基于随机优化的割集空间电压稳定域可视化

电压稳定域可视化能够方便调度人员监视电力系统的电压安全裕度,为其决策提供依据。为克服现有算法不能给出概率意义可信度的不足,分别提出了基于理想模型（独立正态分布）的随机优化算法和基于一般模型（非独立正态分布）的数据拟合Monte Carlo算法,以实现割集空间电压稳定域的可视化。其中,基于理想模型的随机优化算法不需要产生大量的随机数,计算过程简洁、高效,且可得到割集空间电压稳定域边界超平面近似的方程。进一步,为了评价利用该超平面方程判断电压稳定的可信度,提出用随机优化的目标函数—正确率作为置信度指标。基于该指标选择割集功率,可显著提高电压稳定评估的正确率。此外,文中将割集空间概念推广到拟割集空间,使电压稳定域的可视化更准确,更易于工程实现。IEEE39节点系统的仿真分析验证了所述算法的有效性。     

静态电压稳定域边界的二次近似分析

提出基于隐函数求导法的注入空间静态电压稳定域和实用静态电压稳定域边界的二次近似算法。与现有的电压稳定域边界的线性近似方法相比,该方法能在大范围内更加精确地逼近稳定域边界,并能确定电压稳定域边界的凸凹性。进一步,利用状态变量对于参数变量的二次偏导数,给出线路空间中稳定域边界二次近似的解析表达式,进而得到割集空间中电压稳定域边界二次近似的解析表达式。据此可实现静态电压稳定域的可视化,并可指导电力系统的安全运行。IEEE-9和IEEE-39 节点系统仿真验证了所提出算法的有效性。     

电力系统电压稳定域的局部可视化描述及其应用

该文推导出电力系统静态电压稳定域边界的切平面表达式,可在发电机注入空间中对电压稳定域边界的局部进行二维或三维图形可视化.运行人员任意选定2台或3台参与有功调度的发电机,即可在所选发电机注入空间中迅速得到静态电压稳定域边界的近似局部.在可视化过程中,为了对发电机注入空间降维,文中还提出了一种寻找对系统电压稳定域边界影响较大的敏感发电机节点的方法.由于利用文中方法只需通过一次连续性潮流计算即可获得稳定域边界上的切平面,使得稳定域的在线计算及可视化成为可能.     

基于微扰的割集电压稳定域局部边界求解方法

给出通过对运行点实施微扰以获得割集电压稳定域(CVSR)局部边界的新方法.首先利用潮流追踪,确定对割集每条支路潮流影响最大的发电机-负荷节点对,通过对其实施控制以实现对每条支路潮流增、减双向的精确微扰;然后利用微扰后的运行点,确定系统的电压稳定临界点,进一步得到CVSR边界在增、减两扰动方向上的局部近似边界;最后,通过平移和加权处理,得到CVSR局部边界的精确结果.多个系统的验证结果表明,该方法可有效降低CVSR边界的拟合误差.     

电力系统割集空间静态电压稳定域的可视化及实现

全域的可视化可以提高电力系统的可观测性，帮助调度人员快速估计系统当前的安全状态，针对应采取的预防性措施做出正确的预断。介绍了静态电压稳定域可视化系统的理论与数值仿真依据，以及在河南电网调度通信中心能量管理系统(EMS)上的可视化软件的开发情况。该软件包以定时获取SCADA实时量测数据为基础，快速计算关键断面在割集功率空间中的潮流传输极限边界，并采用OpenGL 3D图形开发技术首次实现了电力系统稳定域在EMS上的可视化，为运行调度人员提供了系统电压稳定性测度的直观显示。由于避免了大规模的连续潮流计算，每个计算周期在几秒至几分钟内（由网络规模大小决定）即可完成，因此在线电压稳定性监视功能得以实现。软件包在Digital UNIX操作平台上开发，对多种UNIX系统具有很好的兼容性和可移植性，为在新一代EMS中嵌入该功能模块奠定了良好的基础。     

静态电压稳定域的三维可视化技术

近年来对静态电压稳定域的研究表明其边界可在较大范围内以超平面的形式近似拟合,在三维空间中体现为一个空间平面,该结论降低了实现静态电压稳定域可视化的难度.文章利用上述研究成果依据同一断面上不同线路的电压稳定严重程度对其进行排序,以OpenGL为图形开发工具开发了静态电压稳定域的三维可视化系统.该系统已在河南电网投入使用,可帮助调度人员在线监视与评估不同运行工况和不同负荷增长方式下的电网电压稳定裕度.     

