基于改进的泰勒级数精细积分法的电磁暂态数值算法

将一种改进的泰勒级数精细积分方法运用到电力系统电磁暂态计算中,改进算法可以提高算法的精度和计算速度。此改进算法对电力系统的电磁暂态进行计算时,不仅解决了稳定性和数值振荡严重的传统问题外,还提升了算法精度和计算速度。算例研究结果表明,该算法同传统的临界阻尼调整法(critical damping adjustment,CDA)相比,数值稳定性更好,而CDA方法数值振荡比较明显;与传统的泰勒级数精细积分法相比较,改进算法能有效提高计算精度,减少误差,该改进算法非常适用于电力系统的电磁暂态的计算。     

显辛算法在电力系统暂态稳定性计算中的应用

数值仿真计算一直是电力系统暂态稳定计算的一种有效手段之一.特别是针对当前大规模的电力系统离线计算,寻找一种可靠的暂态稳定计算的数值计算方法是很有必要的.为此,文中提出了一类显式辛Runge-Kutta-NystrOm法的辛算法,该算法应用在电力系统暂态稳定性计算中可以避免人为的引入耗散机制,且能够保持系统的结构特征,与传统的龙格库塔法相比具有较好的收敛精度和较快的计算速度,同时能够用较大的积分步长.将其应用在IEEE145节点系统上,该仿真计算的结果表明文中介绍的显辛算法能够显著提高电力系统暂态稳定性计算的精度和速度.     

电力系统暂态稳定分析方法的探讨

对电力系统暂态稳定分析的数值仿真法和直接法作了论述,并总结了这两种方法在分析电力系统暂态稳定性方面的优、缺点,最后从满足模型适应性和计算速度与精度的要求出发,对电力系统暂态稳定分析方法作了展望.     

电力系统暂态稳定分析方法的探讨

对电力系统暂态稳定分析的数值仿真法和直接法作了论述，并总结了这两种方法在分析电力系统暂态稳定性方面的优、缺点，最后从满足模型适应性和计算速度与精度的要求出发，对电力系统暂态稳定分析方法作了展望。     

辛几何算法在电力系统暂态稳定性分析中的应用

将辛几何算法引入电力系统暂态稳定性数值计算.以一个简单的电力系统为例,通过数值实验将新方法与电力系统分析中常用的隐式梯形积分法及传统的Runge-Kutta方法进行了对比分析.初步的数值实验结果表明,辛几何算法与传统算法相比,在计算精度和数值稳定性方面具有较为明显的优势,因而更适合于电力系统暂态稳定性及相似问题的数值计算.     

电力系统暂态稳定性数值计算的几种新方法及其比较

将辛几何算法及辛代数动力学算法两类新的方法引入电力系统暂态稳定性数值计算。以一个简单的电力系统为例,通过数值实验将新方法与电力系统分析中常用的隐式梯形积分法及传统的Runge-Kutta方法进行了对比分析。初步的数值实验结果表明,辛几何算法及辛代数动力学算法与传统算法相比,在计算精度和数值稳定性方面具有较为明显的优势,因而更适合于电力系统暂态稳定性及相似问题的数值计算。     

电力系统暂态稳定性数值计算的几种新方法及其比较

将辛几何算法及辛代数动力学算法两类新的方法引入电力系统暂态稳定性数值计算.以一个简单的电力系统为例,通过数值实验将新方法与电力系统分析中常用的隐式梯形积分法及传统的Runge-Kutta方法进行了对比分析.初步的数值实验结果表明,辛几何算法及辛代数动力学算法与传统算法相比,在计算精度和数值稳定性方面具有较为明显的优势,因而更适合于电力系统暂态稳定性及相似问题的数值计算.     

一种新的电力系统暂态稳定性计算方法

针对传统数值计算方法存在稳定性和收敛性差的问题,提出了一种新的电力系统暂态稳定性计算方法——辛Runge-Kutta-Nystrm(以下简称辛RKN)法,该算法不存在人为的引入耗散机制,避免歪曲系统本来结构的特征,可用较大积分步长来进行计算,与传统的Runge-Kutta(以下简称RK)法相比,收敛精度好,计算速度快,体现了该类辛算法内在的时间并行特性。在IEEE145节点电力系统运行的测试结果表明,辛RKN法能显著提高暂态稳定计算的收敛精度和计算速度。     

