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。     

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。     

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。     

多故障暂态稳定约束最优潮流的轨迹灵敏度法

将暂态稳定约束最优潮流(transient stability constrained optimal power flow,TSC-OPF)计算过程分解为潮流、暂态稳定及轨迹灵敏度、降阶二次规划最优潮流3个子问题的交替求解。在迭代过程中,根据潮流和暂态稳定计算得到状态变量和代数变量时变轨迹;由此判断系统的稳定性,并计算失稳时刻状态变量和初始时刻代数变量对发电机有功和无功功率的轨迹灵敏度;据此将暂态稳定约束最优潮流问题转化以发电机有功和无功功率增量为独立变量的降阶二次规划最优潮流问题;求解这个二次规划模型得到发电机有功和无功功率增量。通过这种交替求解,最终能寻找到满足暂态稳定约束的最优潮流解。以此为基础,提出了不受故障类型和模式影响的多故障处理方法。新英格兰10机39节点和UK 20机100节点系统的计算结果表明,所提方法在计算精度和速度方面具有一定优势。     

基于内点法的含暂态稳定约束的最优潮流计算

建立了含暂态稳定约束的最优潮流的数学模型，模型中考虑了多个预想事故。提出了一种基于原-对偶内点法的含暂态稳定约束的最优潮流算法。通过充分开发修正矩阵的稀疏性，并在求解时采用稀疏技巧，开发出了高性能的计算程序。在日本60 Hz电力网的10机模型系统的优化计算结果表明，所提算法不仅具有强大的处理等式约束和不等式约束的能力，而且具有良好的收敛性，能够有效地解决考虑多个预想事故时的含暂态稳定约束的最优潮流问题。     

基于暂态能量裕度灵敏度计及暂态稳定约束的优化潮流计算

提出了一种基于暂态能量裕度灵敏度的含有暂态稳定约束的优化潮流算法.它用时域仿真法对系统进行暂态稳定分析,提前滤除不失稳故障,并结合混合法计算失稳故障的能量裕度.依据最严重故障的能量裕度与发电机有功出力变化量的近似线性关系及能量裕度对发电机有功出力的灵敏度来调整发电机的有功出力.在计算程序中充分运用变步长搜索策略提高了计算效率,对考虑多个预想故障的含有暂态稳定约束的优化潮流问题具有良好的全局收敛性.最后通过IEEE 30节点系统和IEEE 57节点系统验证了该方法的有效性.     

基于暂态稳定裕度指标的最优潮流求解

基于一种新型暂态稳定裕度指标,提出了求解含暂态稳定约束的最优潮流（SCOPF）新方法。该方法利用暂态稳定裕度指标及其灵敏度组成的不等式代替暂态稳定约束,将针对预想故障的优化潮流问题转化为常规非线性规划问题。所用的暂态稳定裕度指标基于故障后电力系统稳定域边界隐式方程,可由稳定域二次近似获得其近似估计。所提出的SCOPF求解方法易于实现,可处理多个预想故障,算法具有良好的收敛性和合理的计算时间。在新英格兰10机39节点系统中进行的仿真验证了该方法的有效性。     

基于EEAC的考虑暂态安全稳定约束的最优潮流计算

基于扩展等面积准则(EEAC)这一稳定性量化分析理论和算法,提出了求解含暂态安全稳定约束的最优潮流(OTS)计算方法.该方法将OTS分解为最优潮流(OPF)和暂态安全稳定预防控制2个子问题.基于安全稳定模式的预防控制在OPF运行点上求取满足暂态安全稳定约束的优化经济调整方案,据此将暂态安全稳定约束转化成相应控制变量的不等式约束,并以此作为OPF计算的附加约束条件,通过OPF和预防控制2个子问题的"相互解耦,交互迭代"得到OTS的解.以广东电网为仿真算例验证了算法的有效性.     

结合轨迹灵敏度和微分进化技术的暂态稳定约束最优潮流计算

分析了求解多故障暂态稳定约束最优潮流的轨迹灵敏度法存在的问题,提出了相应的改进方案.利用轨迹灵敏度法的快速收敛特性和微分进化算法的全局搜索能力,借助用轨迹灵敏度法求解暂态稳定约束最优潮流问题过程中产生的多个逼近全局最优点的稳定和不稳定点来构成微分进化算法的初始种群,将两者结合起来构造成求解多故障TSCOPF的混合算法.在3机和10机试验系统上的计算表明,所构建的混合算法收敛性快且全局搜索能力强.     

结合轨迹灵敏度和微分进化技术的暂态稳定约束最优潮流计算

分析了求解多故障暂态稳定约束最优潮流的轨迹灵敏度法存在的问题,提出了相应的改进方案。利用轨迹灵敏度法的快速收敛特性和微分进化算法的全局搜索能力,借助用轨迹灵敏度法求解暂态稳定约束最优潮流问题过程中产生的多个逼近全局最优点的稳定和不稳定点来构成微分进化算法的初始种群,将两者结合起来构造成求解多故障TSCOPF的混合算法。在3机和10机试验系统上的计算表明,所构建的混合算法收敛性快且全局搜索能力强。     

考虑暂态稳定约束的电力系统最优潮流算法

将模糊集理论应用于暂态稳定约束最优潮流问题,结合电力系统实际特性,对传统暂态稳定约束最优潮流模型进行改进,将功角约束、电压约束及目标函数模糊化处理,采用最大最小算子建立了以求解满意度最大化的暂态稳定约束最优潮流模糊新模型。构建了适于大规模非线性优化问题的协同进化粒子群算法,用于TSCOPF模糊优化问题的求解。为提高算法求解效率,结合模型特点采用提前终止暂态稳定仿真的加速策略。并利用Matlab并行工具箱对算法进行主从并行化改造,显著提高了算法运行效率。最后利用新英格兰10机系统仿真测试,证明了方法有效可行。     

