静态电压稳定分析的故障筛选和排序方法

提出一种新的故障筛选和排序方法。首先,定义一种负荷裕度阈值,用连续潮流法计算此裕度下的潮流工况,在此工况下,利用最优乘子法依次求解所有的开断潮流,将有解的大部分开断作为安全故障筛选掉,少量无解的则为不安全故障。然后,在基态下利用最优乘子法依次求解不安全故障的开断潮流。有解则为危险故障,并用连续潮流法求解负荷裕度,按裕度给出排序;无解则为失稳故障,结合最小二乘潮流解失配量中隐含的校正控制灵敏度信息,使用序列线性规划法给出使潮流恢复有解的最小切负荷代价,据此代价来排序失稳故障。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提出的方法能快速、可靠、全面地实现电压稳定的故障筛选和排序。     

基于最优乘子潮流估计的故障筛选与排序

提出了一种用于电压稳定安全评估的快速故障筛选和排序方法。该方法从故障前的临界点出发,通过最优乘子潮流法计算得到的故障后边界点来估计故障后临界点,当初始点接近临界点,通过一次迭代即可满足所需的计算精度,从而快速地识别出非严重故障。对于严重故障和某些特殊情况的故障进行了分析并提出了解决办法,保证了对严重故障的估计精度。通过某一实际703节点系统算例验证了该方法的有效性。     

一种模拟负荷动态恢复特性的连续潮流模型

电力系统电压稳定监视与控制需要准确模拟负荷的电压响应特性。负荷在故障后的动态恢复特性是中长期电压失稳或电压崩溃的直接原因。该文提出一种模拟负荷动态恢复特性的连续潮流模型,将负荷功率的时域恢复特性等效转化为负荷静态电压模型中系数的连续变化。文中分别给出ZIP多项式和幂函数2种负荷模型的系数参数化方法,并推导和给出稳定临界点的灵敏度计算公式。负荷恢复型连续潮流可作为一种新的电压失稳故障识别方法。应用该模型在IEEE118节点系统,结果表明负荷恢复型连续潮流可模拟故障后负荷功率的动态恢复过程,识别失稳故障并给出可供预防控制用的灵敏度信息。     

基于最优乘子潮流确定静态电压稳定临界点

给出了一种基于最优乘子潮流求静态电压稳定临界点的新方法.与连续潮流或直接法求解电压崩溃点不同,该方法从潮流的可行域外出发,利用潮流迭代过程中最优乘子的值和最小二乘解提供的信息,沿注入功率变化的方向逼近电压崩溃点.给出了判别和计算鞍结型和约束诱导型分岔点的方法,分析了逼近过程中的各种可能情况.对多个算例测试的结果表明:所提出的方法通过几次迭代即可收敛于静态电压稳定临界点,计算结果与应用连续潮流和直接法一致.     

基于BCU法的多故障暂态稳定约束最优潮流计算

基于稳定域边界的主导不稳定平衡点（BCU）方法,求解暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度,再将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中,建立含多故障暂态能量裕度约束的最优潮流逐次线性规划模型。通过常规潮流计算、基于BCU法的暂态稳定及暂态能量裕度灵敏度计算、基于单纯形法的线性规划算法的交替求解,获得最优解。并对BCU方法和故障模式法进行了比较,在上述的交替求解过程中,故障模式法并不能保证能求出主导不稳定平衡点,但BCU方法能够给出可靠结果。新英格兰10机39节点系统的计算结果验证了所提方法的有效性。     

基于BCU法的多故障暂态稳定约束最优潮流计算

基于稳定域边界的主导不稳定平衡点(BCU)方法,求解暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度,再将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中,建立含多故障暂态能量裕度约束的最优潮流逐次线性规划模型.通过常规潮流计算、基于BCU法的暂态稳定及暂态能量裕度灵敏度计算、基于单纯形法的线性规划算法的交替求解,获得最优解.并对BCU方法和故障模式法进行了比较,在上述的交替求解过程中,故障模式法并不能保证能求出主导不稳定平衡点,但BCU方法能够给出可靠结果.新英格兰10机39节点系统的计算结果验证了所提方法的有效性.     

基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流

在分析多故障暂态稳定约束最优潮流(transient stability constrained optimal power flow,TSCOPF)轨迹灵敏度法存在问题的基础上,提出基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定度约束最优潮流计算方法.根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定约束最优潮流模型中引入严格的暂态稳定判据,并应用轨迹灵敏技术提高计算效率.将故障分为稳定故障、极度稳定故障、一般不稳定故障和极度不稳定故障,分别在暂念稳定约束中分别加以处理,可快速地进行放障筛选.同时,对于小稳定故障不需要寻找临界稳定轨迹,可节省大量的仿真时间.在3机、10机和20机系统上的仿真结果验证了所提出算法的有效性.     

