电力系统暂态稳定计算的一种时间并行算法

介绍了一种电力系统暂态稳定计算的时间并行算法。该算法应用隐式梯形积分法将描述电力系统有关元件动态特性的微分方程转化成差分方程，采用牛顿法对相应的差分方程和网络代数方程进行联立求解。借助于流水线处理技术的思想方法，实现了对暂态稳定计算中多个积分时间步的并行求解。描述了所提出的算法在IBM-SP2并行计算机上的实现方法。通过大型电力系统的仿真计算，对所提出的时间并行算法进行了评估。     

计及广域信号多时滞影响的电力系统附加鲁棒阻尼控制

针对基于广域测量系统的多时滞电力系统低频振荡阻尼控制的研究不足以作为主要控制方法之一的鲁棒控制方法求解参数步骤复杂的缺陷,提出一种可直接求解控制参数的多时滞广域电力系统阻尼控制器的设计方法。利用Lyapunov-Krasovskii泛函理论推导出的多时滞系统稳定判据,将控制镇定问题转化为线性矩阵不等式的可行性问题,直接求解控制参数,避免了传统方法中利用智能算法迭代求解参数的不便。4机2区域系统的时域仿真结果表明,所提出的多时滞阻尼控制方案能有效抑制区间模式的低频振荡,提高电力系统的稳定性。     

电力系统暂态稳定最小负荷裕度的计算方法

为考虑不同的负荷—发电增长方向对电力系统暂态稳定负荷裕度的影响,提出了计算电力系统暂态稳定最小负荷裕度的最优化模型。该模型使用改进PEBS法提供的暂态稳定量化指标构成稳定约束条件,具有与暂态时域仿真相同的模型适应性。根据点到曲面最短距离的基本定理,给出了求解所提出最优化模型的数值方法。该方法的基本思想是以暂态稳定临界点处暂态稳定边界曲面的法向量作为求解迭代过程中的负荷—发电增长方向,反复迭代求出暂态稳定最小负荷裕度。理论上,该模型不但可以计算各种发电—负荷增长方向上的暂态稳定最小负荷裕度,也可用于计算暂态稳定最大负荷裕度。所提出的计算电力系统暂态稳定最小负荷裕度的最优化模型及其求解方法可以考虑各种系统运行参数的约束。数值算例验证了所提出的模型及求解方法。     

基于模糊线性规划的电力系统经济负荷分配算法

提出了一种应用模糊线性规划优化理论求解电力系统经济负荷分配的方法。该方法以发电费用为目标函数,将各机组有功功率转变成变量,利用模糊线性规划法的遍历性、随机性和规律性直接对目标函数寻优,有效地保证解的精度。仿真结果表明,所提出的方法搜索速度快,求解精度高,是解决电力系统经济负荷分配问题的有效手段。     

基于凸包理论的含风电电力系统负荷恢复方案优化

大停电事故后,合理的负荷恢复策略对加快电力系统恢复、减少停电损失具有重要意义。针对标准交流潮流方程的非凸性导致负荷恢复模型求解效率低的问题,提出了基于凸包理论的含风电电力系统负荷恢复方案优化方法。首先,简要介绍了凸包理论以及非线性函数的凸包构建方法。其次,针对风电出力的不确定性,采用条件风险价值理论处理风电波动带来的风险,进而建立了直角坐标系下基于凸包理论的电力系统负荷恢复二阶锥优化模型,其中,交流潮流方程中的非线性项采用凸包表达。针对无法精确确定凸包参数的问题,提出了基于迭代更新的参数优化方法,减少因凸包引入的松弛误差。所提出的模型为混合整数二阶锥规划模型,可采用商业求解器高效求解。最后,采用IEEE 39节点系统和改进的广东电力系统验证了所提出模型的有效性。     

考虑光伏并网的电力系统无功优化

电力系统无功优化,特别是动态无功优化,对于系统的暂态安全性具有较大作用。目前,新能源接入电网,特别是光伏电池接入已成为一种趋势。但光伏设备出力通常具有较大的不确定性,对电力系统电压特性产生较大影响,因此有必要在电力系统无功优化中考虑光伏设备的不确定性,从而保证电力的安全稳定性。基于此,文章提出一种考虑光伏接入的电力系统无功优化方法,并提出一种三阶段求解算法对所提问题进行求解。所提算法在实际电网中进行分析并检验了可行性。     

铁道电气化在电力系统中引起的谐波计算方法

本文首次提出了一种求解电力系统中铁道电气化所引起的谐波计算方法,它比较准确地给出了国产韶山Ⅰ型(SS1)电力机车及铁咯牵引网的数学模型,考虑了牵引变电所的不同接线方式,并利用电力系统的数学模型,组成了全系统的数学模型,采用高斯-赛德尔方法迭代求解。本方法可以用研究SS1型电力机车的谐波电流,同时可以计算电力机车在电力系统中造成的负序分量、各次谐波电压及谐波电流。算例结果证明了该方法的有效性。     

电网虚假数据注入攻击的双层优化模型

近年来随着智能电网技术和信息技术的发展,电力系统受到网络攻击的可能性越来越大。基于状态估计原理提出了虚假数据注入(FDI)攻击双层非线性优化模型。上层模型中,网络攻击方对电力系统测量数据展开攻击,其目的是寻找最优攻击方案使电力系统的经济损失最大化,以量测攻击范围和状态估计残差为约束条件,而下层模型采用安全约束经济调度模型,调度运行人员根据状态估计处理后的负荷数据优化调度电力系统的运行。针对双层优化模型的复杂性,利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件将其转化为单层非线性规划模型后求解。在GAMS上实现所提出虚假数据注入攻击非线性规划模型的编程仿真,并调用非线性规划求解器BARON进行求解。算例分析结果表明FDI双层优化攻击可能严重危害电力系统安全和经济运行,验证了所提出模型和方法的有效性。     

