基于人工免疫算法的电力系统最优潮流计算

基于一阶或二阶梯度的优化算法在计算电力系统最优潮流时经常陷入局部最优点，模拟进化算法具有较好的全局搜索能力，但是有时也由于过早成熟的现象而陷入局部最优点。文中提出了一种计算电力系统最优潮流的新算法——人工免疫算法。该算法是根据人或其他高等动物免疫系统的机理而设计的，将目标函数和一部分不等式约束条件作为抗原，将搜索空间的解作为抗体，依据抗原与抗体的结合力以及抗体之间的结合力对解进行评价和选择，通过抗体之间的相互激励作用提高了最优点附近的搜索效率，通过记忆细胞对抗体的抑制作用有效地摆脱局部最优点。应用此算法进行电力系统最优潮流计算，对IEEE 30节点系统的计算结果说明了该算法的有效性。     

联络线族的有功安全校正控制

提出电力系统安全校正控制中新的安全约束条件：联络线族的有功潮流约束，并用分布 因子法实现联络线族的有功安全校正控制。此算法与最优潮流相配合，得到一个安全可行的 优化潮流解。实例计算表明：算法正确、实用。     

潮流不可解评估方法的比较

电力系统在线电压稳定监视与控制中，故障态潮流发散的情况经常出现。识别其是否确实为失稳故障、准确评估其不可解程度及其提供校正控制用的灵敏度信息是对不可解潮流解算技术的3个基本要求。最优乘子牛顿法、基于直接求解KKT条件的最优潮流法和新近提出的故障型连续潮流法是3个可以处理潮流不可解的技术。前两者提供了在功率注入空间某种距离最近的临界点，而故障型连续潮流法提供了故障参数空间最近的临界点。文中应用这3种方法对IEEE 118节点标准系统进行了计算，从识别的可靠性、不可解程度评估的准确性和灵敏度信息的合理性等方面对它们进行分析和比较，结果表明所得到的不可解程度评估和排序结果存在差异，都包含了控制灵敏度信息。     

多区域互联电力系统输送服务边际电价的实现和分析

在电力工业中，按参与转运的电力公司和其他电力公司（电力交易方）在地域上的关系可以划分为不同的转运类型：区域内部，母线到母线；区域间，区域到区域；区域间，区域到母线；区域间，母线到区域；区域间，母线到母线。在一个多区域互联电力系统中，一个区域的有功/无功的边际转运成本是系统中电力交易买卖双方的功率变换变化一个单位时引起的该区域内运行成本的变化。每一个转运区域的边际转运成本是用多区域最优潮流模型基于最优发电调度计算得到的。应用每个区域的发电成本对母线功率需求变化和功率交换水平变化的信息，可以计算不同类型的电力交易的边际转运成本。文中通过一个有16条母线和４个互联区域的系统来分析和运用所提方法，并讨论了负荷水平和交换功率水平变化对边际转运价格的影响。     

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。     

一类潮流计算无解的实用性调整研究

现代电力系统具有远距离、重负荷、大区联网的特点。随着竞争机制的逐步引入，电网接近极限运行状态，该状态下的潮流方程易出现无解的情况。文中通过分析电力系统潮流无解问题，指出潮流无解的原因可以归结为电网的某一条或几条薄弱输电通道超过其输送极限。基于此，提出一种潮流计算无解时的实用性调整方法:利用降出力法求得最薄弱的输电通道，然后通过提高负荷功率因数来确保系统的无功平衡，并且结合灵敏度来调整发电机出力、切除部分负荷，使潮流计算得到收敛解。对华中电网的测试验证了该方案的可行性和准确性。     

含FACTS元件的电力系统非线性最优潮流计算

根据FACTS 元件的控制原理分别建立适合于最优潮流计算的数学模型，便于给定其计算初值和可行域。提出采用直接非线性路径跟踪算法求解含FACTS元件的电力系统最优潮流模型，研究了FACTS元件的支路潮流控制对该算法的影响。IEEE 30节点和IEEE 118节点系统的优化计算结果表明该算法不仅具有强大的处理不等式约束的能力，而且还具有较强的适应支路功率定向定值控制的能力，但其收敛性要受到FACTS元件的数目及安装地点的影响。     