用于静态稳定预防控制的新灵敏度分析法

在研究多重复杂故障对于系统静态非线性影响的连续潮流模型和工具的基础上,提出了一种新的用于电力系统静态稳定预防控制的灵敏度分析方法。一些严重的多重复杂故障会造成电力系统立即失去静态稳定。这些失稳故障都有一个对应于故障参数空间的虚拟的静态稳定临界点。文中提出了一种新的评价失稳故障严重程度的故障失稳裕度指标,并提出了基于这一指标的灵敏度分析方法,给出了各种控制对于故障参数的灵敏度。同时给出了一种基于控制灵敏度和控制类型优先级的预防控制策略。通过一个3000节点的实际系统的计算表明,文中所提出的灵敏度方法是有效的,适合于大型实际系统的静态稳定预防控制。     

预防性安全约束最优潮流的主导故障过滤技术

运用适当的故障过滤方法筛选有效的预想故障,可以提高预防性的静态安全约束最优潮流的计算效率。提出一种新的应用于预防性静态安全约束最优潮流的故障过滤方法,该方法根据故障引起的约束条件越限的程度,将故障区分为主导故障和非主导故障两类。迭代过程中,只将主导故障引入到安全约束最优潮流中计算,经过几次迭代即可求出结果。在IEEE-4、IEEE-14和IEEE-30节点系统上测试本文过滤技术,测试结果表明:应用主导故障过滤技术减小了每次计算的安全约束最优潮流的规模,有效的提高了预防性静态安全约束最优潮流的计算效率。     

一种基于连续线性规划的静态稳定预防控制方法

针对故障后不存在静态稳定平衡点的严重失稳故障,提出了一种静态稳定预防控制算法。该方法基于连续线性规划技术,将预防控制问题分解为故障参数空间上虚拟稳定临界点及其控制灵敏度的计算子问题和基于灵敏度的线性规划控制子问题。在前一个子问题中,运用故障连续潮流工具分别计算得到每个失稳故障的虚拟稳定临界点;在后一个子问题中,采用了筛选参与控制集和限制可控区间等策略来提高线性规划问题计算的有效性。对国外一个3000节点的实际系统的应用表明了所提出的算法是有效、实用的。     

逐步二次规划法在约束潮流中的运用

约束潮流就是当系统的结构、参数及负荷情况给定时，通过选取控制变量，找到能够满足所有运行限制的潮流分布。文中运用最优潮流算法计算约束潮流，将有功、无功出力以及电压值作为控制变量，并使用逐步二次规划法对其进行求解。给出了有关的数学模型和计算流程，介绍了处理Maratos效应的一种的灵敏度算法。中国电科院8机22节点系统和IEEE—118节点系统的计算结果证明了使用SQP方法计算约束潮流的有效性。     

电力市场环境中常规潮流与最优潮流在网损分摊中的应用

潮流计算是电力系统最重要的运算之一,为此,通过算例对BX型快速解耦潮流和最优潮流进行了分析.算例使用基于合作博弈论中的核仁理论的网损分摊方法对这两种潮流计算方法所计算的网损进行了分摊,计算结果表明,采用最优潮流计算网损优于使用常规潮流计算网损,并且基于最优潮流的网损分摊结果更易于被市场成员接受.     

含广义统一潮流控制器(GUPFC)的最优潮流模型和算法研究

广义统一潮流控制器(GUPFC)作为比统一潮流控制器(UPFC)控制能力更强大的FACTS装置，其对最优潮流(Optimal Power Flow)的影响需要深入地研究。根据GUPFC的控制原理，基于功率注入法建立了含GUPFC的OPF数学模型，并采用基于信赖域内点法的最优潮流算法予以求解。该算法采用多步中心校正原一对偶内点法连续求解线性规划子问题，通过信赖域决定线性化步长的选取。对IEEE30和118节点系统作了数值计算，结果表明，GUPFC不仅可控制节点电压而且可控制多条线路潮流，显示出强大的控制能力，同时也说明了含GUPFC的OPF数学模型和算法的可行性和有效性。     

