基于动态潮流方程的连续潮流模型与方法

连续潮流法(continuation power flow,CPF)是静态电压稳定分析的一个基本工具。针对常规连续潮流法在处理不平衡功率上的不足,建立基于动态潮流方程的连续潮流模型,称之为动态连续潮流模型(dynamic continuation power flow,DCPF)。作为一种系统化的方法,DCPF合理地分配了系统不平衡功率,解决了常规连续潮流计算结果依赖于平衡节点选择的问题,提高了电压稳定评估的精度。IEEE-39节点和实际省级电网的算例结果表明:动态连续潮流模型计算结果不依赖于平衡节点的选择,计算速度可满足在线运行的需要。     

电力系统动态元件特性对电压稳定极限的影响

电力系统电压稳定性问题本质上属于动态问题,因此分析电压稳定问题必须考虑系统中主要动态元件的特征,文章以简单系统为例通过分析与计算研究了负荷,发电机及其调节系统等动态元件特性对小干扰电压稳定极限的重要影响,说明了基于常规潮流雅可比矩阵奇异性和Ｐ－Ｖ曲线拐点等电压稳定静态分析方法的不严格性。     

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。     

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。     

潮流计算中的PIf节点

本文作者将潮流计算中那些励磁电流越限的发电机节点定义为ＰＩｆ节点，分别建立了在极坐标和直角坐标下ＰＩｆ节点的模型。ＰＩｆ节点可以较真实地模拟发电机在低电压运行条件下的无功出力行为，它可以应用于电力系统安全分析、电力系统规划和电压稳定计算等方面。用包含ＰＩｆ节点功能的潮流程序对浙江电网进行了计算，其结果与传统的方法进行了比较。     

基于扩展潮流模型的电力系统电压稳定分析

提出了一种用于电力系统电压稳定分析的扩展潮流模型并用连续潮流法求解。这个模型的突出优点在于它不但包括了关键动态设备的运行特性，而且在稳态条件下还可以转化为求解代数微分方程的问题，它为电压稳定裕度计算中设备运行特性的描述提供了一种精确的表示方法。试验系统仿真结果表明该模型的有效性和合理性。     

基于Matlab的动态潮流研究

电力系统潮流计算是电力系统分析中的最基本的一种计算,但是在电网各种运行方式中,节点注入功率的改变特别是节点注入停运将使系统节点有功、无功注入发生较大的变化,会使系统功率出现严重不平衡,从而使以往的潮流计算方法在这种情况下往往会出现收敛性差、计算结果与实际不符的情况。基于此,本文在Matlab运行环境下采用P-Q分解法与最优控制理论相结合进行动态潮流计算,克服了常规潮流算法中由平衡节点独自承担不平衡功率而导致潮流收敛性差、结果和实际不符的情况,并且与常规的动态潮流计算相比,提高了运行速度与准确率。     

静态电压稳定性分析模型的理论基础

严格证明了静态和小扰动电压稳定极限只决定于系统组成元件的稳态特性,与系统的暂态无关。在考虑实际动态过程中各种元件稳态特性的变化相应修正常规潮流雅可比矩阵后,求得的静态电压稳定极限和小扰动动态分析得到的电压稳定极限完全相同;从而说明可以利用计算量小的静态电压稳定分析方法研究大规模电力系统的电压主稳定性。最后以ＳＶＣ为例说明了建立考虑系统动态元件特性的静态电压稳定分析模型的方法。     

交直流电力系统概率潮流计算

基于概率理论的解析法,提出了包含直流系统的概率潮流模型。以节点注入功率和PV节点电压运行曲线构成系统的多运行方式,并计及节点注入之间的相关性,对交直流电力系统进行概率潮流计算,获得了节点电压及直流系统变量的均值和协方差。由随机变量数字特征的基本性质和交流系统概率潮流计算的原理,在直角坐标系下推导了不同直流控制方式的交直流概率潮流算式。以整流器定电流控制、逆变器定电压控制为例,在改造后的新英格兰39节点系统上计算了节点电压及换流器各角度的均值和标准差,分析结果表明了所提算法的有效性。     

计及发电机励磁调差系数的潮流计算方法分析

研究了发电机励磁调差系数与无功功率的关系,以及计及发电机励磁调差系数的潮流计算模型。该模型摒弃了传统潮流中将发电机节点设为PV节点的假设,而将发电机节点的电压看成随无功功率而变化的变量。以IEEE14、IEEE30、IEEE118节点和某省实际电网等不同规模的电力系统为算例,并与传统潮流对比,结果表明该算法不仅对小规模电力系统具有很好的收敛性,对大规模电力系统也具有良好的收敛性。本文方法可使潮流计算结果更加准确,无功功率在发电机之间的分配更加合理,并且在维持电压稳定、降低系统网损方面具有优越性。     

