电力系统线路过载的风险评估与预防控制

提出了一种基于线路过载风险的电力系统评估与预防控制方法。该方法应用随机潮流和半不变量法分析了系统运行的不确定性以及造成的线路潮流的不确定性。采用严重度函数描述了线路潮流波动的影响与后果。在此基础上,以线路潮流波动的可能性与严重性的乘积作为线路过载的风险,建立了系统线路过载的风险指标,表征了系统的安全性。并且基于优化潮流和原对偶内点算法建立了线路过载风险预防控制模型,通过对系统控制变量的优化,有效地减少了系统的线路过载风险,提高了系统运行的安全性。在测试系统的计算结果表明了该算法的可行性。     

采用内点法的多目标低电压风险优化

随着现代电力系统的飞速发展与日趋复杂,一次故障或者扰动有可能给系统带来极大的风险。仅仅对当前潮流断面进行风险评估已无法满足安全性的要求。文中将风险理论与优化方法相结合,在以发电费用最小的最优潮流基础上,考虑对事故后低电压风险的优化控制,建立了一个多目标的优化模型,用以协调故障后系统运行的安全性与经济性;采用矢量化原对偶内点算法对该模型进行求解;选取河南某市电网作为算例,进行低电压风险优化控制的测试,分析了该电网故障后的电压安全性与运行经济性。算例测试结果与该电网运行情况相符,验证了算法的正确性与计算效率。     

基于Nataf变换的电网不确定性多点估计法

在当前电力系统的规划与运行中,由于电力元件本身运行状态、数据采集及可再生能源的多点接入等因素,电力系统被引入诸多不确定性。在这些不确定性中,系统潮流的不确定性问题尤为突出。当系统的注入功率产生随机波动时,系统潮流会随之波动。针对不确定性潮流问题,在传统点估计法的基础上提出一种改进的基于Nataf变换和Gauss-Hermite积分技术的多点估计法,通过将不确定性潮流问题转化为多随机变量响应函数后进行求解。首先根据Gauss-Hermite积分技术获取标准正态空间上的多估计点及对应权重系数,经由Nataf逆变换求得原始空间的多估计点,进而通过潮流计算得到节点电压幅值和相角、支路有功功率和无功功率以及对应的统计信息。仿真结果表明,文中算法较传统的点估计法计算精度有明显提高,且精度会随着选取估计点数的增加而提高。     

基于GA-ADAM优化的BPNN配电网潮流计算

潮流计算是电力系统运行与控制的基础。为解决配电网可再生能源渗透率不断增加带来的负荷点电压波动的不确定性,以及传统电力系统潮流数据收集能力不足导致潮流计算不准确等问题。本文提出了一种基于数据驱动的潮流分析模型,构建了一种基于 BPNN结合GA-ADAM优化算法模型来分析随机性下配电网的潮流计算方法。首先,引入潮流初值信息、拓扑结构特征以及功率因数指标构建训练集,通过对回归模型的训练,充分挖掘节点电压与功率之间的映射关系。其次,使用GA-ADAM算法优化模型初值和权重参数。最后,基于IEEE-33节点配电网模型进行验证,本文模型潮流计算的最大误差3.93×10-3,平均绝对误差1.46×10-3,均方根误差1.81×10-3,优化后的BPNN潮流计算电压误差值降低37.66％。实际算例仿真结果表明,与其他方法比较,本文构建的模型各误差指标小、准确度高,提高了潮流计算的效率和准确性。     

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。     

电力系统概率潮流计算及其应用

文中探讨概率潮流计算在电力系统规划设计和运行方式研究中的应用.提出了在随机潮流计算中设置电压控制节点的概念和方法,可用来分析节点电压随机波动对系统其他节点电压和支路潮流的影响.对于电压控制节点,还可以计算出无功注入功率的随机分布,并由此确定在这些节点上应配置的无功补偿设备容量.通过计算实例验证了算法有效性和准确性.     

