大规模电网并行潮流算法

提出了一种大规模电力系统并行潮流算法。该算法将电力网络划分成若干个子网,以子网为计算节点、联络线为支路构造浓缩网格,进行潮流计算时通过双向迭代方法交替实现对网格和网格中计算节点的牛顿法线性增量方程的求解。该算法有效提高了电力系统潮流方程联立求解的效率,为大规模电力系统并行潮流计算提供了方法。在新英格兰测试系统和我国东北电网上进行了验算,结果验证了算法的有效性和合理性。     

提高预处理共轭梯度法计算大型电网潮流时并行性能的方法

研究了如何提高预处理共轭梯度(preconditioned conjugate gradient,PCG)法计算大网络交流潮流时的并行性能,提出了一种新的并行处理方法——并行节点分配法,即将节点导纳矩阵和节点出力的数据以节点为单位分派给各个处理器,在各个处理器中完成余下的计算处理部分。算例分析表明,在使用PCG法进行大网络交流潮流计算时,并行节点分配法在并行性能上具有一定的优势,进而为PCG法在大网络交流潮流并行计算中的应用提供了可借鉴的经验。     

交流等值法交直流电力系统潮流计算

本文提出了一种新的交直流电力系统潮流计算方法──交流等值法。该方法使交直流电力系统潮流计算与纯交流系统潮流计算在数学模型、计算方法和收敛特性等方面得到了完全的统一。     

电力系统潮流的并行松弛牛顿计算方法

将矩阵求逆运算的松弛方法应用于电力系统潮流计算,提出了一种新的电力系统潮流的并行松弛牛顿计算方法。该并行算法既适合于向量机,亦适合于非向量、多处理器并行结构。利用并行虚拟机技术在计算机网络上对所提出的并行算法进行了实际装配。研究结果表明,所提出的并行算法具有较好的收敛性和并行程度,可以获得较高的加速比和并行效率。     

电力系统潮流的并行松弛牛顿计算方法

将矩阵求逆运算的松弛方法应用于电力系统潮流计算,提出了一种新的电力系统潮流的 并行松弛牛顿计算方法。该并行算法既适合于向量机,亦适合于非向量、多处理器并行结 构。利用并行虚拟机技术在计算机网络上对所提出的并行算法进行了实际装配。研究结果表 明,所提出的并行算法具有较好的收敛性和并行程度,可以获得较高的加速比和并行效率。     

大型船舶电力系统分布式并行潮流计算方法

提出一种大型船舶电力系统分布式并行潮流算法,将电网划分为供电网络和辐射状配电网络两个潮流计算层次,定义了层次之间的接口方程及基于牛顿—拉夫逊法和前推回推法的两层网络交替迭代求解模型。为提高潮流求解的效率,将电网划分多个供电区域,并将全网的潮流计算任务分配给相应的计算单元,采用分布式并行计算方式求解全网潮流。对典型船舶电力系统的测试结果表明,该算法较传统潮流计算方法具有更好的收敛性和计算速度,适用于求解大型船舶电力系统潮流问题。     

大型船舶电力系统分布式并行潮流计算方法

提出一种大型船舶电力系统分布式并行潮流算法,将电网划分为供电网络和辐射状配电网络两个潮流计算层次,定义了层次之间的接口方程及基于牛顿-拉夫逊法和前推回推法的两层网络交替迭代求解模型.为提高潮流求解的效率,将电网划分多个供电区域,并将全网的潮流计算任务分配给相应的计算单元,采用分布式并行计算方式求解全网潮流.对典型船舶电力系统的测试结果表明,该算法较传统潮流计算方法具有更好的收敛性和计算速度,适用于求解大型船舶电力系统潮流问题.     

