基于规则的无功潮流调整方法

最优潮流虽可实现无功功率的合理分布，但需借助一定的目标函数并通过一定的优化方法才能求得，过程复杂，计算效率较低。常规潮流的计算效率虽可保证，但无功功率的分布结果过分依赖于PV节点和平衡节点的选取，人为性较大。针对这一问题，基于无功功率的区域平衡分析及与电气距离相关的无功功率分配因子的求取，提出无功功率的平衡规则及基于规则的无功潮流调整方法。此方法无功迭代过程的节点无功功率失配量依据无功平衡规则进行补偿，并在迭代过程的后期通过一定的交接规则平滑过渡到常规潮流，促使整个算法快速收敛。研究结果表明，所提方法能在满足节点电压和无功功率约束的前提下使系统的无功潮流得到合理调整，并取得就地平衡的效果。     

计及接地支路的直流潮流算法

在考虑无功注入和线路电阻的基础上,计入接地支路的影响并仍保持了直流潮流方程的线性形式,提出了适合于计算输电系统无功功率的直流潮流算法。该算法利用完整的节点导纳矩阵形成相应的并联元件导纳项,在不改变直流潮流方程线性形式的情况下计入接地支路中并联元件的影响。通过修正相角的回代求出所有PQ节点的电压幅值,结合复功率潮流方程可同时求得系统的有功功率和无功功率。IEEE-118节点算例结果表明:与不考虑接地支路的直流潮流算法相比,所提出的算法在保持现有直流潮流算法的有功潮流计算精度的前提下,提升了电压幅值和无功潮流的计算精度,使直流潮流算法适用于输电系统无功功率的计算。     

计及电压与无功功率的直流潮流算法

直流潮流算法在电力系统中应用广泛,但目前的直流潮流算法大多无法准确计算节点电压幅值和支路无功潮流。因此,文中基于经典直流潮流算法,考虑无功功率方程,提出了一种计及电压与无功功率的直流潮流算法,可在保留直流潮流算法线性与快速性的前提下,实现节点电压幅值与无功潮流的近似求解。对IEEE 118节点系统、Polish 3012节点系统和国内实际大系统的仿真验证表明,所提出的改进直流潮算法能够精确、快速地求解系统中的节点电压幅值与无功潮流。     

考虑平衡节点无功约束的潮流算法

从交流功率网络性质和电力系统网络参数结构2方面分析了常规潮流算法中需要选择基准节点和平衡节点的原因。根据连续潮流计算中发电机无功约束出现的节点类型转换现象,提出了通过转换平衡节点类型来解决平衡机无功约束的潮流算法。通过对负荷节点功率变动态导纳处理,解决了电力系统天网性质造成的节点导纳矩阵病态问题,弥补了常规潮流算法的不足,反映了节点电压是由所有节点注入功率共同维持的客观事实。IEEE多个算例验证了所提算法的正确性和合理性。     

计及发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流

在传统连续潮流算法中,发电机无功限制采用定上、下限值来处理,随着有功负荷增加,无功限值通常不变,得到的电压稳定裕度偏大。根据同步发电机的无功出力特性,提出同时计及发电机励磁电流约束和电枢电流约束的连续潮流模型和方法。当相应参数越限时,将发电机节点转换为励磁恒定模型或者电枢电流恒定模型进行计算。所提PV、PEq、PIa节点类型双向转换逻辑可在潮流迭代内进行发电机限制模式的转换,模拟实际系统无功能力的变化。分岔点类型识别模块可以识别崩溃点类型及关键约束。通过新英格兰39节点算例的仿真,证明所提算法是有效的。     

一种基于潮流追踪的电力系统无功控制分区方法

提出了一种基于潮流追踪和凝聚算法的电力系统无功控制分区方法。该方法通过无功潮流追踪,确定无功源节点对各个节点无功输入的贡献比例,以此量化系统节点之间的无功耦合程度。在此基础上,定义了节点之间的距离,进而采用凝聚算法对系统所有节点进行聚合,并确定最优分区数目。IEEE 39节点和IEEE 118节点系统的分析计算验证了所述方法的有效性。所得无功控制分区能使分区内部的无功功率基本平衡,且能随系统运行条件的变化而变化。所提分区方法计算便捷,在实际系统中具有一定的应用价值。     

