基于PMU量测的配电网稀疏估计

同步相量量测技术的应用为配电网估计如潮流雅可比矩阵估计和电压/相角-功率灵敏度估计提供了重要技术基础。针对潮流雅可比矩阵的相关性、稀疏性和对称性,提出了一种基于同步相量测量单元量测数据的潮流雅可比矩阵和灵敏度矩阵的稀疏估计方法,在较少量测下,有效估计了雅可比矩阵和灵敏度矩阵。进一步针对量测过程中出现的不良数据,引入鲁棒性更大的加权最小二乘法,提高了算法的鲁棒性。最后,通过IEEE33节点配电系统验证了方法的可行性。     

基于预处理BICGSTAB法的电力系统潮流并行计算方法

为实现大规模电力系统潮流的准确、快速求解,以非精确牛顿法为基础,提出一种基于CPU-GPU异构平台的电力系统潮流并行计算方法。修正方程组的求解是牛拉法潮流计算中最为耗时的部分,提升修正方程组的求解效率可有效提升潮流计算效率。为此,根据雅可比矩阵的不对称不定性,采用稳定双正交共轭梯度(bi-conjugate gradient stabilized, BICGSTAB)法进行修正方程组的求解。进一步,为改善BICGSTAB法的收敛性,根据雅可比矩阵的稀疏性和类对角占优性,提出一种改进PPAT(Preconditioner with sparsity Pattern of AT, PPAT)预处理器和改进Jacobi预处理器相结合的两阶段预处理方法,并对雅可比矩阵进行预处理,提升BICGSTAB法的收敛性能。然后,将上述潮流算法移植到CPU-GPU异构平台,实现电力系统潮流的并行求解。最后,通过不同测试系统算例对所提方法进行验证、分析。结果表明,所提潮流并行计算方法可实现电力系统潮流的准确、快速求解。     

基于变量代换的辐射型配电网潮流算法

为实现配电管理系统对配电网潮流的高效计算要求,基于变量代换和稀疏技术提出了一种高效的辐射型配电网潮流计算改进算法。该算法根据辐射型配电网特有的拓扑结构和特点,利用变量代换将潮流计算中2/3的不平衡量方程变成线性方程,从而使得其形成的雅可比矩阵非零元素为常数,不用重复计算。而另外1/3的不平衡量方程也相对简单,使得雅可比矩阵非零元素易于计算,从而简化了计算和易于编程。由于雅可比矩阵中非零元素较少且都相对固定,易于稀疏表示。最后,通过不同测试系统仿真比较,证明了该算法的计算时间仅为传统牛顿-拉夫逊算法的10%左右,且明显小于前推回代算法的计算时间,以及其收敛性也优于传统牛顿-拉夫逊算法和前推回代算法。     

牛顿法潮流计算的高效综合稀疏技术

提出了一种快速实现潮流计算的牛顿法综合潮流稀疏技术。雅可比矩阵的节点分块结构能有效提高矩阵的形成、修正与线性方程组求解效率。基于此创建了一种由十字链表层和二叉链表层构成的二层链表结构,十字链表层存储雅可比矩阵,二叉链表层存储节点导纳矩阵,两者之间的对应元素通过指针直接关联。在雅可比矩阵形成与修正过程中,通过两层链表之间的关联结构可直接从二叉链表层中提取导纳信息形成或修正十字链表层中的雅可比矩阵,避免消元操作引入的注入元对原始雅可比矩阵结构的破坏所带来的影响。十字链表层可直接应用于分块雅可比线性方程组求解操作,同时,通过保留链表结构等措施进一步提高线性方程组求解速度。通过IEEE57到波兰2746节点等5个网络的潮流计算表明:所提出的潮流综合稀疏技术相对于流行的稀疏技术,效率优势明显。     

基于直流潮流的网损微增率算法

介绍了一种基于直流潮流的网损微增率新算法直流雅可比矩阵法，该方法以直流潮流为基础，引入虚拟网损负荷变量并构造出带有松弛负荷变量的有功不平衡方程雅的可比矩阵，在解潮流过程中只需求解n阶矩阵的转置矩阵，即可获得各个节点的网损微增率。算例表明，直流雅可比矩阵法在计算速度和优化结果等方面都具有很大的优越性。     

