基面向对象技术的三相潮流计算

在电力系统中,由于许多电气设备三相参数的不对称及三相负荷的不对称,导致整个系统经常处于一种不平衡的运行状态中。这样,传统的潮流计算方法（基于系统三相平衡）就无法使用,而要利用三相潮流计算进行分析。介绍了一种基于电流注入形式的三相潮流计算方法,并简要介绍系统中各元件包括静止补偿器（STATCOM）的三相潮流计算模型。还介绍了基于面向对象技术的三相潮流程序的设计思想,对程序中类的定义及关系进行讨论。     

输电线路不换位引起的不对称问题及其改进方法

当前短距离(通常输电距离在100 km以内)同杆并架输电线路面临的最大问题是由于不换位引起的三相参数不对称问题,进而导致三相电流不对称.以某实际220 kV环网系统作为算例,采用三相潮流计算和电磁暂态计算进行了三相不平衡现象模拟,验证了三相电流注入潮流计算方法在不平衡分析中的有效性.对不换位输电环网三相不平衡现象进行分析,提出采用逆相序反向换位方法可以改善三相参数不对称问题.     

基于平衡补偿法对负载中性点偏移电压的测量

配电系统中一般已知三相电压以及三相功率潮流,不能测出负载端中性点偏移电压,而在建立并求解三相电源电流数学模型的前提是必须已知中性点偏移电压。介绍了一种根据平衡补偿法测量中性点电压偏移量,应用并联补偿装置对不对称负载进行平衡补偿,得出补偿后系统对称电流和对称阻抗。采用不对称负载和补偿电抗的星三角变换对不对称负载进行修正,依据补偿前不对称电流等于负载电流为条件重复迭代计算精确求出不对称负载,并求得中性点电压偏移量。最后依据广东某一变电站为例,计算并用Matlab仿真证明了该方法的正确性。     

输电线路不换位引起的不对称问题及其改进方法

当前短距离（通常输电距离在100 km以内）同杆并架输电线路面临的最大问题是由于不换位引起的三相参数不对称问题,进而导致三相电流不对称。以某实际220 kV环网系统作为算例,采用三相潮流计算和电磁暂态计算进行了三相不平衡现象模拟,验证了三相电流注入潮流计算方法在不平衡分析中的有效性。对不换位输电环网三相不平衡现象进行分析,提出采用逆相序反向换位方法可以改善三相参数不对称问题。     

不对称电力系统相序混合建模与三相潮流算法

由于参数不对称元件和不平衡负荷的存在,电力系统中可能出现三相不对称运行的情况。为此,文中提出一种新的不对称电力系统三相潮流计算方法。该方法采用相序混合建模方法对电网建模,并采用分解协调方式实现全网三相潮流的求解。所述方法兼具相分量法的灵活性和对称分量法的计算高效性,适用于输电网和中高压配电网三相潮流分析和故障计算。针对...     

基于序电流补偿的微电网三相潮流算法

由于微电网的网络参数不对称和负荷不平衡,使其三相不对称运行,从而传统的潮流算法不再适用于微电网。为此,提出一种基于稳态序电流的三相微电网潮流计算方法。针对微电网中的不对称线路和几种常见形式的负荷,引入基于电流补偿的线路和负荷的数学模型;并提出基于节点注入电流型的三相微电网潮流算法。将三相潮流问题转换成3个独立的电流方程,对正序应用Newton-Raphson方法进行潮流计算。为验证该算法的正确性和有效性,将计算结果与PSCAD/EMTDC的仿真结果进行对比分析。另外,为验证该方法可处理微电网潮流计算时遇到的线路高R/X比值及环网问题,对CIGRE MV微电网进行潮流计算,结果表明:基于电流注入模型的微电网潮流算法比传统潮流算法在计算速度和收敛性上更具优越性。     

含分布式电源的配电网三相解耦潮流计算方法

提出一种含分布式电源(DG)的配电网三相解耦潮流计算方法。首先基于序分量法建立配电网三相负荷模型、网络序参数模型和多类型DG接入模型,结合配电网结构、不对称线路三序解耦-补偿模型和道路-回路分析法,在配电序网中提出一种有效的三相不平衡配电网改进潮流计算方法;然后将不同DG并网接口划分为PQ、PQ(V)、PV和PI节点类型,建立适用于三相不平衡配电网潮流算法的PQ、PQ(V)、PV和PI节点类型DG模型,并对其迭代计算模型进行了详细的公式推导。算例分析验证了所提算法的有效性和通用性,所提算法具有良好的收敛性及较强的处理DG节点及其出现无功越界的能力。     

