基于直角坐标注入电流形式的多平衡节点潮流算法研究

对常规潮流计算中节点注入量由牛顿法的复功率改变为电流,修正方程中的不平衡量由计算有功和无功功率的偏差改变为计算节点注入电流偏差,对于PQ节点,雅克比矩阵只需修正对角块元素,简化了雅克比矩阵的变量元素。同时,针对常规潮流算法中功率不平衡量有一个平衡机承担问题,提出了一种处理多平衡节点的潮流算法,使功率不平衡量由多个发电单元分摊。该算法物理意义清晰,容易实现,收敛性好,给出的算例验证了提出算法的可行性。     

基于直角坐标注入电流形式的多平衡节点潮流算法研究

对常规潮流计算中节点注入量由牛顿法的复功率改变为电流,修正方程中的不平衡量由计算有功和无功功率的偏差改变为计算节点注入电流偏差,对于PQ节点,雅克比矩阵只需修正对角块元素,简化了雅克比矩阵的变量元素.同时,针对常规潮流算法中功率不平衡量有一个平衡机承担问题,提出了一种处理多平衡节点的潮流算法,使功率不平衡量由多个发电单元分摊.该算法物理意义清晰,容易实现,收敛性好,给出的算例验证了提出算法的可行性.     

一种基于直角坐标注入电流模型的交直流潮流计算方法

潮流计算是电力系统中各种计算的基础,本文提出了一种基于直角坐标注入电流模型的交直流潮流计算方法。首先分析了交直流混合系统的数学模型,从直角坐标形式的牛顿法出发,将交直流系统耦合系数矩阵与交流系统雅克比矩阵进行相同的变换,形成注入电流的修正方程,得出了直角坐标电流注入模型的新型耦合系数矩阵的表达式,雅可比矩阵大大简化,不仅改善了收敛性,提高了计算速度和效率,同时程序实现也更加简单,节省了内存容量。     

基于扩展节点法的交直流混合电网统一潮流算法

基于电压源型换流器的多端直流输电电网是解决可再生能源并网和消纳的有效途径,因此研究交直流混合电网的潮流算法很有必要。提出了一种基于扩展节点法的交直流混合电网统一潮流算法。首先建立了电压源型换流站的稳态模型和控制策略及基于扩展节点法的交流和直流电网的网络模型。然后推导了基于牛顿法的统一潮流算法,将交直流混合电网的节点注入电流、支路电流和节点电压作为未知变量同时求解。通过IEEE 30节点交直流混合电网算例验证了所提算法的有效性。     

基于功率-电流混合潮流约束的内点法最优潮流

提出了一种基于直角坐标下功率 — 电流混合型潮流约束的最优潮流模型。该模型对系统中的非零注入功率节点采用功率失配型潮流约束,而对零注入功率节点采用电流失配型潮流约束。这种混合模型结合了功率和电流型潮流方程的优点:对于零注入功率节点,该模型具有电流型潮流方程一阶导数为常数、二阶导数为0的特点,从而使雅可比矩阵和海森矩阵更容易计算;对于非零注入功率节点,该模型也比电流型潮流方程更好处理。该模型特别适合非线性预测 — 校正内点法的最优潮流,多个大规模算例测试证明该模型收敛性更好,计算效率更高,尤其适合求解含较多零注入功率节点的大规模电力系统最优潮流问题。     

基于序电流注入模型的三相潮流计算方法

针对三相潮流计算中,不对称输电线路间弱耦合关系处理难的问题,引入不对称输电线路的补偿注入电流模型,并提出基于节点注入序电流的牛顿-拉夫逊法。这种方法使PQ节点对应的Jacobian矩阵成为一个常系数矩阵．避免了迭代过程中对Jacobian矩阵的更新。在迭代中通过逐次更新序电流实现潮流求解。克服了序电压变化对方程求解速度的影响。仿真结果表明,该方法较其他算法对不平衡功率、R／X比值敏感度低,能够大幅度地减少迭代次数．缩短不对称输电线路三相潮流的计算时间。     

电流注入模型的电力系统潮流计算

对基于电流注入模型的牛顿法和定雅可比潮流算法进行了研究,并将这两种方法混合起来,得到混合潮流计算方法,对比分析了表明,基于电流注入模型的潮流算法比一般模型的潮流算法在计算速度上和收敛性上优越,混合潮流算法的效果为最佳。     

基于序电流注入模型的三相潮流计算方法

针对三相潮流计算中,不对称输电线路间弱耦合关系处理难的问题,引入不对称输电线路的补偿注入电流模型.并提出基于节点注入序电流的牛顿-拉夫逊法.这种方法使PQ节点对应的Jacobian矩阵成为一个常系数矩阵.避免了迭代过程中对Jacobian矩阵的更新.在迭代中通过逐次更新序电流实现潮流求解.克服了序电压变化对方程求解速度的影响.仿真结果表明,该方法较其他算法对不平衡功率、R/X比值敏感度低.能够大幅度地减少迭代次数,缩短不对称输电线路三相潮流的计算时间.     

