一种新的优化潮流模型

为了将电力系统的总发电成本降至最低,提出了一种新的优化潮流算法和模型。借助静态安全域计及静态安全约束,建立了支路角与有功注入功率的关系式,并将支路角确定为优化变量进行优化计算,方便快捷地得到最优调度方案。通过对NewEngland系统和我国某省实际电力系统所进行的计算,证明了该模型和算法的有效性。同时,该模型还可以提供优化后系统各支路的安全裕度,以便调度人员更加直观地了解系统的运行状况。     

基于广域测量系统的电力系统热稳定安全域

给出汴入功率空间中满足输电线路热稳定性约束的电力系统安全域的快速计算方法.该热稳定安全域综合考虑了输电线路电流的有功和无功分量.通过有功静态安全域的数学表达式来描述输电线路有功电流与节点有功注入功率之间的数学关系;对于输电线路的无功电流与节点无功注入功率之间的数学关系,则由"修正的关联矩阵"和基本同路矩阵描述.计算所需的全部状态变量均采用广域测昔系统(wide area measurement system,WAMS)实测获得.以新英格兰39节点系统为例对该方法所确定的热稳定安全域进行校验,结果表明:由该方法所确定的热稳定安全域边界相比基十直流潮流模型的结果更精确:其计算量较采用交流潮流模型的逐点法更低.     

高维模型表达技术在N-1有功响应静态安全域中的应用

高维模型表达(HDMR)技术在描述系统输出量与多输入量之间关系方面具有独特性能,而电网潮流状态量与网络多个节点注入量间正好符合相关属性。基于此,将HDMR技术应用于N-1有功响应静态安全域问题:通过典型样本辨识关键支路潮流与电源和负荷功率间的HDMR关系,并在其他支路发生断线时,结合灵敏度和补偿法对已辨识HDMR关系进行修正,以避免针对新的拓扑耗费大量时间进行模型重建;针对直流潮流应用于静态安全域分析精度不高的问题,用支路潮流HDMR关系替代常规潮流方程,以提高分析效率和精度。在已知部分发电机有功功率变化范围的情况下,提出一种计算其他关注节点子集功率变化安全域的方法,可重点监视其功率变化后系统是否仍处于安全状态。算例表明,HDMR模型可以拟合潮流关系,并能够应用于静态安全域问题。     

基于安全域的电网最小切负荷计算方法

提出一种基于安全域的电网紧急控制最小切负荷计算方法,将系统紧急控制的问题划分为恢复电压稳定和排除系统支路越限2个子问题。分别利用割集电压稳定域和有功静态安全域描述这2个子问题的约束,进而提出一种快速确定最小切负荷方案的节点对集的方法,其计算速度优于传统线性规划方法。该方法通过安全域边界的超平面描述确定对某条越限支路控制最有效的负荷节点和发电节点对,针对该节点对能计算出排除该线路越限的最小切负荷量。排除全部线路越限所需的节点对共同构成节点对集。IEEE39节点系统和中国河南系统的算例都表明了所提方法的有效性。     

基于最优潮流并计及静态电压稳定性约束的区域间可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是衡量电力系统在安全稳定运行的前提下区域间功率交换能力的指标。文中基于最优潮流(OPF)方法，建立起符合电力市场交易机制的ATC计算模型，其中考虑到输电线路故障对系统静态电压稳定性的影响，加入线路N-1故障时广义参数化形式的潮流方程及相应的不等式约束条件，使系统在故障时仍有负荷裕度，以保持电压稳定；以支路功率和系统负荷裕度之间的灵敏度指标进行预想故障选择，并用原对偶内点法计算得到输电线路N-1安全约束下的区域间可用输电能力。IEEE30和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的正确性与有效性。     

输电系统静态电压概率安全分析

介绍了一种基于随机潮流和静态电压稳定域的输电系统静态电压稳定概率模型。该模型能够计及节点注入功率和元件故障的不确定性。采用随机潮流确定输电系统关键割集中线路的潮流概率分布,利用半不变量法和Gram-Charlier级数,得到割集静态电压稳定域中线路潮流的线性组合随机变量的概率分布函数;根据超平面形式的静态电压稳定域计算出静态电压不稳定概率;通过对所得概率指标进行分析,能够找到对系统静态电压不稳定概率影响最大的预想事故,分析结果可以帮助运行人员进行预防控制决策;以10机39节点New England系统为例验证了所提算法的有效性。     

