EMS高级应用微服务Web架构

提出了EMS高级应用微服务Web架构。以Ajax技术为支撑,设计了一种免下载、嵌入式的调度图形Web发布方法。采用微服务架构,对EMS高级应用进行解耦;以多服务备用为基础,结合服务监测算法,实现了微服务层面的热升级;融合云计算技术,将各微服务部署于云平台上,构建了数据、资源统一监控管理机制。所提技术架构已在某实际电力系统实现,一年多的稳定运行表明:系统安全、可靠,可移动使用,具备热升级功能,为调度员提供了更为灵活的决策支持,具有广泛的应用价值。     

含风电场最优潮流的Wait-and-See模型与最优渐近场景分析

精确模拟风功率分布的场景,有效求解反映风电随机性的最优潮流模型,对大规模风电并网的经济调度、质量控制及安全运行均具有重要意义。引入风电随机变量,建立最优潮流的"wait-and-see"(WS-OPF)模型;采用优于其他指标的瓦瑟斯坦(Wasserstein)距离为衡量指标,形成与风功率概率分布最优近似的场景模型,生成渐近最优场景,获得潮流分布及机组最优出力等指导调度安全经济运行的重要信息。最后,以IEEE 30和IEEE 300系统为例,对比各种距离指标的模拟精度,验证Wasserstein距离的优良性;同时,与不考虑风电随机性的模型相比,WS-OPF模型能更好地模拟风功率随机特性,提供与实际发生的风功率相近的调度方案,从而合理地规避风电接入电网的风险,提高风电的消纳能力。     

暂态稳定约束最优潮流的改进降阶内点算法

提出了一种求解暂态稳定约束最优潮流的改进降阶内点算法。该方法利用递推特性,将差分化后的两组递推的隐式转子运动方程通过消去得到一组方程,并考虑到数值积分方法的截断误差,将之化为一系列的不等式约束。这一方法减少了等式约束和变量的个数,降低了修正方程的阶数,提高了计算效率,降低了内存消耗。对22至118节点等三个系统的计算表明了所提方法的鲁棒性、高效性。     

基于内点半定规划的同步发电机励磁控制

在同步发电机线性数学模型的基础上,提出将内点半定规划(SDP)与线性矩阵不等式(LMI)技术引入到发电机的励磁控制,避免了线性最优励磁控制(LOEC)使用二次性能指标时需要尝试和选择权矩阵.为了验证基于内点半定规划励磁控制的有效性,以单机无穷大系统进行仿真表明:所提方法除了与LOEC方法一样能提高系统稳定极限和改善系统暂态稳定性,还能显著减少发电机端电压的稳态误差;使系统具有良好的动态响应能力,改善了整个电力系统的动态品质.     

基于调度自动化系统的无功优化实用研究

无功优化（RPO）是电力系统实现无功功率最优控制,保证电压质量的重要措施。以提高电压质量和降低网损为目标构建了一个基于电网调度自动化（SCADA）平台的无功优化系统。为了满足实际无功优化系统的要求,从工程应用的角度,研究了系统结构、控制方式、设备动作等解决方案。最后采用原对偶内点法对某地区232节点实际电网进行优化计算,结果表明,电压质量改善和网损降低是能够实现的。     

基于哈密尔顿系统与辛算法的暂态稳定约束最优潮流

提出了一种暂态稳定约束最优潮流的哈密尔顿模型,采用哈密尔顿系统的辛算法(symplectic algorithm)进行求解。将发电机转子运动方程转换为哈密尔顿系统的正则方程,用四阶辛Gauss-Legendre Runge-Kutta(GLRK)方法对其离散化,实现了大规模系统暂态稳定约束最优潮流的快速求解。辛GLRK方法具有很好的数值稳定性和保结构特性,相同精度时,计算步长可达隐式梯形法的6倍;大步长计算时仍具有较高的数值精度。某省3301节点,236机等5个系统的仿真结果表明:所提模型在高阶离散辛框架下具有很高的数值稳定性,即便采用大步长也可保持较高的数值精度,能提高计算速度10倍以上,具有很好的应用前景。     

一种基于小干扰稳定约束最优潮流的实用化校正控制方法

当系统出现小干扰稳定问题时,采用在线校正控制的方法可以避免事故进一步扩大。基于小干扰稳定约束最优潮流(Small-Signal Stability Constrained Optimal Power Flow,SSSC-OPF),提出了一种校正控制的调度方法。根据混成自动控制理论,通过多次事件驱动控制使系统在经济性和安全性上趋优。由于该方法生成控制指令只需一次优化计算,因此决策速度快,提高了系统危急情况下调度控制的时效性,突破了其他方法无法实用化的效率瓶颈。WSCC-9、IEEE-39和IEEE-145三个系统的仿真结果表明:所提方法计算效率高,控制效果好,应用前景广阔。     

考虑风电的电压稳定概率评估的随机响应面法

为了准确描述电力系统中不确定因素对静态电压稳定分析的影响,掌握负荷裕度或临界功率的概率分布信息,确定某一负荷水平下电压失稳的概率,提出了基于随机响应面方法的电压稳定概率评估方法。用随机响应面法将概率分析问题转化为确定性的非线性规划问题,然后采用内点法求解。电压稳定概率评估模型中考虑了并网风电场输出功率的随机性和负荷的不确定性,并利用正交变换技术处理风电场间风速相关性,分析了风速相关性对临界功率概率分布的影响。IEEE 118和IEEE 300节点系统计算结果表明,与蒙特卡罗方法相比,该方法在保持较高计算精度的同时,需要较少量的采样。     

求解大规模AC/DC最优潮流的连续递推内点算法

提出连续递推的内点算法框架,以期解决原始–对偶内点法求解大规模交直流系统最优潮流收敛难的问题。基于牛顿法的连续递推思想,将一阶KKT(Karush-Kuhn-Tucker)非线性方程组转化为自治常微分方程组,可采用多种数值积分方法求解,进而获得不同于传统牛顿法的新方向,改善了原始–对偶内点法的收敛性。多达11585条线路的5个大规模实际系统的计算表明,该算法步长大、收敛性好、鲁棒性强,特别适合求解大规模交直流系统在苛刻运行条件下的最优潮流问题,具有广阔的应用前景。     

含同步风电机组的电力系统动态最优潮流

同步风力发电机因电压和无功可控、并网效率高的特点,成为目前发展趋势。考虑同步风力发电机的无功控制方式与机组爬坡约束,对风电场无功运行边界和并网点电压条件进行探讨,推导出同步风电机组的无功极限计算方法,建立了含同步风电机组的电力系统动态最优潮流模型。由于发电机的有功、无功只与风速和节点电压有关,因此计算过程中无需额外修正节点电压值。在同步风力发电机基础上,考虑风速和负荷变化,选取某地区24小时风速和负荷变化典型曲线,分别在恒电压和恒功率因数两种控制方式下采用现代内点理论对IEEE-14和IEEE-118标准算例进行仿真,其结果为分析风电场接入电力系统的影响,制定风电有效容量,提高系统接纳风电能力提供决策依据。