配电网单-三相混合潮流计算模型及算法

针对配电网三相潮流问题计算精确性和计算速度要求,提出了一种单-三相混合配电网潮流计算模型及算法。首先推导了电网三相潮流计算模型,然后根据配网不确定性特点,对局部的对称部分采用单相潮流计算,对于不对称部分采用三相潮流计算,2部分网络之间通过单-三相接口进行连接,从而实现单相网络与三相网络的统一建模;进而基于线路电流的不平衡度,自动确定单-三相接口的位置。算例证明了所提出的单-三相混合配电网潮流计算方法和动态接口策略的有效性和正确性。     

两种配电网线性潮流计算方法及其比较

配电网络重构和无功优化等场合涉及大量的潮流计算,而现有配电网潮流计算方法大多采用迭代法,其迭代过程消耗大量的时间,增加了计算负担。为提高潮流计算的效率,在定量分析配电网简化条件的基础上,采用2种简化方法对ZIP负荷模型进行线性化,提出了基于2种线性负荷模型的线性单相潮流计算方法(linear single-phase power flow method,LSPF)和线性三相潮流计算方法(linear three-phase power flow method,LTPF)。采用多个三相平衡和三相不平衡测试系统,分别对2种线性单相潮流计算方法和线性三相潮流计算方法的计算性能进行了测试与比较。     

计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法

基于分布式电源下垂控制、负荷静态特性和三相不平衡网络模型,提出了一种三相不平衡孤岛微电网的直接潮流算法。首先基于配电网直接潮流算法,并计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的影响,推导建立了三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法的计算模型。为了求解所提直接潮流算法的计算模型,提出了一种两层潮流迭代法,其中内层潮流迭代法用于求解除虚拟节点外的三相不平衡孤岛微电网的潮流计算,外层潮流迭代法用于更新虚拟节点电压和系统角频率。最后分别基于澳大利亚真实网络和25节点典型微电网开展多场景仿真分析,并将其与牛顿信赖域方法进行对比分析,仿真及对比结果表明所提算法能够快速准确地反映微电网的特点以及真实运行状态,并能够解决三相不平衡孤岛微电网的潮流计算问题。     

互联电网的直流最优潮流分解算法研究

研究了大系统互联电网的最优潮流优化策略,基于部分对偶理论分析了电网分区的分解协调模型,提出了一种基于直流最优潮流模型的互联电网多区域分解最优潮流并行求解算法,将一个大的电网互联系统分解成多个区域子问题,每个区域子问题是个典型的二次规划问题,使用直流最优潮流模型来求解互联电网的最优潮流分布,讨论了分区优化收敛条件。通过交换输出电价和边界节点相位角,完成区域间的信息交换。使用上述分解算法对IEEERTS-96算例的多个互联区域进行了分析,结果表明本文算法是一种有效的求解算法,适合大区电网互联后在线分布式动态OPF计算。在电力系统有极大的应用前景。     

基于高斯混合模型及近似线性规划的风电系统校正控制方法

提出一种基于高斯混合模型及近似线性规划的风电系统校正控制方法。考虑到风电及负荷功率预测误差的非高斯特性及相关性,建立了描述风电及负荷功率联合概率分布的高斯混合模型。考虑切负荷、发电机功率调整以及统一潮流控制器等控制措施,以控制代价最小为目标函数,构建了计及电压、频率及线路潮流等静态安全约束的风电系统校正控制优化问题的数学模型。为求解含不确定变量的非线性优化问题,依据高斯混合模型的性质,在稳态运行点的邻域内将非线性约束近似转化为线性约束,用线性规划方法求解,并不断迭代直至收敛。最后,将该方法应用于修改后的IEEE 10机39节点算例系统验证其有效性,与场景法的对比结果表明该方法求解效率较高,且具有较好的经济性。     

基于有功负荷注入空间静态电压稳定域的最小切负荷算法

针对电力系统电压稳定控制中的切负荷量求解问题,提出基于有功负荷注入空间静态电压稳定域的最小切负荷量计算方法。首先给出该稳定域的2阶段求解方法,与传统基于拟合技术的求取方法相比,该方法通过聚类分析在保证计算精度的条件下减小了计算代价,同时可对临界点基于其局部切平面的法向量进行分类拟合,从而计及稳定域边界曲率的变化得到更加准确的边界估计。基于该稳定域提出最小切负荷量的计算方法,与基于灵敏度的连续线性规划法相比,该方法可利用全局信息给出最小切负荷量,并且在计算速度上具有优势。通过6节点算例的可视化稳定域计算结果说明2阶段求解方法的有效性,最后利用39节点系统验证该最小切负荷计算方法的准确性。     

发输电组合系统可靠性评估中的最优负荷削减模型分析

介绍了基于直流潮流的负荷削减线性规划模型和基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型的基本原理,对它们各自的优缺点进行了分析,并使用它们对 RBTS(RoyBillinton Test System)可靠性测试系统进行了评估.计算结果表明,直流潮流的负荷削减线性规划模型由于忽略了节点电压约束的影响,存在较大的模型误差,要得到精确的可靠性指标,应该使用基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型.     