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。     

电力系统割集空间静态电压稳定域的可视化及实现

安全域的可视化可以提高电力系统的可观测性,帮助调度人员快速估计系统当前的安全状态,针对应采取的预防性措施做出正确的预断。介绍了静态电压稳定域可视化系统的理论与数值仿真依据,以及在河南电网调度通信中心能量管理系统(EMS)上的可视化软件的开发情况。该软件包以定时获取SCADA实时量测数据为基础,快速计算关键断面在割集功率空间中的潮流传输极限边界,并采用OpenGL 3D图形开发技术首次实现了电力系统稳定域在EMS上的可视化,为运行调度人员提供了系统电压稳定性测度的直观显示。由于避免了大规模的连续潮流计算,每个计算周期在几秒至几分钟内(由网络规模大小决定)即可完成,因此在线电压稳定性监视功能得以实现。软件包在Digital UNIX操作平台上开发,对多种UNIX系统具有很好的兼容性和可移植性,为在新一代EMS中嵌入该功能模块奠定了良好的基础。     

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。     

静态电压稳定域边界的切平面分析

提出了基于全参数空间的静态电压稳定域的2种切平面计算方法：特征向量法和隐函数求导法。2种方法均可考虑各种因素对于电压稳定域的影响。其中隐函数求导法还能够计算状态变量对于独立参数变量的偏导数。在此基础上，建立了从功率注入空间到线路传输功率空间的映射关系，可以解析求出割集功率空阎电压稳定域的超平面近似表达式，从而避免了现有数据拟合算法的局限性，提高了计算速度。此外，文中考虑电力系统运行限制对于电压稳定的影响，提出了实用电压稳定域的概念，并计算了相应的切平面。进一步在电压静态稳定域切平面分析的基础上，提出了3类电压稳定指标，有利于综合评估系统电压稳定水平。IEEE9和IEEE39节点系统的仿真分析表明，所提出的电压静态稳定域的切平面分析法可准确评估系统的电压稳定水平，为电力系统的安全运行提供了决策依据。     

考虑静态电压稳定约束并计及负荷和发电机出力不确定性因素的概率最大输电能力快速计算

针对电压稳定约束条件下的概率最大输电能力(TTC)进行了研究,考虑了负荷和发电机出力分配不确定性因素对TTC的影响,提出了一种将MonteCarlo仿真和静态电压稳定域方法相结合的概率TTC快速计算方法。文中推导出全注入空间中静态电压稳定域边界的局部切平面表达式,结合聚类分析,采用多个切平面描述静态电压稳定域边界,经验证,该方法计算速度远远快于传统方法,并且具有较高精度,能够满足工程上概率ATC在线计算的需要。     

考虑风电接入的电网静态电压安全域计算

实现快速、有效的系统安全裕度评估,能够为系统运行控制提供决策指导。为掌握电网的安全运行态势,提出一种考虑风电接入的电网静态电压安全域计算方法。首先,利用连续潮流模型并结合电压安全约束,构建系统电压安全裕度指标,用于衡量运行点的安全状态。其次,融合灵敏度方程和启发式算法求得电压安全裕度,实现负荷裕度量化评估。然后,通过引入考虑相关性的风速预测方法,为态势预测奠定基础。最后,通过IEEE 118节点测试系统验证所提方法的有效性和可行性。通过算例仿真可知,当风电渗透率较高时,风电场出力之间的相关度越大,电压安全裕度的波动范围也越大。     

含混合多端直流的电力系统静态电压稳定域构建

针对含混合多端直流输电(Hybrid-MTDC)的交直流系统静态电压稳定域(SVSR)构建难题,提出一种含Hybrid-MTDC的交直流系统静态电压稳定域边界(SVSRB)快速搜索的预测-校正方法。计及多类型换流站的控制策略切换特性和站间控制策略协同,构建含Hybrid-MTDC的交直流系统连续潮流模型,搜索SVSRB上的首个临界点。借助获取的首个临界点信息,根据SVSRB拓扑特性,通过所提预测-校正模型实现含Hybrid-MTDC的交直流系统SVSRB上相邻临界点的快速、准确获取,进而构建出含Hybrid-MTDC的交直流系统SVSR。通过含Hybrid-MTDC的IEEE 5节点和IEEE 118节点测试系统对所提方法进行分析验证,结果表明所提方法可实现含Hybrid-MTDC的交直流系统SVSR高效、准确构建。     

一种求解电力系统稳定边界上不稳定平衡点的方法

提出一种基于伴随系统和变号系统的求解电力系统经典模型稳定边界上不稳定平衡点的方法。对于一个非线性自治动力系统，存在一个伴随系统，该伴随系统是一个梯度系统，原始系统的所有平衡点都是伴随系统的渐近稳定平衡点，并且每一平衡点存在解析形式的Lyapunov函数。变号系统能将电力系统经典模型降维系统的稳定平衡点变为I型不稳定平衡点，利用该平衡点的1维不稳定流形，生成一族轨迹，沿轨迹寻找伴随系统Lyapunov函数达到极小值的点，这些点一般位于某平衡点伴随系统的稳定域内。以该点为初值对伴随系统进行积分即可收敛到该平衡点。该方法能快速有效的寻找到稳定边界上的不稳定平衡点。在IEEE-10机39节点系统和IEEE-17机162节点系统上仿真，验证了该方法的有效性。     

考虑静态电压稳定约束并计及设备故障概率的TTC快速计算

提出一种基于MonteCarlo仿真和静态电压稳定域方法的概率最大输电能力(TTC)分层计算模型,实现了综合考虑负荷、发电机出力和设备故障不确定性因素的概率TTC快速计算。针对设备故障引起的电压稳定域边界的改变,利用阻尼牛顿法从故障前稳定域边界点直接计算得到故障后稳定域边界点,用切平面描述故障后稳定域的局部从而快速得到该故障情况下的TTC。