电力系统线路过载的风险评估与预防控制

提出了一种基于线路过载风险的电力系统评估与预防控制方法。该方法应用随机潮流和半不变量法分析了系统运行的不确定性以及造成的线路潮流的不确定性。采用严重度函数描述了线路潮流波动的影响与后果。在此基础上,以线路潮流波动的可能性与严重性的乘积作为线路过载的风险,建立了系统线路过载的风险指标,表征了系统的安全性。并且基于优化潮流和原对偶内点算法建立了线路过载风险预防控制模型,通过对系统控制变量的优化,有效地减少了系统的线路过载风险,提高了系统运行的安全性。在测试系统的计算结果表明了该算法的可行性。     

含暂态能量裕度约束多故障最优潮流计算

借助暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度，将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中，建立含暂态能量裕度约束多故障最优潮流逐次线性规划模型，采用单纯形法求解，取得了较好的效果。此外，还提出了根据大步长单故障最优潮流近似计算获得的暂态能量裕度进行故障扫描方法，并寻找到同一失稳模式下影响系统稳定的关键故障，验证了满足关键故障稳定性要求的最优潮流解可以同时满足同失稳模式下的其它故障的稳定约束。新英格兰10机39节点系统的最优潮流及暂态稳定计算验证了所提方法的有效性。所有优化结果均用一个在电力系统中广泛使用的暂态稳定仿真程序进行了验证。     

一种恢复最优潮流可行性的实用方法

最优潮流无解时,以往只能凭借经验和反复调试才能恢复其可行性.文中提出了一种最优潮流的扩展模型来恢复最优潮流的可行性.在等式约束和不等式约束中加入松弛变量,并在目标函数中加入相应的惩罚项,采用改进的原对偶内点法来求解.算例仿真的结果表明:当原问题可行时,该模型可以收敛到原问题的最优解;当前约束或者控制变量越界导致原问题无解时,可以自动到更大的可行域内寻优,快速得到近似解,并且可以明确指出导致原问题无解的关键约束,从计算结果中可以方便地得到调整的措施,即调整有功、无功补偿量或者安全约束指标.改进的算法在各种情况下都有很好的收敛性.与其他模型和方法的比较说明了该模型和算法的优越性.该方法可以在多个方面得到实际应用.     

基于轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流计算

为将暂态稳定约束最优潮流问题转化为最优潮流和暂态稳定两个子问题,根据暂态稳定计算结果求出发电机转角及转速相对于机械输入功率的轨迹灵敏度。基于轨迹灵敏度,计算出在最领先发电机和最落后发电机之间转移的有功功率,据此修改其在最优潮流模型中的有功功率上下限,从而实现两个子问题的交替求解。并且推导出准确的轨迹灵敏度及初值计算公式,利用上述公式,得更小的转移功率值,从而使功率转移后系统的优化程度更高。同时在惯性中心坐标下采用最大转角判据找出最领先机和最落后机,并以3机9节点和10机39节点系统为例,验证了该方法的可行性。     

Security constrained optimal power flow considering detailed generator model by a new robust differential evolution algorithm

This paper presents a new multiobjective model, including two objective functions of generation cost and voltage stability margin, for optimal power flow (OPF) problem. Moreover, the proposed OPF formulation contains a detailed generator model including active/reactive power generation limits, valve loading effects, multiple fuel options and prohibited operating zones of units. Furthermore, security constraints, including bus voltage limits and branch flow limits in both steady state and post-contingency state of credible contingencies, are also taken into account in the proposed formulation. To solve this OPF problem a novel robust differential evolution algorithm (RDEA) owning a new recombination operator is presented. The proposed RDEA has a minimum number of adjustable parameters. Besides, a new constraint handling method is also presented, which enhances the efficiency of the RDEA to search the solution space. To show the efficiency and advantages of the proposed solution method, it is applied to several test systems having complex solution spaces and compared with several of the most recently published approaches.     

带最优乘子牛顿法在交直流系统潮流计算中的应用

交直流系统潮流计算的统一迭代法的收敛性较交替迭代法更优,但对一些病态运行条件和 潮流无解的情况,统一迭代法将发散,得不到有用信息。文中将交流系统中广泛应用的最优乘子潮 流方法推广到交直流系统的潮流计算中。根据直流系统稳态方程的特点引入辅助变量,使得直流 系统潮流方程全部转换为二次或线性方程。给出了直角坐标系和极坐标系下交直流系统带最优乘 子牛顿法潮流的实现方法。通过算例验证了所述方法的有效性,并对2种坐标系下的结果进行了 比较和分析。