基于连续潮流的极限诱导分岔检测方法

对极限诱导分岔产生的原因进行了分析，提出一种基于连续潮流的极限诱导分岔检测方法。该方法首先采用灵敏度法预估即将起作用的不等式约束条件;然后将此不等式约束转为等式约束，并将其作为连续变量引入潮流方程，精确地求解出结构变换点处的状态值;最后，利用所提出的 3个判断准则对结构变化点进行检测，从而判断极限诱导分岔点的存在。在IEEE 118节点系统上验证了该算法的正确性和有效性。     

保留非线性解算最优潮流

本文在研究非线性规划方法及最优潮流问题本身特性的基础上，提出了一种保留非线性的最 优潮流解算方法。本方法参考GRG方式来处理不等式约束，引入发电机带点的有功功率为状 态变量，对复数变量采用直角坐标的形式，以增广目标函数的拉格朗日参数为参变量，从而 使寻优的数学模型成为无高次项的二次展开式，并在潮流方程的解算过程中，利用改进的快 速解算方法。这样就使得寻优方向的求取、最优步长的求取精度得以提高，求取的计算量得 以简化，每次迭代的计算量减少。此外，这种方法亦能有效地利用稀疏技术降低内存需要 量，减少运算时间。 文中列出了对IEEE 5，11节点试验系统，安徽电网40节点，76节点简化系统的计算结果。     

电力系统日发电计划的启发式遗传算法

机组组合是电力系统日发电计划中主要的优化任务，在满足各种约束条件下求得全局最优解是一个比较困难的事情。遗传算法没有充分利用个体基因的有效信息，所以局部搜索能力较弱，而且随机遗传操作产生的大量不可行解，使得遗传算法的收敛能力降低。为了提高算法的全局搜索能力和收敛性，设计了基于局部优化算法的智能变异算子和消除约束冲突的修复算子。结果表明，运用了新算子的启发式遗传算法收敛到最优解的速度有显著提高。     

基于电力系统日发电计划的混合智能messy遗传算法

机组组合是电力系统日发电计划中主要的优化任务，在满足各种约束条件下求得全局最优解是一个比较困难的问题。传统遗传算法的二进制编码和随机遗传操作不适合于求解大规模机组组合问题。针对电力系统日发电计划的特点，提出了一种混合智能messy遗传算法(HIMGA)，该算法实现简单，大大减小了求解问题的规模，保证了群体的多样性，提高了算法的搜索效率，改善了算法的收敛性。仿真计算结果表明了该算法的有效性和实用性。     

牛顿最优潮流算法中离散控制量的新处理方法

提出了一种新的基于正曲率二次罚函数的最优潮流算法中离散控制量的处理方法。该方法利用二次罚函数产生的虚拟费用迫使离散控制到达它的一个分级上，引入机制简单有效，并能很好地结合在牛顿最优潮流算法中。文中对一个IEEE试验电力系统和两个中国的实际电力系统做了数值计算。结果表明，该方法有良好的收敛性、精确性，具有很强的实用意义。     

互联系统频率偏置系数的实时辩识与功率校正

本文给出了一种关于互联电力系统频率和联络线功率潮流的实时控制方法。通常，一个区域 系统不可能完全了解对方区域系统的运行性能，故也不可能知道整个系统的运行状态。用本 文所述的方法，可以根据一个区域系统本身的运行状态和由对方系统提供的少量信息对系统 频率和联络线功率潮流独立地加以控制。在正常运行状态下，强调一个区域系统只对本区域 的调节偏差加以纠正。 采用最小二乘法实时辩识区域的频率响应特性斜率，所以， 频率偏置系数能正确地反映实 际系统的性状。 为了实时应用的需要，在运行点处线性化后得到数学模型。线路的安全约束以控制变量的形 式给出，由一个线性规划问题的解得到其最优控制策略。 本文以一个模拟系统作为实例，计算结果表明这种方法精度高、时间省、适合于实时控制的 应用。     