电压稳定分析的潮流算法研究

研究了一种新型的用于电压稳定分析的潮流算法,它可充分考虑电力系统各种类型元件的模型,将常规潮流方程与动态元件的状态方程联立求解,同时解出系统中各个节点的电压、相角以及各种动态元件内部的状态变量。它考虑了系统中各种极限情况,消除了对于PV,PQ及平衡节点等的假设,使计算结果更加接近于系统的实际运行情况。采用上述潮流模型的连续潮流算法,对一个试验系统进行了电压稳定临界点的计算,并与常规潮流算法进行了比较。     

考虑变量相关性的改进场景优化法区间潮流计算

可再生能源出力和负荷波动的不确定性增加了电力系统运行状态的不确定性,为此提出一种考虑区间变量间相关性的区间潮流场景非线性优化方法。通过构造不确定平行四边形区域表示区间变量间的相关性,针对场景优化法可能造成重复计算的问题,通过对比节点电压对节点功率的灵敏度的正、负性,将变化趋势一致的状态变量进行归类计算。算例分析结果表明,所提方法能够准确计算区间边界,有效削减优化次数以及提高计算效率。     

基于快速随机潮流的电力系统安全风险评估

电力系统中各种不确定性因素为安全风险评估工作带来困难,随机潮流计算可以计及这些不确定性因素。提出一种基于快速随机潮流的电力系统安全风险评估方法,通过考虑风电时序特性的短期风电功率预测方法构造风电出力多场景;在快速解耦潮流模型的基础上,考虑电力系统功频静态特性,采用以半不变量为基础的改进Von Mises方法获得各状态变量的概率分布函数。除节点电压和支路功率外,可以得到系统频率的概率分布等统计信息,通过各状态变量越限概率和产生后果的严重程度等风险指标全面评估系统风险。IEEE 39节点系统的测试结果表明该方法的计算快速有效,具有在线应用前景。     

基于全纯嵌入的电力系统不确定性仿射潮流方法

仿射潮流算法是求解新型电力系统状态量分布特征的重要手段。针对现有仿射潮流算法保守度较高、算法效率较低且需要选择合适的迭代初始值等不足之处,该文提出一种基于全纯嵌入的不确定性仿射潮流计算方法。首先,构建电力系统节点电压和功率仿射模型,并建立系统仿射潮流方程。在此基础上,将嵌入因子引入到仿射潮流方程中,构造具有泰勒级数形式的全纯嵌入仿射潮流模型;接着,将仿射潮流求解问题转换为泰勒幂级数系数的求解问题,获取状态量初始解及递推关系,计算不确定性潮流的仿射解。最后,算例验证所提算法具有保守性低、计算效率高和量化分析分布式电源出力对电压影响等优势。     

基于分布系数法的电磁环网潮流控制形式研究

电磁环网故障是威胁电网安全运行的一个重要因素,在实际运行中,需重点分析与监控。为解决传统电磁环网潮流控制形式存在安全隐患及不能充分发挥电磁环网的输送能力问题,研究了基于分布系数法的控制形式。该控制形式将高电压线路潮流乘以分布系数后叠加到低电压线路潮流上,以叠加后的潮流不超过稳定限值作为控制原则。以广西电网的一个电磁环网为例进行了对比研究,结果表明:该控制形式能较好地适应机组出力、负荷等工况的变化,能够在确保系统安全的前提下充分发挥电磁环网的输送能力,优于传统控制形式,可用于实际电磁环网的计算分析与调度监控。     

基于灵敏度分析与最优潮流的电网无功/电压考核方法

针对电网的无功/电压水平考核问题,提出了一种综合应用灵敏度分析和最优潮流的实用化考核方法.当供电公司所辖电网内有节点电压越限时,通过计算各负荷节点的注入无功功率对节点电压变化的灵敏度,可以直接根据考核点的电压偏差求得相应的无功功率偏差;当所有节点电压都在规定范围内时,以全网有功网损最小为目标函数进行最优潮流计算,求得各节点的最优无功补偿量.该方法考虑了电网运行的安全性和经济性,考核结果可以为供电公司实施关于无功/电压水平考核的奖惩提供科学的决策依据,同时也可以对供电公司合理进行无功补偿起到指导作用.     