大规模可再生能源接入下的电力系统有功和无功综合安全校正问题研究

电力系统的有功和无功安全校正是运行和控制的一项重要内容,特别是在大规模可再生能源接入的情况下。文章首先将(回路)支路电流变量引入到电力网中,建立电力网络分析的拓展方程。其次根据支路电流、节点电压和平衡节点有功功率针对发电机节点注入的有功和无功功率灵敏度,以平衡节点有功功率变化表示网损的变化,以发电成本和网损综合最小为目标函数,考虑节点电压约束、支路潮流约束和发电机视在功率限制约束,建立电力系统线性化的有功和无功综合安全校正的数学模型,从而对电力系统的有功和无功安全校正问题进行综合考虑。最后以IEEE-30节点系统进行实例验证分析,证明该方法是有效的。     

基于树木生长算法的含UPFC的最优潮流计算

最优潮流(OPF)计算是一个非凸优化问题,统一潮流控制器(UPFC)的引入增加了OPF问题的非凸程度,使得基于内点法的传统优化算法难以获取全局最优解。文中提出基于树木生长算法(TGA)的计及UPFC的最优潮流计算方法,将发电成本与有功网损、电压偏移加权作为目标函数,并考虑网络与UPFC设备的安全运行约束,优化了OPF模型。最后基于IEEE 30节点系统以及南京西环网116节点实际系统进行算例测试,对比TGA、粒子群与内点法的结果,并使用蒙特卡洛方法对不同的启发式算法分别进行50次计算,验证了TGA具有更好的求解精度与鲁棒性。     

N及N—1静态安全域研究

本文提出了一种基于快速解耦潮流模型计算电力系统静态安全域的新的分组扩展算法,并首次在静态安全域研究中引入了N-1安全约束,成功地计算出综合考虑N约束、N-1约束的N-1静态安全域。文中给出了算例及计算结果。     

割集功率空间上静态电压稳定域的实用边界

提出了电力系统在割集功率空间上静态电压稳定域边界的实用表达方法。用临界割集将系统分为地理上互不连通的两部分,即相对集中的弱节点区域和非弱节点区域,利用连续潮流,搜索大量的电压稳定临界点,以临界割集上线路的有功和无功潮流为坐标,并通过最小二乘法,将获得的临界点以超平面的形式拟合出电压稳定域的边界,其误差可满足工程应用的要求。这种方法既达到了使复杂电力系统降维的目的,又方便了运行人员监视系统稳定性。同时,电压稳定域边界以超平面形式表示,为电力系统的在线安全分析、评估和优化提供了简明、方便的解析工具。该方法在IEEE 14节点、IEEE 39节点、IEEE 118节点等系统和EPRI 1000节点系统的算例中得到了很好的验证,均以较小误差满足工程需要。     

计及TCSC的交直流系统静态电压稳定性分析

基于交直流系统潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法,提出了一种利用可控串联补偿器(thyristor controlled series compensator,TCSC)提高交直流系统静态电压稳定性的方法。该方法研究了交直流系统潮流方程雅可比矩阵的最小模特征值,以节点电压对无功功率变化的灵敏度为指标,结合参与因子,判断全电网中最有可能发生电压不稳定的节点或者区域,从而为系统无功功率补偿装置的配置提供决策依据。对美国西部5机14节点系统进行了仿真计算,验证了TCSC在交直流系统中提高静态电压稳定性的可行性、有效性和正确性。     

搜寻者优化算法在含风电机组系统最优潮流中的应用

针对风力发电机组并网后电力系统的最优潮流(OPF)问题,将搜寻者优化算法(SOA)应用到最优潮流计算模型之中。通过分析风力发电机的稳态数学模型,根据功率守恒原理,得到异步风电机组有功无功出力的表达式,考虑到风电机组的特点,将其作为电压静特性节点处理。建立综合系统经济性和安全性的最优潮流计算的目标函数,该目标函数由网损和静态电压稳定裕度两部分组成,并将搜寻者优化算法运用到最优潮流模型的求解中,并制定该算法的计算流程。算例表明,提出的模型和算法是可行的。     