一种快速的定雅可比潮流算法

完美地组合了电流注入型潮流算法和保留二阶项的快速潮流算法的优点,弥补了二者的不足之处,提出了一种快速的定雅可比潮流算法.该算法修正方程式的雅可比矩阵是通过对电流注入型潮流算法PQ节点的雅可比矩阵进行改造而得来的,是一个对称的常数雅可比矩阵.修正方程式的常数项是在保留潮流方程式非线性项的基础上进行简化改进而获得的,是一个非常简单的修正公式,在迭代过程中完全不需要进行节点电压的修正和节点功率的计算.这些处理,既保证了算法的收敛性,又大大提高了计算速度.详细论述了该算法的原理及用法.最后将它与牛顿法、定雅可比牛顿算法、PQ分解法、快速解耦法(FDLF)等潮流算法在多个算例上进行了收敛性能和收敛速度的比较,结果证明该算法收敛速度远大于牛顿法和定雅可比牛顿算法,收敛能力与定雅可比牛顿算法相当,算法适用能力比PQ分解法和快速解耦法强.     

一种快速的定雅可比潮流算法

完美地组合了电流注入型潮流算法和保留二阶项的快速潮流算法的优点，弥补了二者的不足之处，提出了一种快速的定雅可比潮流算法。该算法修正方程式的雅可比矩阵是通过对电流注入型潮流算法PQ节点的雅可比矩阵进行改造而得来的，是一个对称的常数雅可比矩阵。修正方程式的常数项是在保留潮流方程式非线性项的基础上进行简化改进而获得的，是一个非常简单的修正公式，在迭代过程中完全不需要进行节点电压的修正和节点功率的计算。这些处理，既保证了算法的收敛性，又大大提高了计算速度。详细论述了该算法的原理及用法。最后将它与牛顿法、定雅可比牛顿算法、PQ分解法、快速解耦法（FDLF）等潮流算法在多个算例上进行了收敛性能和收敛速度的比较，结果证明该算法收敛速度远大于牛顿法和定雅可比牛顿算法，收敛能力与定雅可比牛顿算法相当，算法适用能力比PQ分解法和快速解耦法强。     

基于牛顿法的配电网络Zbus潮流计算方法

根据配电网的特点,在比较各类算法的基础上提出了一种新的基于牛顿法的配电网潮流算法。该算法从Zbus算法出发,对网络方程进行虚实部分解,形成的雅可比矩阵与节点导纳矩阵有极大的相似性,迭代中雅可比矩阵仅有少部分对角元素需要修改。算法通过修改雅可比矩阵元素来处理PV节点,还能够处理几种不同类型的负荷模型。理论分析和计算表明该算法性能优良,是配电网络潮流分析的有效方法。     

雅可比矩阵的奇异性检测和网络孤岛的判断

提出了一种以雅可比矩阵子矩阵H为检测矩阵,来检测雅可比矩阵奇异性和网络孤岛的方法。 该方法在对检 测矩阵三角分解的过程中,检查其列向量的线性相关性,从而判断雅可比矩阵的奇异性,仅通过一次回代即 可判断出引起雅可比矩阵奇异的原因及各孤岛的节点组成。算法简单,对牛顿法和PQ分解法都适用,只需在 原有的程序上稍加扩充。大量的算例证明了该方法的正确性和有效性。     

基于稀疏近似逆预处理的牛顿－广义极小残余潮流计算方法

研究了潮流迭代求解中的雅可比矩阵预处理方法。利用矩阵分裂以及矩阵求逆运算的松弛方法，提出了两种新的稀疏近似逆预条件子或预处理方法，这两种预处理方法与牛顿－广义极小残余算法相结合，可以改进潮流计算的收敛性。最后用IEEE 300节点系统的分析计算结果验证了所提方法的有效性。     

