波形松弛法的电力系统暂态稳定性并行仿真计算

仿真计算是进行电力系统暂态稳定性分析迄今为止最可靠的方法.本文提出一个基于波形松弛的电力系统暂态稳定并行仿真新方法.首先按照系统各部分的地理分区将其划分为多个子系统,将通过联络线及边界节点互联的子系统进行等值,从而得出相邻子系统对本子系统的影响;进一步将移置到边界处的子系统等值电流作为子系统间波形交互信息,实现互联子系统之间的解偶和并行松弛求解.在PC集群上的计算结果表明,该算法有比较高的并行加速比和计算效率,在无任何加速措施的情况下,对于较大规模的系统已达到了在线实时计算速度.     

分布式潮流计算异步迭代模式的补充和改进

从原理上对基于异步迭代模式的互联系统分布式潮流计算方法进行了补充分析.每个子系统可以通过数据交换修正其外网的戴维南等值,通过构造基于边界节点状态量的不动点迭代格式,使得异步迭代计算能获得等同于全网潮流的计算效果.从实用性的角度补充说明了该算法的具体实现模式,将分布式计算分为实时等值、异步迭代初始化和异步迭代3个阶段,制定了各个阶段中协调层的代理机制,实现了各子系统间的完全异步运算.子系统可保留传统建模方式,加入和退出分布式计算可灵活选择,特别适合各控制中心之间分层分布能量管理系统(EMS)的应用.在IEEE 118节点系统及一个实际系统的算例中验证了算法的收敛性.     

大型水电站实时仿真电气部分建模方法研究

根据水电站主系统及外部等值系统的结构特点,运用模型解耦方法和动态模型分割求解法,将大型水电站仿真培训系统电气部分的数学模型分解成若干个独立运算的子系统,在此基础上,进一步运用模型压缩方法,将每一子系统的迭代模型阶数降到最低,从而大大减少了每一时步的仿真计算时间,并将该方法应用到一水电站仿真培训系统。     

电力系统及规划

电力系统暂态稳定评估的关联规则挖掘;数字计算机机电暂态与RTDS电磁暂态混合实时仿真系统;南方电网在线稳定分析中的动态等值方案;多层电力系统的异步迭代分布式潮流计算;750kV输变电示范工程1500MVA满负荷试验.     

大型水电站实时仿真电气部分建模方法研究

根据水电站主系统及外部等值系统的结构特点，运用模型解耦方法和动态模型分割求解法，将大型水电站仿真培训系统电气部分的数学模型分解成若干个独立运算的子系统，在此基础上，进一步运用模型压缩方法，将第一子系统的迭代介数降到最低，从而大大减少了每一时步的仿真计算时间，并将该方法应用到一水电站仿真培训系统。     

基于FPGA的配电网暂态实时仿真研究(二):系统架构与算例验证

有源配电网暂态实时仿真需要较强的计算能力作为支持,因此提出基于现场可编程门阵列的有源配电网暂态实时仿真中系统级并行、模块级并行以及底层并行的多层级并行架构,并研究了各层级并行的实现方式。利用模块级并行以及底层并行的设计思想,使用Verilog HDL语言开发了基于浮点数运算的配电网暂态实时仿真系统。为验证该实时仿真系统的有效性,选取典型配电网络并以2?s的仿真步长进行了实时仿真测试,充分验证了所提配电网暂态实时仿真系统在仿真速度、仿真规模方面的优势,通过与Matlab/SimPowerSystems的计算结果进行比较,验证了该系统的仿真精度。     

基于FPGA的配电网暂态实时仿真研究(二):系统架构与算例验证EI北大核心CSCD

有源配电网暂态实时仿真需要较强的计算能力作为支持,因此提出基于现场可编程门阵列的有源配电网暂态实时仿真中系统级并行、模块级并行以及底层并行的多层级并行架构,并研究了各层级并行的实现方式。利用模块级并行以及底层并行的设计思想,使用Verilog HDL语言开发了基于浮点数运算的配电网暂态实时仿真系统。为验证该实时仿真系统的有效性,选取典型配电网络并以2?s的仿真步长进行了实时仿真测试,充分验证了所提配电网暂态实时仿真系统在仿真速度、仿真规模方面的优势,通过与Matlab/SimPowerSystems的计算结果进行比较,验证了该系统的仿真精度。     

基于支路分割和区域迭代的暂态稳定性仿真并行算法

针对市场条件下电力系统暂态稳定性仿真计算问题,应用基于支路分割的系统分裂方法,对子系统间协同完成暂态稳定性仿真分析的并行算法进行了研究,提出了基于区域迭代的暂态稳定性并行算法.该算法在虚拟异步并行计算平台(VAPP)上得到了实现,并用新英格兰10机39节点系统算例和暂态稳定性仿真程序(TSSP)进行了验证.还考察了在3子系统分裂和5子系统分裂情况下,每积分步上子系统间的通信次数和并行计算加速比.该算法是粗粒度的,在一定程度上可适应于市场条件下的电力系统暂态稳定性分析.     