潮流追踪迭代算法

该文在对潮流流动机理进行深入分析的基础上,提出了一种新的快速准确潮流追踪算法,在潮流追踪过程中,考虑了有功与无功功率之间的影响,是完全意义上的有功和无功功率追踪,算法中采用了有功功率与无功功率追踪的迭代进行方式,从而克服了在有功与无功功率通路不同的情况下无法进行准确追踪的困难。由于充分利用了电压分布的特点,将节点电压的幅值和角度作为水平位分别对有功和无功功率进行追踪,在确定节点追踪顺序中避免了对节点和线路的搜索,可显著提高计算速度,因为该算法中同时对有功和无功功率进行追踪,故计算结果准确,该算法直观,清晰,计算快速,准确,数字算例表明,文中的观点是正确的,所提出的迭代算法是有效的。     

一种基于潮流追踪的电力系统无功控制分区方法

提出了一种基于潮流追踪和凝聚算法的电力系统无功控制分区方法.该方法通过无功潮流追踪,确定无功源节点对各个节点无功输入的贡献比例,以此量化系统节点之间的无功耦合程度.在此基础上,定义了节点之间的距离,进而采用凝聚算法对系统所有节点进行聚合,并确定最优分区数目.IEEE 39节点和IEEE 118节点系统的分析计算验证了所述方法的有效性.所得无功控制分区能使分区内部的无功功率基本平衡,且能随系统运行条件的变化而变化.所提分区方法计算便捷,在实际系统中具有一定的应用价值.     

一种基于潮流追踪的电力系统无功补偿方法

提出了一种旨在改善电力系统无功传输和降低有功网损的无功补偿点选择和补偿容量确定方法。该方法通过无功潮流追踪,获得负荷无功功率的传输路径,结合无功流动与支路有功网损的关系,定义了节点的网损分摊系数,进而根据系数的大小选择无功补偿点;推导了网损分摊系数对负荷无功功率的近似表达式,结合网损优化的近似模型,推导出了各补偿点最优补偿容量的计算公式;通过39节点测试系统,验证了该方法的有效性。所提出的网损分摊系数的物理概念清晰,计算便捷,据此进行的无功补偿对改善无功分布和降低网损均有较好的效果。     

基于场景概率潮流的电力系统无功优化研究

多风电场出力的随机性和互相关性特点对电力系统无功优化调度有着不可忽视的影响。针对这一问题,提出一种基于场景概率潮流的电力系统无功优化方法。该方法将风电出力场景化,结合概率潮流计算,以系统有功网损、发电机无功偏差和节点电压偏差期望加权值最小作为无功优化目标函数,利用粒子群算法求得各风电出力场景下的最优无功控制策略。在含多风电场的IEEE 30节点系统中对所提方法进行测试,并与确定性的场景无功优化方法相对比,验证了所提方法的有效性。     

Unified power flow controller models for three-phase power flow analysis

In this paper, three models of the unified power flow controller (UPFC) suitable for three-phase power flow analysis in polar coordinates are presented. The symmetrical components control model can be used to control the positive-sequence voltage of the shunt bus and the total three-phase active and reactive power flows of the transmission line while the injected shunt voltages and the series voltages are balanced, respectively; the general three-phase control model can be used to control the three shunt phase voltages and the six independent active and reactive power flows of the transmission line; the hybrid control model can be used to control the positive-sequence voltage of the shunt bus and the six independent active and reactive power flows of the transmission line. The proposed UPFC models were successfully implemented in a three-phase Newton power flow algorithm in polar coordinates. In the implementation of these UPFC models, transformers of some common connection types, which connect the UPFC with the network, are explicitly represented. Numerical results based on a five-bus system and the modified IEEE 118-bus system are given to illustrate the UPFC control models and demonstrate the computational performance of the three-phase Newton power flow algorithm.     