考虑暂态稳定约束的串联电抗器优化配置

基于暂态能量函数法,提出考虑暂态稳定约束的串联电抗器优化配置新算法.该算法利用基于稳定域边界的主导不稳定平衡点法(BCU法)计算系统暂态稳定裕度,并将暂态稳定裕度作为约束条件加入到优化配置模型中,从而将串联电抗器配置问题转化为非线性规划问题,使得在求解的过程中能够充分考虑串联电抗器对系统稳定性的影响.同时根据串联电抗器...     

Optimal voltage regulation of power systems under transient conditions

Voltage variation in a power system may take place owing to slow changes of the load as well as to some transient disturbances in the system. In this paper, a method of optimal voltage regulation for fast changing loads is suggested. A single-machine infinite bus system along with a load is considered. The system model is formulated using Park's equations. Formulation of an appropriate cost function for the optimization problem is discussed. The proposed control is a variable capacitor at the load bus. Numerical results are presented for two different loads varying with time. The results indicate that a considerable improvement in voltage regulation can be obtained by optimally varying the control capacitor. The method can be used for any type of transient disturbance in the system. The method for extension to a multimachine system is outlined.     

Optimal power flow solutions under variable load conditions

This work presents a methodology to calculate a sequence of optimal power flow (OPF) solutions under variable load conditions. The aim is to obtain a set of optimal operating points in the neighborhood of the bounds of the region defined by the load flow equations and a set of operational limits. For this, an algorithm based on the continuation method and on a primal-dual interior point optimization method is proposed. Such an algorithm consists of two main steps: the predictor step, which uses a linear approximation of the Karush-Kuhn-Tucker (KKT) conditions to estimate a new operating point for an increment in the system load; and the corrector step, which calculates the optimum corresponding to the new load level via a nonlinear primal-dual interior point method. Indices for critical buses and inequality constraints are a byproduct of the methodology. In addition, sensitivity analysis is performed to calculate the amount of reactive compensation which allows for a pre-specified increase in the system load. Results for realistic test systems are presented     

基于内点半定规划法的含UPFC的最优潮流

传统最优潮流(OPF)问题是一个非凸优化问题,统一潮流控制器(UPFC)的引入进一步增加了OPF问题的非凸程度,因此传统内点法无法有效保证所得解的全局最优性。基于此,将对初值选取不敏感、具有全局收敛能力的内点半定规划(SDP)算法推广至计及UPFC的电力系统OPF问题中,将UPFC变量添加至系统状态变量中,并对增广变量进行优化重组,利用直角坐标的二次形态将含UPFC的OPF问题映射到SDP空间。对IEEE 30、57、118、300节点系统和一个实际系统进行算例测试,结果表明所提算法有效保证了所得解的全局最优性,对增广变量的优化重组有效提高了算法的计算效率和数值稳定性。     

一种计及暂态稳定约束最优潮流的快速方法

给出了一种求解暂态稳定约束下最优潮流(OTS)的快速方法。在该方法中,首先将势能边界面法与最小二乘法相结合,建立系统暂态稳定裕度与系统运行参数变化之间非线性关系的函数表达式;然后基于该函数表达式形成暂态稳定约束条件引入到常规最优潮流(OPF)模型中,从而形成OTS问题的数学模型。该文建立的OTS分析方法不仅使得OTS的求解规模与常规OPF相同,而且计算量亦与常规OPF基本一样。对新英格兰10机39节点典型系统的算例仿真表明了该OTS分析方法的有效性。     

一种计及暂态稳定约束最优潮流的快速方法

给出了一种求解暂态稳定约束下最优潮流(OTS)的快速方法.在该方法中,首先将势能边界面法与最小二乘法相结合,建立系统暂态稳定裕度与系统运行参数变化之间非线性关系的函数表达式;然后基于该函数表达式形成暂态稳定约束条件引入到常规最优潮流(OPF)模型中,从而形成OTS问题的数学模型.该文建立的OTS分析方法不仅使得OTS的求解规模与常规OPF相同,而且计算量亦与常规OPF基本一样.对新英格兰10机39节点典型系统的算例仿真表明了该OTS分析方法的有效性.     

考虑静态电压稳定裕度的含UPFC最优潮流计算方法研究

提出一种考虑静态电压稳定裕度的含统一潮流控制器(UPFC)最优潮流计算模型及方法。模型中增加了局部电网的静态电压稳定裕度约束和UPFC运行约束条件,以及UPFC串联和并联侧等效电压源的幅值、相角等自变量。基于Benders分解法将模型分解为主模型和子模型,其中,主模型为典型的含UPFC最优潮流模型,子模型为静态电压稳定计算模型,通过Benders割建立主子模型间的协调优化,最终实现了整个模型的求解。以苏州南部500 k V为例进行仿真计算,结果验证了文中模型及算法的有效性。     

基于可变容差法的电力系统最优潮流计算

介绍了电力系统中以发电费用最小为目标的最优潮流计算的可变容差法。该方法无需求解目标函数的导数，利用数值搜索优化机制，可较好地获得最优解。实例分析表明，与现有的模型求解方法相比，可变容差法具有较好的寻优效果。可以作为电力系统最优潮流计算的一种补充方法。