的基础上进行简化改进而获得的,是一个非常简单的修正公式,在迭代过程中完全不需要进行节点电压的修正和节点功率的计算.这些处理,既保证了算法的收敛性,又大大提高了计算速度.详细论述了该算法的原理及用法.最后将它与牛顿法、定雅可比牛顿算法、PQ分解法、快速解耦法(FDLF)等潮流算法在多个算例上进行了收敛性能和收敛速度的比较,结果证明该算法收敛速度远大于牛顿法和定雅可比牛顿算法,收敛能力与定雅可比牛顿算法相当,算法适用能力比PQ分解法和快速解耦法强.     

电流型牛顿法潮流

提出了电流型牛顿法潮流的一般算法,该算法潮流方程基于节点电流平衡,雅可比矩阵与传统功率型牛顿法潮流相比,具有形式整齐、便于编程实现的特点.在处理PV节点时,引入PV节点无功注入功率作为状态变量,使得处理PV节点与PQ节点相互转化问题非常方便.算例表明,该方法与传统的功率型牛顿潮流具有相同的收敛性,是对牛顿法潮流理论的补充.     

电流型牛顿法潮流

提出了电流型牛顿法潮流的一般算法,该算法潮流方程基于节点电流平衡,雅可比矩阵与传统功率型牛顿法潮流相比,具有形式整齐、便于编程实现的特点。在处理PV节点时,引入PV节点无功注入功率作为状态变量,使得处理PV节点与PQ节点相互转化问题非常方便。算例表明,该方法与传统的功率型牛顿潮流具有相同的收敛性,是对牛顿法潮流理论的补充。     

电力系统快速牛顿法潮流计算

一、引言牛顿—拉夫逊法(简称牛顿法)是解非线性方程式的一个有效方法,在电力系统潮流计算中,它具有较好的收敛性。但是,由于在每次迭代时,都必须重新计算雅可比矩阵,并对雅可比矩阵再进行三角分解,显然这将占用大部分的计算时间;尽管它通常迭代6～7次就能收敛到非常精确的解,计算速度还是比较慢。     

高斯-快速解耦潮流算法

高斯法潮流计算中,PV节点转化为PQ节点易造成计算收敛缓慢,对此文中提出了应用快速解耦法处理网络中PV节点的方法。该方法应用传统高斯法处理PQ节点,利用高斯消元法消去网络中的PQ部分,得到了一个由PV节点和平衡节点组成的网络,然后用快速解耦法求解这个网络,从而实现了算法的快速收敛。该方法有恒定的雅可比矩阵、且内存占用量小、收敛可靠、计算速度快。     

含潮流控制器的改进节点附加注入法潮流计算

通过对常规节点附加注入法和常规牛顿法的剖析比较,得出了常规节点附加注入法收敛性存在问题的主要原因在于等效附加注入项处理得不够全面。在此基础上,提出了改进的节点附加注入法,该方法在潮流方程的节点功率不平衡量中引入新的修正项,使潮流的收敛性得到改善。另外,针对常规节点附加注入PQ分解法的线性收敛特性,应用斯梯芬算法或埃特金δ2加速收敛手续对其进行加速处理,使算法的收敛性在一定程度上也得到了进一步改善,并使计算效率得到比较明显的提高。算例分析结果说明了上述两种方法的良好效果。     

含潮流控制器的改进节点附加注入法潮流计算

通过对常规节点附加注入法和常规牛顿法的剖析比较,得出了常规节点附加注入法收敛性存在问题的主要原因在于等效附加注入项处理得不够全面.在此基础上,提出了改进的节点附加注入法,该方法在潮流方程的节点功率不平衡量中引入新的修正项,使潮流的收敛性得到改善.另外,针对常规节点附加注入PQ分解法的线性收敛特性,应用斯梯芬算法或埃特金δ2加速收敛手续对其进行加速处理,使算法的收敛性在一定程度上也得到了进一步改善,并使计算效率得到比较明显的提高.算例分析结果说明了上述两种方法的良好效果.     