基于序电流补偿的微电网三相潮流算法

由于微电网的网络参数不对称和负荷不平衡,使其三相不对称运行,从而传统的潮流算法不再适用于微电网。为此,提出一种基于稳态序电流的三相微电网潮流计算方法。针对微电网中的不对称线路和几种常见形式的负荷,引入基于电流补偿的线路和负荷的数学模型;并提出基于节点注入电流型的三相微电网潮流算法。将三相潮流问题转换成3个独立的电流方程,对正序应用Newton-Raphson方法进行潮流计算。为验证该算法的正确性和有效性,将计算结果与PSCAD/EMTDC的仿真结果进行对比分析。另外,为验证该方法可处理微电网潮流计算时遇到的线路高R/X比值及环网问题,对CIGRE MV微电网进行潮流计算,结果表明:基于电流注入模型的微电网潮流算法比传统潮流算法在计算速度和收敛性上更具优越性。     

基于电网中枢点识别的无功电压控制分区方法

针对传统无功电压聚类分区后各分区中枢点较难定量分析确定的问题,从先定量判别出整个电网的中枢节点再完成无功电压分区的角度,提出将电网所有PV节点松弛为PQ节点,由注入电流形式的潮流方程计算出全网电压越限节点,利用越限节点电压与电网其余节点电压间的线性灵敏度不断校正直到全网节点电压不再越限,通过进一步潮流计算校验,确定所有中枢节点。将全网中枢点数目确定为应划分成的分区数,以节点电压与节点注入无功电流之间的线性灵敏度为无功电压标度,建立无功源控制空间,引入云聚类算法,完成全网节点从无功源控制空间向云模型的转换,进而由云发生器完成以所定中枢点为中心的电网所有节点的聚类软划分。IEEE 14、IEEE 30节点输电网络仿真测试结果,验证了所提方法的有效性。     

A Novel Power Flow Algorithm for Hybrid AC/DC Power Grids

This study introduces a novel unified power flow algorithm for hybrid AC/DC power grids. For hybrid AC/DC power grids that incorporate voltage source converters (VSCs), the proposed algorithm uses the voltage amplitude and the phase angle of the AC bus and the voltage of the DC bus as the minimum set of state variables. The power equation of the converter is deduced by these state variables. Then, the bus-power-equilibrium (BPE) equations can be deduced based on the DC node classification and VSC converter station control modes. The Newton–Raphson method can be used to solve these BPE equations with good convergence behavior. In addition, the DC grid and converter station modeling impose no restriction on the hybrid grid topology. As a result, the Jacobian matrix in the modified equations can accurately reflect the coupling relationship between AC and DC grids and simultaneously maintain the sparse feature. The proposed unified algorithm uses the sparse technology and can solve the power flow problem for a large hybrid power grid. A simulation is implemented to illustrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

考虑光伏无功补偿的多馈入直流受端电网强度分析

具有多馈入直流外受电和新能源集中并网的受端电网稳定运行需要交流系统提供足够的电压支撑强度.有必要研究如何准确量化受端电网强度.文中考虑定性分析和定量评估2个方面,从广义短路比及其临界值变化的角度研究了光伏电站接入对受端电网静态电压稳定裕度的影响.首先,建立系统的准稳态模型,利用光伏电站接入对交流网络雅可比矩阵主导特征值的灵敏度,定性分析了不同控制方式下光伏电站对系统静态电压稳定性的影响;其次,基于模态摄动,给出考虑光伏电站接入后的广义短路比及其临界值的计算方法和评估流程;最后,通过量化光伏电站无功补偿对系统强度的影响,给出光伏电站电压-无功功率下垂控制系数的选择方法.仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性.     