基于直流概率潮流的风电穿透功率极限计算

风力发电已经成为清洁能源中发展最快的一种发电方式,确定风电穿透功率极限对风电并网的规划和运行有着重要作用。文中提出了基于直流概率潮流的风电穿透功率极限计算方法,计算中通过直流概率潮流计算,综合考虑风电场出力、发电机出力、节点负荷等因素的随机性,得到含有风电场的电力系统中线路有功潮流的概率分布,然后利用随机规划理论和改进的遗传算法求解风电穿透功率极限。最后以IEEE30系统为算例,验证计算方法的有效性。     

一种在线电力系统静态稳定增强控制算法

提出了一种在线应用的电力系统静态稳定增强控制算法。这一算法基于连续线性规划技术，将增强控制问题分解为稳定临界点及其控制灵敏度的计算问题和基于灵敏度的优化控制问题。在前一个子问题中，运用基于连续潮流的间接方法分别计算得到每个故障的稳定临界点。在后一个子问题中，采用了参与控制集和部分变量的可控区间限制等策略来提高线性规划问题的计算有效性。一个3000节点的实际系统的应用表明，文中所提算法是有效实用的。     

An investigation of the solution to the optimal power flow problemincorporating continuation methods

The computation of the optimal power flow (OPF) remains a difficult nonlinear programming problem. An investigation is made of a solution methodology based on the continuation method, a parametric technique. In this algorithm, the continuation method is applied at various stages. The proposed algorithm uses the sequential quadratic programming strategy, but it replaces the standard subproblem module by a new parametric module. The varying-limits strategy used seems quite fast for solving the quadratic programs, and is formulated to be useful as a dispatching tool. In a second application of continuation methods, a load tracking outer loop is grafted to the nonlinear solver. This quickly produces (discrete) optimal solution trajectories when fed the forecasted system loads as input     

An enhanced RCGA for a rapid and reliable load flow solution of electrical power systems

The paper presents a reliable and fast load flow solution by using a real-coded genetic algorithm (RCGA), bus reduction technique and sparsity technique. The proposed load flow solution firstly used reduction technique to eliminate the load buses. Then, the power flow problem is solved for the generator buses only using real-coded GA to calculate the phase angles. Thus, the load flow problem becomes a single objective function, where the voltage magnitudes are specified resulted in reduced computation time for the solution. Once the phase angle has been calculated, the system is restored by calculating the voltages of the load buses in terms of the calculated voltages of the generator buses. A sparsity technique is used to reduce the computation time further as well as the storage requirements. The proposed load flow solution also can efficiently solve the load flow problems for ill-conditioned power systems whereas the conventional RCGA alone fails to solve these systems. The proposed method was demonstrated on 14-bus IEEE, 30-bus IEEE and 300-bus IEEE, and a practical system 362-busbar Iraqi National Grid. The proposed solution has reliable convergence, a highly accurate solution and much less computing time for on-line applications. The method can conveniently be applied for on-line analysis and planning studies of large power systems.     

基于功率传输转移分布因子的简化电网潮流计算方法

为了减少大型电力系统的潮流计算时间,研究简化电网的潮流计算方法具有重要意义。现有方法将传统Ward等值技术用于电网简化后,简化电网却产生与原始电网不同的潮流结果。针对这种情况,提出了一种改进的简化电网的直流潮流计算方法。在已有研究的基础上,给出了基于功率转移分布因子的直流潮流算法以及使用Ward技术对电网的简化方法。结合上述两部分,给出了基于功率转移分布因子的简化电网潮流计算方法。通过仿真算例表明,所得的结果具有较高的精度,可用于简化大型电网的潮流计算、潮流预报等应用中。     

中性点不接地配网潮流算法研究

针对中性点不接地系统无零序通路的特点,推导出一种新的适用于负荷不对称配网的序分量潮流算法。该方法将不对称的三相负荷转化为正序功率和负序功率,同时引入耦合功率,将正序、负序功率解耦,仅求解正序潮流,而节点负序分量则通过耦合功率求出。该算法将现有配网三相潮流算法中的3n阶矩阵降为n阶,大大降低了计算量。将该算法和传统方法分别应用于某一基于统计数据的19节点实际系统,对两者的计算结果进行比较,并分析差异产生的原因。以一个基于实时数据的28节点仿真系统算例验证了该算法的正确性。