具有指数收敛速度的电力系统全分布式潮流算法

为了满足互联电力系统潮流计算对数据隐私的需求,提出了一种全分布式潮流算法。该方法由内环迭代与外环迭代组成,外环迭代基于牛顿-拉夫逊法计算雅可比矩阵,内环迭代采用全分布式算法在互联电网各分区分别求解各自的潮流修正方程。该方法不需要协调层对分布式计算进行分解协调,各分区仅需要与邻居分区交换潮流方程修正量的信息,外环迭代收敛特性与全局潮流相同,内环迭代保证收敛且具有指数收敛速度。通过IEEE39节点和118节点算例的测试表明,该方法具有较高的收敛性,适合于没有协调层的分布式潮流计算。     

电流注入模型的电力系统潮流计算

对基于电流注入模型的牛顿法和定雅可比潮流算法进行了研究,并将这两种方法混合起来,得到混合潮流计算方法,对比分析了表明,基于电流注入模型的潮流算法比一般模型的潮流算法在计算速度上和收敛性上优越,混合潮流算法的效果为最佳。     

牛顿法潮流计算的高效综合稀疏技术

提出了一种快速实现潮流计算的牛顿法综合潮流稀疏技术。雅可比矩阵的节点分块结构能有效提高矩阵的形成、修正与线性方程组求解效率。基于此创建了一种由十字链表层和二叉链表层构成的二层链表结构,十字链表层存储雅可比矩阵,二叉链表层存储节点导纳矩阵,两者之间的对应元素通过指针直接关联。在雅可比矩阵形成与修正过程中,通过两层链表之间的关联结构可直接从二叉链表层中提取导纳信息形成或修正十字链表层中的雅可比矩阵,避免消元操作引入的注入元对原始雅可比矩阵结构的破坏所带来的影响。十字链表层可直接应用于分块雅可比线性方程组求解操作,同时,通过保留链表结构等措施进一步提高线性方程组求解速度。通过IEEE57到波兰2746节点等5个网络的潮流计算表明:所提出的潮流综合稀疏技术相对于流行的稀疏技术,效率优势明显。     

一种新的含UPFC的电力系统潮流算法

提出了一种新的UPFC功率注入模型。基于该模型,推导了含UPFC的电网潮流方程,提出了一种新的算法来求解含UPFC的电网潮流问题。该算法基于快速解偶法(FDLF),包含了两个交替迭代过程,继承了快速解偶法的基本特性,雅可比矩阵在迭代过程中保持对称、定常。此外,采用该潮流计算模型可以直接方便地得到UPFC控制变量的较佳初始条件,有利于算法的收敛。通过实例的计算和比较,最后验证了算法的可靠、快速和准确。     

基于松弛牛顿法的配电网潮流计算方法

配电网潮流的分析计算是配电自动化系统中的一项最基本的高级应用功能。将矩阵求逆运算的松弛方法应用于配电网的潮流计算,并利用矩阵分裂法,导出了一种新的配电网潮流计算算法。导出的算法具有通用性,既可用于放射形配电网,又适用于含有环网的一般配电网络。算法的求解过程简单、快捷,无需直接形成和计算雅可比矩阵、无需三角因子分解等过程,直接由前代/回代或回代/前代过程就能完成。以一个实际的中等规模配电系统为例,测试、分析和比较了算法的收敛性和计算速度,证实了所提算法的有效性。     

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。     

改进的带二阶项配电网快速潮流算法

在简要分析已有配电网潮流算法的基础上,提出了一种改进的带二阶项的快速潮流算法.该算法应用矩阵分块求逆方法对阶数较高的雅可比阵求逆计算进行了改进,使阶数较高的雅可比阵的求逆变为阶数较低的四个阵的求逆.在充分发挥带二阶项的快速潮流算法收敛性好的基础上,提高了计算速度,适用于各种复杂的配电网络,并基于该算法开发了配电网潮流计算软件.27节点和33节点算例计算结果表明,该方法具有良好的收敛性,能很好地处理配电网重构,具有较高的计算速度.     