计及风电、光伏不确定性和相关性的潮流特性分析

随着风电、光伏等新能源大规模接入电网,地理位置相接近的风电场之间、光伏电站之间、以及风电场和光伏电站之间显现出较强的相关性.现有电力系统规划时,通常按照各个风电场、光伏电站的装机容量相加进行电网规划的校核计算,然而由于风电光伏之间存在互补性,同时达到最大出力的概率很小,因此会造成电网资源的浪费,使得经济性下降.为此,提...     

含多种控制策略的直流电网潮流统一表达与可行解求取

通常计算含电压源换流器(VSC)交直流混合系统的直流潮流时,需按照直流侧VSC的控制策略列写对应的潮流方程。但是,由于控制策略的不同潮流方程会有多种表达式;随着柔性电网的发展,直流系统将形成由多种单一策略构成的混合控制策略,其表达式结构和维度均不一致;在计算基于实际情况下控制策略需要切换的潮流时,出现控制策略的切换,这些都为潮流计算带来了极大的不便。本文在分析直流侧VSC不同控制策略的基础上,通过定义新的直流节点类型,推导出含多种控制策略的直流电网潮流统一表达模型。该模型可以表征直流系统多种控制模式,形成模型的统一表达,具有统一结构和固定维度。当直流电网控制方式变化时,仅需修改少量参数,即可求出其稳态潮流,编程简单,实现方便。以含5端6线的VSC直流电网为例,验证了所提算法的准确性。最后,将此算法用于求解7端VSC-MTDC直流网络控制策略切换时的潮流,验证了其灵活性。     

基于直流潮流的网损微增率算法

介绍了一种基于直流潮流的网损微增率新算法直流雅可比矩阵法,该方法以直流潮流为基础,引入虚拟网损负荷变量并构造出带有松弛负荷变量的有功不平衡方程雅的可比矩阵,在解潮流过程中只需求解n阶矩阵的转置矩阵,即可获得各个节点的网损微增率。算例表明,直流雅可比矩阵法在计算速度和优化结果等方面都具有很大的优越性。     

计及电流潮流控制器的直流电网潮流计算

电流潮流控制器(Current Flow Controller,CFC)可以增加直流电网潮流控制自由度,实现直流电网潮流优化分布,但也使得原始潮流算法对于加装控制器后的直流电网不再完全适用.基于等效功率注入模型和联立求解法,文中提出了一种特定潮流控制目标下,计及CFC的直流电网潮流算法.将CFC对被控支路潮流的调配作用...     

基于二维链表的稀疏矩阵在潮流计算中的应用

介绍了一种基于二维链表的稀疏矩阵存储方法,并将该方法应用到潮流计算中.通过改进二维链表的存储结构、用LU扩展的方法计算LU分解过程中的注入元位置、在稀疏矩阵中预先增加冗余元素存储注入元、针对LU分解的特点优化潮流方程的结构等技术,实现了对稀疏矩阵技术和潮流方程的优化,从而进一步提高了潮流计算的效率.对大系统的潮流计算证明,与传统的潮流算法相比,采用改进二维稀疏矩阵技术的潮流算法的计算速度显著提高,特别适合大规模电力系统的潮流计算.     

一种基于回路电流法的有源配电网潮流算法

提出一种基于回路电流法的主动配电网三相潮流算法,并提出风机等多种分布式电源在该算法中的计算模型。首先建立配电网络对应的图,然后将基本回路电流、变压器原边支路电压、非恒阻抗负荷支路电压、分布式电源支路电压、异步电机正序负序电压、转差率作为未知量,列写回路KVL方程、变压器原副边电流方程、负荷功率平衡方程以及分布式电源相关方程,推导Jacobian矩阵,并利用牛顿法求解方程。该方法不需要PV节点转化为PQ节点的过程,也不需要将环路解列及复杂的节点编号,没有对Jacobian矩阵进行简化和近似,具有二阶收敛性。算例表明,所提方法计算速度快,能够处理所有常见的分布式电源,具有较强环路处理能力,且比前推回推法有更好的收敛性。     

基于注入电流不平衡量的配电网改进潮流算法

本文在节点注入电流模型配电网潮流计算的基础上,采用了基于注入电流的不平衡量,对算法进行了改进和简化,将Jacobian矩阵作为一个固定矩阵,从而使计算量大大减少,提高了计算速度;通过引入最优乘子,从算法上保证了潮流计算的不发散,有效地解决了潮流计算对初值的敏感性以及一些病态系统的潮流计算问题。用30节点、141节点配电网算例和几种典型的病态系统的计算验证了算法的有效性和可行性。