Considering system non-linearity in transmission pricing

In this paper a new approach for transmission pricing is presented. The contribution of a contract on power flow of a transmission line is used as extent-of-use criterion for transmission pricing. In order to determine the contribution of each contract on power flow of each transmission line, first the contribution of each contract on each voltage angle is determined, which is called voltage angle decomposition. To this end, DC power flow is used to compute a primary solution for voltage angle decomposition. To consider the impacts of system non-linearity on voltage angle decomposition, a method is presented to determine the share of different terms of sine argument in sine value. Then the primary solution is corrected in different iterations of decoupled Newton–Raphson power flow using the presented sharing method. The presented approach is applied to a 4-bus test system and IEEE 30-bus test system and the results are analyzed.     

一种改进参数化的连续潮流计算方法

在电力系统静态电压稳定性分析中,临界电压和极限功率反映了当前系统的负荷增长情况和电压水平,提出了一种新的参数化连续潮流法绘制P-U曲线,从而追踪出系统的临界电压和极限功率。该方法采用非线性预测,几何相似原理的参数化,解决了常规潮流方程在极限功率处雅可比矩阵奇异的问题。此方法简单、易懂,并具有较好的收敛性,采用自动变步长提高了程序的效率。该方法应用于IEEE39节点和IEEE118节点测试系统,成功追踪出了系统的临界电压和极限功率,从而表明了该方法的正确性和有效性。     

求取电力系统PV曲线的改进连续潮流算法

连续潮流算法是电压稳定分析的有力工具,能够克服接近稳定极限运行状态时的潮流不收敛的问题.常规的连续潮流算法基于切线预测与牛顿——拉夫逊法校正,求取电力系统PV曲线时所需时间较长.鉴于此,本文提出了一种改进连续潮流算法,它将常规潮流和连续潮流结合起来,可以取得快速和准确的良好效果.从基本工况开始增加负荷,用割线法预测潮流...     

计及UPFC的电力系统无功优化

以统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)为代表的灵活交流输电技术(flexible AC transmission system,FACTS)可实现传输功率的合理分布、优化系统资源,提高系统的稳定性和可靠性。该文基于内点优化方法,提出计及UPFC的无功优化模型,以系统有功网损最小为目标函数,采用UPFC电压源模型,将其作用等效为一系列电压和功率的约束,直接放到内点法的约束中,在不同的负荷运行方式下进行优化分析。在IEEE-30节点系统测试中发现,引入UPFC后系数矩阵的维数会有所增加,但不会影响其收敛性。算例就系统网损和电压指标对装设UPFC前后进行比较,并给出最优控制方案下UPFC的参数值。结果表明该方法是可行的、有效的,取得很好的效果。     

风光并网对河南电网系统稳态影响

大规模风光发电并网是未来电网发展的必然趋势,然而,风光发电功率的强间歇性与随机性势必会对电网的稳定运行和优化控制带来影响。以河南电网冬季大运行方式下的规模风电、光伏电源联合接入电网为研究背景,利用连续潮流法,计算在新能源发电接入系统后的区域电网潮流分布;考虑区域电网未来发展趋势,逐步增加新能源的渗透率,对系统内多类型节点电压越界情况分析,判断区域内电压薄弱节点,并计算系统风电与光伏发电的最大消纳量;应用P-V曲线潮流分析方法测算出电压稳定极限及对应的有功功率,得到不同渗透率下系统所对应的静态电压稳定性;同时结合日负荷曲线,分析在目前状态下及所计算的最大渗透率下,系统任一时刻各中枢点电压水平。结果表明:在目前及新能源最大渗透率下,系统各节点电压值均处于正常范围。     

基于Cornish-Fisher级数和半不变量法的含光伏配电系统风险评估

为准确高效地对含光伏配电系统进行风险评估,提出基于Cornish-Fisher级数的半不变量法求解含光伏配电系统的随机潮流,建立系统级的电压越限风险指标和潮流越限风险指标,分析含光伏配电系统的薄弱点,并准确揭示其风险,半不变量法保证了随机潮流计算的高效性,Cornish-Fisher级数展开提高了非正态分布下曲线拟合的精度.MATLAB算例仿真验证了所提算法对含光伏配电系统风险评估的高效性和准确性.