具有PV节点的配电网常Jacobian矩阵潮流算法的分析比较

随着配电网实时监控要求的不断提高,有必要寻找一种既能建立常Jacobian系数矩阵以提升其收敛速度,又能满足病态条件下方程有解而不至于发散的潮流计算方法。该文基于牛顿-拉夫逊法的极坐标形式,从复功率方程出发,忽略功率方程迭代过程中影响相对较小的负荷功率,把PV节点电压的实部、虚部线性拟和为幅值,建立了完全常数项的Jacobian矩阵。对常Jacobian矩阵的适应性进行了详细的论证且得到了实际算例证实,证明本算法提高了计算效率并显著降低了内存需求;该算法无须解耦,不受R/X数值大小的影响,具有出色的收敛性     

基于二级分裂迭代法的配电网潮流计算方法

二级多重分裂迭代法是一类新的求解大规模稀疏线性代数方程组的有效并行计算方法.文中简单介绍了二级多重分裂迭代法,并结合配电网潮流计算从数学和物理意义上对内分裂、外分裂方法进行描述,继而导出基于二级分裂迭代法的配电网潮流计算方法.作为算例,利用导出的算法对IEEE 32节点系统和一个实际的较大规模配电系统进行了潮流分析计算,并对算法性能进行了分析和比较.研究工作的主要目的是将二级多重分裂迭代法这一新方法引入电力系统的分析计算,并对算法进行一个基本的评估.     

一种基于回路电流法的有源配电网潮流算法

提出一种基于回路电流法的主动配电网三相潮流算法,并提出风机等多种分布式电源在该算法中的计算模型。首先建立配电网络对应的图,然后将基本回路电流、变压器原边支路电压、非恒阻抗负荷支路电压、分布式电源支路电压、异步电机正序负序电压、转差率作为未知量,列写回路KVL方程、变压器原副边电流方程、负荷功率平衡方程以及分布式电源相关方程,推导Jacobian矩阵,并利用牛顿法求解方程。该方法不需要PV节点转化为PQ节点的过程,也不需要将环路解列及复杂的节点编号,没有对Jacobian矩阵进行简化和近似,具有二阶收敛性。算例表明,所提方法计算速度快,能够处理所有常见的分布式电源,具有较强环路处理能力,且比前推回推法有更好的收敛性。     

极坐标形式的电流注入型潮流算法

在直角坐标形式电流注入型潮流算法的基础上 ,结合电力系统的实际 ,推导出了极坐标形式的电流注入型潮流算法。这种方法保持了直角坐标系下电流注入型潮流算法在计算速度和收敛性方面的优点 ,同时也适合于电力系统中其它更依赖于极坐标系的场合     

基于直流潮流的网损微增率算法

介绍了一种基于直流潮流的网损微增率新算法直流雅可比矩阵法，该方法以直流潮流为基础，引入虚拟网损负荷变量并构造出带有松弛负荷变量的有功不平衡方程雅的可比矩阵，在解潮流过程中只需求解n阶矩阵的转置矩阵，即可获得各个节点的网损微增率。算例表明，直流雅可比矩阵法在计算速度和优化结果等方面都具有很大的优越性。     

基于牛顿法的配电网络Zbus潮流计算方法

根据配电网的特点,在比较各类算法的基础上提出了一种新的基于牛顿法的配电网潮流算法。该算法从Zbus算法出发,对网络方程进行虚实部分解,形成的雅可比矩阵与节点导纳矩阵有极大的相似性,迭代中雅可比矩阵仅有少部分对角元素需要修改。算法通过修改雅可比矩阵元素来处理PV节点,还能够处理几种不同类型的负荷模型。理论分析和计算表明该算法性能优良,是配电网络潮流分析的有效方法。