考虑电压稳定约束的无功优化新模型

为了提高电力系统的安全水平,有必要在无功优化中考虑静态电压稳定约束.现有模型以发电机组恒定不变的无功上下限值来确定电压稳定极限,由此可能导致无功的优化运行不满足实际发电机组的运行极限约束.建立了一种含静态电压稳定约束的无功优化新模型.其中,目标函数为正常状态的有功网损最小,约束方程包括正常状态和临界状态的潮流及其他安全约束和电压稳定裕度约束.由于采用一组基于发电机运行极限图的分段函数来准确反映发电机组的无功限制,从而克服了现有模型可能违反发电机组运行极限约束的问题.采用预测-校正原对偶内点法来求解无功优化新模型,通过IEEE30节点系统的仿真计算,验证了本文所建模型的可行性.     

Static security in power system operation with fuzzy real loadconditions

This paper presents a mathematical formulation for optimal power flow (OPF) taking into account the fuzzy modeling of static power system security constraints due to the uncertainty in bus loads. Uncertainties in MW loads and generations are translated into possibility distribution functions. The fuzzy OPF problem is decomposed, via Dantzig-Wolfe decomposition, into subproblems corresponding to the possibility distributions of loads. The effects of phase shifters are modeled as equivalent real power injections at corresponding system buses, which preserves the Y-bus symmetry and maintains minimum memory requirements. Contingency constraints are added to the fuzzy OPF problem. Fuzzy sets are utilized to exercise a tighter control on least cost real power generation with minimum emission dispatch solution. The final solution is a compromise among cost, static security and emission considerations. Numerical results for the application of the proposed approach to test systems are discussed     

大系统多目标优化运行

本文首次将安全域用于计及安全、经济和环境影响的多目标优化问题,避免了在线优化潮流计算这一环节;合理地解决了多目标决策优先权问题。采用移动初始点方法所求出的扩展域使直观安全域趋于最大。采用了线性规划最新Karmar kar算法在变量数较多时计算速度比单纯形法快。采用的非线性规划的POWELL算法具有运算速度快、效率高和整体收敛性好的特点。用IEEE 6机30节点系统数值试验,证明了本方法的有效性。     

计及无功充裕度的电力系统可靠性评估与规划(英文)

结合基于蒙特卡罗抽样技术和解耦最优潮流算法,建立一种电力系统可靠性评估与规划的新算法,该算法在计算过程中计入了无功充裕度与电压静态安全约束对系统可靠性的影响.对RBTS测试系统进行了算例分析,计算结果表明了文中算法的准确性和合理性.通过定量分析可靠性指标随着系统机组容量与无功充裕度的变化而变化的规律,提出了一种寻求特定运行条件下提高系统可靠性水平最优措施的方法,能够为电力系统的规划和运行提供量化决策依据.     

应用于在线调度决策的极限传输容量计算方法

提出一种适用于在线调度决策的极限传输容量(TTC)计算方法,同时计算出保守和乐观发电负荷增长模式下的TTC。算法采用连续潮流(CPF)技术并考虑了系统的静态安全约束和暂态稳定约束。采用基于潮流和暂态能量函数的灵敏度技术来确定TTC计算过程中的极端发电负荷增长模式,从而得到了保守和乐观情况下的TTC结果,形成保守和乐观TTC的区间。这种TTC区间可以帮助调度员正确把握系统关键断面的安全水平;另外,保守和乐观TTC结果对应的发电负荷增长模式的差异,为调度员进行合理的调度操作提供了有益的决策信息。测试系统和实际电网的应用效果证明了该算法的有效性和实用性。     

电力系统规划与静态安全评估软件设计与实现

设计并实现了电力系统规划与静态安全评估相结合的应用软件,基于模块化的思想将系统分为电源规划、电网规划、静态电压稳定分析与安全风险评估4个功能模块。采用ORACLE数据库统一管理各模块所需数据,保证了模块之间的数据同步。在电源规划中采用改进的等备用率法进行机组检修规划,实现了多分段机组随机生产模拟技术,并考虑了水电机组和抽水蓄能机组。在电网规划中增加了N-2安全校验。在静态电压稳定分析中采用了基于π型基本回路模型的电压稳定指标。在安全风险评估中建立了能定量评估规划网络和运行网络安全状况的风险评估指标体系。华东地区某实际电力系统的仿真计算验证了该软件系统架构和算法的正确性和有效性。