基于原对偶内点法的发输电系统可靠性评估交流潮流分析法

电力系统可靠性评估对于精度的要求随着新能源接入电网不断提高。传统的发输电系统可靠性评估在状态校正过程中采用基于直流潮流的最小切负荷模型,该模型存在不能考虑系统电压和无功功率的局限。利用原对偶内点法在可靠性评估中实现了基于交流潮流的有功无功综合优化状态校正模型。该模型通过非线性规划综合考虑系统有功无功关联、网损、节点电压及潮流约束等因素。为了解决非线性规划中计算量大和收敛性的问题,还提出了一种改进的基于交流潮流有功无功解耦的状态校正模型。对IEEE-RTS79系统与2012年海南电网进行可靠性评估,结果证明了所提出算法的精确性和有效性。该方法有望应用于更精确地对含新能源发输电系统进行可靠性评估。     

基于深度残差网络的电力系统潮流计算

为更简单、快速地进行潮流计算，提出了一种基于深度残差网络的多节点电力系统潮流算法。首先，应用仿真软件Power World Simulator中的一个典型电网实例采集样本；然后，在TensorFlow平台搭建基于深度残差网络的多节点电力系统潮流计算模型；最后，根据模型预测结果完成对方法的分析。结果表明：与传统潮流算法及基于人工神经网络的潮流算法相比，所提方法在快速性、收敛性及精度方面具有极大的优越性。     

基于网络分割的电力系统潮流分解协调计算

因现有计算模式的速度已无法满足现代大规模电力系统实时计算的要求,故引入对等计算(P2P)模式以提供低廉而充足的计算力。为此研究了网络计算环境下的电力系统潮流计算模型,结合基于支路切割的网络分割方法和基于注入电流的潮流模型,提出了基于网络分割的电力系统潮流分解协调算法,将大规模互联电力系统分解成若干子网络,子网络间只需交换边界母线的电压状态就可完成分布式潮流计算,保证各个子网络潮流计算模型的独立性。对IEEE标准系统进行潮流计算的结果表明该法具有较高的收敛速度和计算精度,适合网络计算环境。     

含柔性直流输电的交直流并列系统有功潮流优化方法

基于电压源换流器的高压直流输电技术,即柔性直流输电技术是近年来高压直流输电研究和应用的热点。但含柔性直流输电的交直流并列系统会使得电网的潮流分布更趋复杂。由于柔性直流输电系统能够实现有功无功的独立控制,对其有功功率指令值的分析有利于提高交直流并列系统的功率输送效率和效益。然而,目前电力调度中,该有功功率指令值的制定缺乏依据,为此提出了一种计及多目标的有功潮流优化方法。通过计及多个目标的约束,建立了相应的目标函数,利用模糊理论,给各个目标函数指定隶属函数,最终求解多目标优化函数得到交直流并列系统的有功潮流分配优化值。最后通过算例验证了所提方法的可行性。相比当前常常依据运行方式和运行经验笼统地制定有功功率指令值的做法,所提的多目标优化方法给出的指令值既能降低电网损耗,又保证了电网运行的安全稳定性。     

基于函数型连接神经网络的发输电系统可靠性评估研究

发输电系统可靠性评估的枚举法需要大量的计算时间。为减少可靠性评估的计算量，特提出一种用于识别偶发事件的函数型连接神经网络(FLNN)分类模型。根据潮涌计算特点，构造了一种能够计及有功且能够计及电压和无功影响的简化潮流模型来快速计算行为指标(PI)，形成FLNN分类器输入模式集。将FLNN分类模型和简化潮流模型相结合，提出了一种基于偶发事件筛选的函数型连接神经网络(FLNN)可靠性评估方法。用该方法对IEEE．RTS79测试系统进行计算，结果验证了该方法的正确性和有效性，同时表明了该方法在保证精度的前提下减少了计算时间，在目前情况下改进计算方法来提高计算精度比计及高阶事件的影响来提高计算精度更为有效。     

基于卷积神经网络的N-2线路开断潮流快速计算

交流潮流(AC)算法需迭代求解,难以满足实际电力系统在线安全校核的需求。文中基于卷积神经网络,提出一种电力系统线路开断潮流的快速计算方法。离线训练阶段,从线路开断前后工况与拓扑的变化中提取特征作为输入信号(原始特征图),经大量算例训练后,卷积神经网络构建了原始特征图与线路开断后潮流结果的非线性映射关系。在线应用时,直接生成原始特征图,并基于离线训练的卷积神经网络计算测试集的潮流结果。经4个IEEE典型系统的N-2潮流仿真验证,文中方法具有良好的泛化能力。相比传统交流算法,文中方法将速度提高了接近80倍;相比传统人工神经网络模型,文中方法将精度提高近了1个数量级。     

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.     