计及负荷特性的电压稳定安全指标快速计算

本文提出了计算电力系统电压稳定安全指标的新算法，该算法计及了负荷特性的影响，采用参数随运行状态变化的负荷模型，以负荷中动态荷部分的有功功率最大作为临界点判据，并在网络求解中负荷采用导纳模型来克服临界点附近潮流收敛的困难。本文还给出了７节点系统和３１节点系统的算例。     

计及电压与无功功率的直流潮流算法

直流潮流算法在电力系统中应用广泛,但目前的直流潮流算法大多无法准确计算节点电压幅值和支路无功潮流。因此,文中基于经典直流潮流算法,考虑无功功率方程,提出了一种计及电压与无功功率的直流潮流算法,可在保留直流潮流算法线性与快速性的前提下,实现节点电压幅值与无功潮流的近似求解。对IEEE 118节点系统、Polish 3012节点系统和国内实际大系统的仿真验证表明,所提出的改进直流潮算法能够精确、快速地求解系统中的节点电压幅值与无功潮流。     

基于近似连续潮流的在线电压稳定分析

提出近似连续潮流算法以实现电压稳定的在线监视,该算法由预测算法和校正算法2部分组成。其中,预测算法线性化潮流方程,并以一个切线预报来预测其下一个步长状态变量的数值;校正算法则将预测值代入潮流方程,进而求得负荷的计算增长方向。为了减小负荷增长方向和计算增长方向的偏差,每一个步长的预测计算均回到负荷增长的调整方向,并依次反复迭代,直到负荷增长方向与计算增长方向的夹角大于给定值,此时表明潮流方程的线性程度显著恶化,从而得到负荷裕度的近似值。进一步给出了近似连续潮流算法为连续潮流算法线性近似的严格数学证明。该算法不存在潮流方程的收敛问题,计算速度快,所求得的电压稳定指标线性程度好,物理意义明确。IEEE39节点的算例证明了算法的有效性。     

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。     

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。     

基于源-荷功率动态匹配的海上平台电力系统静态电压稳定分析

对海上平台电力系统进行静态电压稳定分析是保证其安全性、可靠性的前提.针对海上平台电力系统多平衡节点特征,基于透平发电机组和旋转负荷群的源-荷特性建立计及源-荷功率动态匹配特性的扩展连续潮流模型;针对海上平台电力系统的机组小容量特征和旋转负荷的生产要求,基于机组出力和节点电压的限值确立静态电压稳定分析边界约束;推导扩展连续潮流增广雅可比矩阵,提出基于牛顿-拉夫逊法的静态电压稳定分析方法.对某海上平台电力系统的静态电压稳定分析结果表明,与传统牛顿-拉夫逊法相比,所提方法不仅能找出随负荷增加的电压薄弱节点,且能给出各机组适应负荷增加的出力值.     

考虑电压稳定约束含风电场的电网动态最优潮流研究

电压稳定性是风电场的并网运行后所需考虑的一个重要问题.在传统优化潮流的基础上,将改进后的电压稳定性指标引入到优化算法之中,研究了多时段不同穿透功率下的动态优化潮流.根据风力异步电动机的特性方程,将其模型与原始一对偶内点算法算法相结合,推导得出了考虑电压稳定约束含风电场的电力系统动态最优潮流计算的内点算法.该算法可有效保持内点法的收敛快、鲁棒性等优点,实现对系统的优化.最后,考虑不同穿透功率,对算例系统进行了优化计算,分析了风电场对系统的经济性和电压稳定性方面的影响.通过算例分析,得出了一些相关的结论.     

稳态控制潮流的设定空载频率及空载电压算法

针对电力系统中、长期电压稳定分析等需确定各发电机组出力的潮流计算问题，根据稳态运行时，发电机组的输出功率由机组的有功—频率静态特性和无功—电压静态特性所确定，该文列出计及控制环节的求解方程，提出不需设置平衡节点的给定有功—频率特性的空载频率fo、无功—电压特性的空载电压Voo(foVoo）的潮流算法。在非限制情况下，该算法满足任一机组的调节，影响了全系统各机组的输出；系统中的任一扰动，全系统参与一次自动调节的机组均有响应的实际情况。5节点系统和IEEE30节点系统算例说明，该算法可用于分析控制目标和控制参数对电力系统潮流的影响。