基于自适应进化规划的电网多目标优化运行

人随机优化技术及生物进化机制角度出发,在常规进化规划算法的基础上,提出一种新颖的自适应进化规划算法,并首次将其应用于求解电力系统多目标优化运行问题。对优化模型、遗传操作等方面进行了更深一步的研究。数学算例及应用实例表明该算法十分有效,有广泛的应用价值。     

改动分隔屏对喷燃锅炉屏式过热器后速度偏差沿高度方向分布特性的影响

试验研究了在改动前分隔屏的工况下 ,四角喷燃锅炉屏式过热器后 ,左右速度偏差沿水平烟道高度方向的分布特性 ,改动分隔屏的各工况分别为 :向左侧偏转 30°、45°、6 0°;全部偏置在右侧以及各个前屏向左侧偏转不同角度的组合式偏屏。研究表明 ,屏式过热器后左右速度的偏差主要集中在水平烟道的下半部区域。在改动屏的各工况中 ,均能使这一区域的速度偏差系数有不同程度的下降 ,与标准运行工况相比 ,下降幅度为 2 0 %～ 5 0 %。     

封锁脉冲运行方式下静止无功发生器直流侧过电压产生的机理及抑制方法

针对无功发生器（ＡＳＶＧ）的多重化逆变器结构,研究在封锁脉试上,静止无功发生器直注测电容产生过电压的机理并在此基础上,提出了防止过电压的对策。研究成果已３００ｋｖａｒＡＳＶＧ上得到成功应用。     

三相辐射配电网状态估计方法

提出了一种基于牛顿法的三相配网状态估计算法。该算法充分利用辐射配网的特点,计及三相不平衡,采用分解形式的雅可比矩阵,每步迭代时不需要重新分解。理论分析和实际算例表明,该算法收敛可靠,运算速度快,内存占用少,量测适应性好。     

基于状态观测器的汽轮发电机组扭应力测量

讨论了基于模型仿真的汽轮发电机组轴系扭应力监测装置的测量误差,指出模型误差和初值差对扭应力计算精度有明显影响,在此基础上提出了用状态观测器实现扭应力测量的方法,通过优选观测器反馈增益矩阵,能够较好地克服模型误差和初值误差对应力测量的不良影响。     

高压线路方向保护新原理的研究

应用综合相量的概念,提出了一种高压输电线路故障方向判别的新原理,能在较短的数据窗内计算出电压、电流的相位差,从而达到判断故障方向的目的。该继电器的动作速度快于常规的基于工频电气量的方向保护,其可靠性优于行波方向保护,且具有较高的灵敏度。     

三相变四相电力变压器的阻抗理论研究

分析了三相变四相电力变压器中性点接地条件及三相输入阻抗平衡条件,提出了设计这种变压器的绕组阻抗关系理论,并进一步讨论了这种变压器实施的绕组布置方案。     

静态电压稳定分析中的动态元件模型及其实现

阐述了用于静态电压稳定分析的动态元件模型及其实现。由于该模型计及了大规模电力系统的实际调节和限制特性,使得静态电压稳定分析更加符合实际。算例说明了所建立模型的实际意义和有效性。     

适用于电力系统动态稳定分析的元件建模新方法

介绍一种高度通用的电力系统元件建模新方法,简称为插入式模拟技术(Plug-in Modeling Technique或PMT)。其基本出发点是先将所有的系统元件转化为两类基本的传输模块,然后混合形成整个系统的状态空间方程。其中,任一系统元件均对应于一组子模块,通过联接界面而直接“插入”网络方程。基于此,可任意选取观测、控制信号,并易于处理状态方程与系统参数之间的关系。而对系统稳定性的分析则可采用时域/频域响应、特征根分析、模式分析及灵敏度分析。     

环形行波型超声波马达的设计与试验研究

从行波超声波马达的工作原理出发,根据有限元的分析结果,设计并制作了一种目前国内同类马达中尺寸较小的环形行波马达样机,并测试了效率、扭矩、转速等主要性能参数。