On-line voltage stability assessment using radial basis function network model with reduced input features

In recent years, voltage instability has become a major threat for the operation of many power systems. This paper presents an artificial neural network (ANN)-based approach for on-line voltage security assessment. The proposed approach uses radial basis function (RBF) networks to estimate the voltage stability level of the system under contingency state. Maximum L-index of the load buses in the system is taken as the indicator of voltage stability. Pre-contingency state power flows are taken as the input to the neural network. The key feature of the proposed method is the use of dimensionality reduction techniques to improve the performance of the developed network. Mutual information based technique for feature selection is proposed to enhance overall design of neural network. The effectiveness of the proposed approach is demonstrated through voltage security assessment in IEEE 30-bus system and Indian practical 76 bus system under various operating conditions considering single and double line contingencies and is found to predict voltage stability index more accurate than feedforward neural networks trained by back propagation algorithm and AC load flow. Experimental results show that the proposed method reduces the training time and improves the generalization capability of the network than the multilayer perceptron networks.     

交直流混联输电系统充裕度评估的最优负荷削减模型

最优负待削减模型是交直流混联输电系统充裕度评估的重要组成部分.文中针对交直流混联系统运行条件复杂、运行约束多的特点和直流系统的运行特性,建立了以直流极功率方向系数为控制变量的最优负荷削减模型.该模型能有效计及互联电网间直流系统功率支援与功率调制功能,以及由运行条件约束导致的直流极投退等工程实际问题.同时,为克服平启动时...     

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.     

A parallel distributed computing framework for Newton–Raphson load flow analysis of large interconnected power systems

This paper proposes a simple parallel and distributed computing framework for the conventional Newton–Raphson load flow (NRLF) solution of large interconnected power systems. The proposed approach is based on message-passing distributed-memory architecture with separate workstations, and involves the piecewise analysis of power systems utilizing the network tearing procedure. The NRLF solution method, applied to each torn system at the selected buses, employs the matrix inversion lemma consisting of the factorization, forward elimination and back substitution procedures. The computational requirements of the state-of-the art parallel algorithm to obtain the correction vector involved in the back substitution procedure is reduced with the proposed approach in which the back substitution is carried out in parallel taking into account the split buses, rather than the order in which the forward elimination is performed. The investigations are carried out on the IEEE 118 bus standard test system in a Redhat Linux based 100 Mbps Ethernet LAN environment. The investigations reveal that the proposed method is significantly faster than the conventional NRLF and also the NRLF based on the state-of-the-art parallel algorithm, and thus finds potential applications for the real-time load flow solution of both regulated and deregulated power systems distributed over large geographical areas.     

含电压源型换流器直流电网的交直流网络潮流交替迭代方法

随着电压源型换流器(VSC)及基于VSC的并联型直流电网的不断发展,未来电网会形成含VSC的多直流母线、多直流联络线和多直流负荷的交直流网络。文中分析了VSC的稳态模型及其控制方式,详细推导了含VSC直流电网的交直流网络稳态潮流模型,研究了不同控制方式直流电网的潮流求解方法。在此基础上提出了一种通用交直流网络潮流交替迭代方法,该算法根据VSC换流站的不同控制方式在交流侧和直流侧解耦等效,先进行直流电网潮流迭代,后进行交流电网潮流迭代,二者交替计算直至直流电网、换流站和交流电网全部收敛。算法适用于不同的直流电网控制方式且考虑了直流变量约束条件和运行方式的合理调整。最后在改进的IEEE 57节点交直流电网上,验证了所提出的交替迭代方法的有效性和准确性。     

发输电系统可靠性评估的启发式就近负荷削减模型

为提高发输电系统可靠性评估的计算效率,提出了一种启发式就近负荷削减模型,其基本思想是:按照就近原则在故障元件附近的一定区域内通过潮流追踪搜寻能有效缓解系统故障情况的负荷削减节点集。该模型避免了在整个系统范围内进行全局优化以求取最优负荷削减量,因此具有较高的计算效率。通过对RBTS和IEEE-RTS79可靠性测试系统的计算分析表明,该模型能在保持较高精度的前提下大幅度提高计算速度,为缓解发输电系统可靠性评估的计算瓶颈提供了良好的解决方案。