电力系统稳定性正规形分析法中Hessian矩阵的研究

电力系统稳定性正规形分析法中出现的Hessian矩阵,是对系统非线性向量函数进行二阶偏导,它包含了系统的众多非线性信息,为了进一步简化求解过程,提出了一种新的Hessian矩阵数值微商优化算法。所提算法是在电力系统动态微分方程雅克比矩阵的基础上,直接进行Hessian矩阵计算,这种方法省去了解析法求解二阶偏导的复杂过程,提高了计算效率。通过对算例计算,结果表明所提方法的有效性。     

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。     

风电对电力系统运行的价值分析

从电力系统运行的角度，提出了基于随机模拟技术的定量分析计算风力发电对电力系统运行的价值的方法。定性地描述了风电并网引起的电力系统运行方式的变化和由此带来的发电变动情况。根据常规火电机组的边际发电成本曲线，分析了风电价值的构成。指出了风电价值与风电场所在地风资源特性、风电机组技术参数、风电负荷在电力系统负荷中所占比例以及配合风电运行的火电机组的耗量特性有关，给出院计算风电价值和灵敏度分析的数值实例。文中的概念性分析方法也适用于复杂电力系统。     

变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器

阐述了一种用于高电压变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器。该系统包括无源滤波器和有源滤波器两部分，其中有源电力滤波器能同时补偿大容量变电站的功率因素和电流谐波。文章提出了大功率混合型电力滤波器的一种配置，讨论了其工作原理，给出了无源滤波器的设计和有源滤波器的谐波电流注入分析。阐述了有源滤波器中基于DSP的数字控制器。最后，仿真结果和实际工程应用都证明这个系统有着良好的无功补偿和谐波滤波性能。     

电力市场竞争与电力调度——在’96全国能量管理系统及其在地区电网中的应用学术研讨会上的讲话

简要介绍了欧美诸国电力系统经营方式从垄断转变为市场竞争的改革问题，将现有电力市场竞争分为批发竞争和零售竞争两个层次，指出调度员公平的估计电价是电力市场的核心，同时介绍了发展电力市场所需的新技术、新设备     

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.     

基于潮流组成分析及成本分摊的无功功率电价

无功功率实时电价具有丰富的系统边际成本信息,是计算电力市场下的无功功率价格的一种较好的方法。但是实时电价的缺点是对系统参数和结构变化较敏感,不易实时计算,且不能准确回收系统的投资和运行成本。文中在潮流组成分析的基础上,对联营模式的电力市场中基于综合成本分摊的无功功率价格进行了研究,提出了一种实用的计算方法。基于综合成本分摊的无功功率电价包括2个部分：无功功率的发电成本和无功功率的输电成本。以IEEE-14节点系统为例对无功功率成本电价进行了仿真计算,计算结果表明了该方法的可行性及合理性。     

电力市场条件下电力系统可靠性问题

在竞争的电力市场中,发电机组投资的决策取决于项目的回报,而不是预期的备用率,因此,与发电系统有关的可靠性是由电能价格来维持的;在电力市场环境下,电力交易瞬息万变,电力调度既要保证公平竞争,又要保证安全运行,因而必须全面审定并研究和制订新的安全运行导则,并开发新的为运行服务的软件;辅助服务是电力市场最重要的特征之一,关系电力系统的安全运行与可靠性;现代继电保护已发展为非常可靠的系统,但原有的保护原则     

电力系统临界电压崩溃潮流的柔性节点算法

针对电力系统电压崩溃问题,该文在负荷临界电压崩溃特性分析基础上,讨论功率型负荷的电力系统临界电压崩溃的潮流计算方法.提出利用交流电路临界电压崩溃的特性,规避崩溃支路,设置等值的柔性节点及柔性等式约束条件处理等措施,构成电力系统负荷临界电压崩溃的柔性节点潮流算法,为大型电力系统工作域的边界分析提供定量计算方法.IEEE5节点算例表明,所提算法是正确有效的.     

大区电网互联及电力交换方案的研究

本从论述我国能源布局与水火电力界面出发，分析了全国的电力流向，阐明了河南电网在能源交界面和水火电力交换中的地位，以及与三峡电站和全国联网的关系，在提出全国联网方案并进行技术经济比较的基础上，对能源布局和水火电力调节方式进行了分析论证。     

华东电网电能量计费系统及其应用

华东电网电能量计费系统2001年2月1日正式投入试运行以来运行情况良好，数据完整性达到99.999%，改变了老系统数据可靠性不高而只能作为考核不能用于结算的问题。由于系统采集的是1min间隔的电度量数据，为华东电网的ACE考核以及即将实施的CPS考核提供了技术手段。该系统的建成也为以后电力市场技术支持系统的实施做好了准备。     

电力市场条件下无功支持服务补偿成本分析

在电力市场条件下发电厂为系统提供无功功率支持是一种重要的辅助服务,也是保证系统安全稳定运行、提高电能质量、降低损耗、确保电能交易顺利进行的有效手段,所以必需对无功支持服务进行综合的成本分析.作者从发电厂和电网两方面综合分析了发电厂无功支持服务的补偿成本,根据发电机的运行极限分析了机会成本的产生机理,并获得从发电侧提供无功支持服务的直接成本分布函数.又从电网侧分析无功支持服务对系统的贡献情况,探讨其系统贡献成本.在市场条件下发电厂提供无功支持服务应得到来自两方面的综合经济补偿,以便引导无功容量投资和保证电力系统安全稳定运行.