计及电热耦合的潮流数学模型与算法

电热协调（ETC）理论的提出对实时环境下输电元件载荷能力的有效利用具有重要意义，但由于电与热之间的紧密耦合，使电力系统的潮流计算变得复杂，文中针对该问题进行了深入研究。将输电线路热动态微分方程引入到现有的电力系统潮流模型之中，利用隐式梯形的差分方法将该微分方程代数化，使输电线路温度成为电力系统运行的一个新的状态量，从而提出了计及电热耦合的潮流计算数学模型，并在推导得到牛顿法求解该模型的修正方程基础上，进一步提出了适应电热耦合处理的简化计算方法，该模型和算法实现了电气量和其温度的统一处理，不仅反映潮流的电的信息，而且能够提供输电线路热惯性的动态过程，即温度变化信息，从而实现输电线路载荷能力由温度评判的目的。最后通过算例分析验证了该模型和算法的有效性，为进一步开展电力系统运行调度中的电热协调理论研究奠定了基础。     

连续潮流及其在电力系统静态稳定分析中的应用

对连续潮流问题及其在电力系统静态稳定性分析中的应用进行了全面的综述。从连续潮流用于系统静态稳定性分析的理论基础、连续潮流的模型分类、连续潮流的算法分类和连续潮流的用途等方面分别进行了评述。对于连续潮流的其他相关发展，如快速解耦法连续潮流问题、双参数稳定边界连续潮流问题、连续最优潮流问题及其考虑一些动态元件的静态特性的连续潮流模型做了介绍。随着电力系统静态稳定评估和控制功能的在线应用，连续潮流技术必将成为能量管理系统中一个基本的计算引擎。     

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。     

电力系统在线电压控制

本文提出了一种用于电力系统安全监视和安全分析的电压在线集中控制的方法。这种方法根 据P-Q分解法的基本原理，首先计算电压灵敏度矩阵，然后取控制变量增量平方和为目标函 数，在一系列约束条件下求使其为最小的控制变量增量。 由于电压灵敏度矩阵在这里是一常数阵，故这种方法计算速度快，适合在线应用。 文章例举了上述方法对一个5节点系统和IEEE14节点系统的计算结果。     

考虑多种约束条件的机组组合新算法

提出了考虑系统降出力备用约束、机组出力变化速率、线路潮流约束和断面传输功率约束的机组组合新算法。算法没有引入任何乘子，计算单调收敛，速度快，并且不需要初始可行解。用IEEE 24母线系统对算法进行了验证，结果表明，算法对各种约束条件的处理正确，解的质量好。     

电力系统可视化技术(英文)

介绍了可视化技术在电力系统潮流和最优潮流分析中应用的最新成果。讨论了应用动态变尺寸饼图和动画潮流箭头显示电力系统潮流;以及应用等高线显示母线电压和边际电价。此外, 还讨论了交互式三维动画技术在电力系统可视化中的应用。所提出的可视化技术不但可用于离线潮流和最优潮流分析,而且可用于电力系统控制中心在线潮流和最优潮流分析。     

解耦-补偿牛顿型三相潮流

首次将三相潮流计算中三相约束条件转化为单相正序约束条件，不仅简化了分析，而且 为直接采用单相潮流算法铺平了道路。将性能良好的牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法与电力 网元件的三相解耦或三相解耦-补偿模型结合，形成了性能优良的解耦-补偿牛顿型三相潮 流算法——即解耦-补偿牛顿-拉夫逊法和解耦-补偿P-Q分解法。提出的三相潮流算法 不仅适合于不对称三相电力系统正常运行方式的分析，而且也适合于不对称三相电力系统非 正常运行方式，如稳态单相断线或开路的分析。算例表明，两种方法具有良好的收敛特性和 快速的计算速度，且非常适于并行计算。