基于异步迭代的多区域互联系统动态潮流分解协调计算

在全局电网分解协调计算中，为增加各子系统计算的独立性，并减小协调计算对通信系统的要求，提出了一种新的基于异步迭代的互联系统分解协调动态潮流计算方法，这种方法允许每个参与分布式计算的子系统自由选择本系统内的Vθ节点，采用内、外两层迭代的方式求解整个互联系统的动态潮流。以各子系统单独潮流计算作为内层迭代，再利用边界条件构造关于边界节点状态量的不动点迭代格式，通过不断修改各子系统相应外边界节点的等值注入作为外层迭代来统一全网潮流解。所提出的算法经IEEE9节点试验系统验证，可获得全网动态潮流解。     

基于等值信息交换的分布式抗差估计算法

提出了一种基于等值信息交换的分布式抗差状态估计算法。各子系统通过等值计算将自身量测信息浓缩成等值信息,协调层收集各子系统的等值信息计算出边界状态量进而实现分布式状态估计。此外,在分布式算法基础上实现了分布式抗差估计。采用等价权原理将指数型目标函数抗差估计方法转换成变权重的加权最小二乘估计,并基于不动点迭代的方法进行求解。在求解过程中,等值信息随着权重值的变化而不断更新,子系统得以综合全系统信息进行抗差估计。最后,构造了多子系统算例和含不良数据的算例对算法进行测试。测试结果表明分布式抗差估计算法具有很高的计算精度和很好的抗差性能。     

电力系统并行仿真计算的一种新算法

针对电力系统并行仿真算法中的分块对角加边模型提出了一种新的交替迭代解法。电力系统分成几个子系统和一个协调系统。每个子系统由一台计算机计算 ,协调系统由一台或多台计算机完成。每个子系统引入两个新矩阵 ,协调系统引入一个矩阵。仿真实例计算结果表明 :新方法具有很好的收敛性     

用支路分割区域迭代法作同调机群协同识别

动态等值是提高复杂大型互联系统动态行为分析速度的一种有效方法。在电力市场条件下,区域子系统运行具有相对独立性,系统数据具有一定的不透明性。本文研究了与市场条件相适应的区域互联电力系统发电机同调识别问题,基于经典的时域仿真算法,提出了一种子系统同调机群分布式识别方法。在支路分割的系统分裂下,邻接区域子系统间通过交换少量边界母线信息,完成区域迭代,实现对子系统同调机群识别。通过10机39节点系统算例,验证了该方法的有效性。     

基于改进多中心-校正内点法的最优潮流

提出了一种改进的多中心-校正内点法,该方法采用超立体空间映射技术,通过合理配置一些关键映射参数改善映射空间的数值结构,使算法在每次迭代时能获得较大的迭代步长和较好的中心方向,从而加快算法的收敛.通过IEEE14、30、57、118节点4个测试系统的仿真计算表明,该算法收敛快,其迭代次数与每次迭代进行4次中心-校正计算的多中心-校正内点法基本相当,而且鲁棒性好,未出现数值稳定问题.文章还对算法收敛判据的设置和初值的选取作了较详细的讨论.     

并行仿真计算中的新交替迭代解法

本文针对电力系统并行仿真算法中的分块对角加边模型提出了一种新的交换代解法。电力系统分成几个子系统和一个协调系统。每个子系统由一台计算机计算,协调系统由一台或多台计算机完成。每个子系统引入两个新矩阵,协调系统引入一个,仿真实例计算结果表明,新方法具有很好的收敛性。     

多馈入直流输电系统充裕度评估的模型和方法

建立了多馈入直流系统充裕度评估的容量模型,该模型将直流系统分为阀组、极、双极3个子系统,通过串联和并联的形式将这3个子系统组合成整个直流系统,将合成的直流系统与发电系统串联形成单馈入直流系统,将各单馈入直流系统并联组成多馈入直流系统.文中提出了子系统串联和并联连接时容量模型的等效方法,并基于多馈入直流系统的容量模型计算了充裕度指标,算例分析结果表明文中提出的模型和方法是合理的,对多馈入直流系统的充裕度评估有一定的指导意义.     

改进的暂态稳定分布式并行仿真算法

针对基于支路分割和区域迭代的暂态稳定分布式并行算法的计算效率问题，根据电力系统机电暂态过程电气变量的响应特点和分布式协同计算实现过程中子系统间的信息交接特点，提出了改善暂态稳定仿真分布式计算效率的积分步初值估计法和积分步内交接变量修正调节法。应用1 000母线200机系统算例，在暂态稳定虚拟并行计算平台VAPPTSSP上对改进算法进行了验证。改进算法降低了系统计算收敛交接变量的必要通信频度，改善了数值仿真系统的迭代收敛特性，在较大程度上提高了暂态稳定分布式并行计算的效率。     

电力系统动态等值参数聚合的实用方法

在大规模电力系统暂态稳定分析中，为减少数值仿真的计算量，可采取动态等值的方法对系统进行简化。电力系统动态等值包括相关机群动态识别、网络化简和相关机群参数聚合3部分。针对第三部分提出了一种基于加权法的相关机群详细模型参数聚合的方法，该方法可用于获得等值发电机组及其调节系统的详细模型参数和负荷等值异步电动机的详细模型参数。这种方法既达到了参数聚合的目的，又减少了计算时间。对IEEE10机39节点系统和简单配电系统进行仿真，并与频域法相比较，结果表明了该等值方法的有效性。