基于SMES的D-STATCOM提升配电网电能质量的研究

配电网位于电力系统终端,直接面向电力用户,因此由电气设备产生的电能质量问题将直接影响配电网的安全运行。为了解决配电网中存在的电能质量问题,本文提出了基于SMES的D-STATCOM组合结构,并提出了相应的控制及优化策略。基于SMES的D-STATCOM能对配电网中的有功、无功功率进行快速补偿,从而有效地控制系统频率和母线电压。通过改进的粒子群算法对基于SMES的D-STATCOM进行参数优化,可以使负荷母线电压、功率波动以及设备成本最小化。仿真结果表明,采用SMES作为储能装置的D-STATCOM较传统的D-STATCOM在配电网中能获得更好的电能质量指标。     

稳态控制潮流的设定空载频率及空载电压算法

针对电力系统中、长期电压稳定分析等需确定各发电机组出力的潮流计算问题，根据稳态运行时，发电机组的输出功率由机组的有功—频率静态特性和无功—电压静态特性所确定，该文列出计及控制环节的求解方程，提出不需设置平衡节点的给定有功—频率特性的空载频率fo、无功—电压特性的空载电压Voo(foVoo）的潮流算法。在非限制情况下，该算法满足任一机组的调节，影响了全系统各机组的输出；系统中的任一扰动，全系统参与一次自动调节的机组均有响应的实际情况。5节点系统和IEEE30节点系统算例说明，该算法可用于分析控制目标和控制参数对电力系统潮流的影响。     

考虑电压稳定约束的无功优化新模型

为了提高电力系统的安全水平,有必要在无功优化中考虑静态电压稳定约束.现有模型以发电机组恒定不变的无功上下限值来确定电压稳定极限,由此可能导致无功的优化运行不满足实际发电机组的运行极限约束.建立了一种含静态电压稳定约束的无功优化新模型.其中,目标函数为正常状态的有功网损最小,约束方程包括正常状态和临界状态的潮流及其他安全约束和电压稳定裕度约束.由于采用一组基于发电机运行极限图的分段函数来准确反映发电机组的无功限制,从而克服了现有模型可能违反发电机组运行极限约束的问题.采用预测-校正原对偶内点法来求解无功优化新模型,通过IEEE30节点系统的仿真计算,验证了本文所建模型的可行性.     

修正节点接入导纳潮流算法

针对牛顿–拉夫逊法初值选取不当和PQ分解法受网络RX比例影响造成的计算不收敛问题,提出了一种修正节点接入导纳的潮流算法。理论证明该算法是正确的。算例分析表明,该方法收敛可靠、计算速度快,同时不受RX比例与初值选取的影响。     

含分布式电源的三相不平衡配电网潮流计算

根据配电网三相不平衡的实际情况,为准确计算各种分布式电源(distributed generation,DG)并入配电网后的潮流问题,文章基于前推回代法,提出了可处理PV和PQ节点模型DG的三相不平衡潮流算法。按照配电网拓扑结构,利用支路分层技术,加快了潮流计算速度。在处理PV节点模型DG时,将电压正序分量幅值作为电压调节参数,计算电压正序分量幅值和额定电压幅值差,得到PV节点的无功补偿量,将DG由PV节点运行模型转换为PQ节点运行模型。IEEE 34节点系统算例结果验证了该算法的正确性。最后,通过分析DG对电压的调节和无功补偿能力,研究了不同类型DG对配电网电压的影响。     

双电源备用供电型通用潮流控制器

传统的UPFC中的潮流控制和有功功率补偿只是在同一线路上的电源和负载之间进行,因而其潮流控制能力和有功功率补偿的额度有限,不能实现不间断供电。为解决这一缺陷,提出了一种双电源备用供电型通用潮流控制器,该系统由4个共用一条直流母线的变换器构成。在介绍了其数学模型并分析了其主要功能后,详细讨论了其控制策略。MATLAB/SIMULINK环境下仿真研究的结果表明:双电源备用供电型通用潮流控制器能有效提高电力系统的供电可靠性,可实现不间断供电,且能够实现有功功率在不同电源和负载之间的相互补偿。