基于2级3阶单对角隐式Runge-Kutta法的电磁暂态计算方法

在电力系统电磁暂态计算中,由于各种突变情况的发生,将导致数值计算中存在数值振荡。为有效解决电力系统电磁暂态计算中的数值振荡问题,将一种2级3阶单对角隐式Runge-Kutta法运用于电磁暂态数值计算中。由理论分析可知,该数值积分方法具有非线性B-稳定性,即具有能量耗散性或非线性阻尼特性。算例结果表明,与现有的方法相比较,使用该方法进行电磁暂态计算,能够在不增加计算量的情况下,有效避免因突变情况导致的数值振荡。     

高精度A稳定隐式调谐Taylor级数法在电力系统中的应用

数值计算方法的稳定性和精度是判断一个算法优劣的重要指标。随着电力系统不断发展,对暂态稳定算法的稳定性和计算精度提出了更高的要求。隐式Taylor级数法具有良好的计算精度,但是稳定性比较差。为了提高隐式Taylor级数法的数值稳定性同时又不降低计算精度,本文通过改变隐式Taylor级数法参数的数值,得到了具有A稳定性的高精度隐式Taylor级数算法的计算格式。从理论上证明了在展开式为N阶时该隐式调谐Taylor级数法具有A稳定性同时计算精度也提高到2N阶,并对隐式调谐Taylor级数法的计算速度进行了分析。仿真结果表明该方法在高阶时仍可以保持良好的稳定性和计算精度,该方法可以使用较大的积分步长,能够适应较长动态过程仿真计算。     

基于2级3阶Radau Ⅱ A方法的电磁暂态并行计算方法

为了解决电磁暂态计算中的数值震荡问题并提高电磁暂态仿真的计算效率,在多个时间点上运用2级3阶Radau Ⅱ A方法连续离散,然后运用牛顿法求解,形成一种新的电磁暂态并行计算方法。由于2级3阶Radau Ⅱ A方法具有良好的计算精度和稳定性,本文方法不仅可以采用更大的步长进行并行计算,还可以消除数值震荡。算例检验证明,所提方法不仅消除了数值震荡,还有效的提高了电力系统电磁暂态数值仿真计算的精度、效率及实时性。     

精细时程法电力系统暂态仿真初探

通过精细时程积分法,针对电力系统的模型,推导得到了一种快速、简捷的电力系统精细时程暂态稳定计算方法.仿真结果显示该方法计算结果与电科院PSASP程序仿真计算的结果相符,且数值稳定性好、编程简单,适用于电力系统稳定计算.     

基于辛龙格-库塔-奈斯通方法的电力系统暂态稳定性并行计算方法

并行计算是实现大规模电力系统实时分析计算及控制的有效途径。将s级2s阶的辛龙格–库塔–奈斯通方法用于经典模型情况下的电力系统暂态稳定性计算中,利用矩阵分裂技巧以及矩阵求逆运算的松弛方法,推导出了一种新的暂态稳定性并行计算方法,该方法具有内在的时间并行特性和超线性收敛性。基于IEEE 145节点系统的仿真结果表明,该算法在保持相同或更高计算精度的前提下,具有与传统的时间并行严格牛顿计算方法相当的收敛性。     

基于广义向后差分方法的电力系统暂态稳定性快速数值计算方法

为满足电力系统暂态稳定性实时分析计算的需求,将边界值类方法中的广义向后差分方法应用于暂态稳定性数值计算,提出了一种新的暂态稳定性快速数值计算方法。该方法利用广义向后差分方法对微分方程进行连续的时间差分离散,然后对离散后的非线性方程组采用牛顿法进行整体求解。利用雅克比矩阵所具有的带状结构特征,采用矩阵方程分裂—组合技巧,避免了对整体雅可比矩阵或多个分块子矩阵进行三角分解,从而提高了暂态稳定性数值计算的效率。对两个算例系统的测试结果表明:相对于经典的隐式梯形积分方法,所提出的算法在计算效率上具有明显的优势。     

电力系统暂态稳定域近似边界可信域及其扩展

电力系统稳定域边界的逼近一直是应用直接法进行电力系统暂态稳定分析的难点。该文给出一种基于可信域和暂态能量函数的边界近似方法,该方法利用特征不变流形(characteristic invariant manifolds,CIMs)确定的可信域和其边界上故障轨迹相关方向处暂态能量函数常值能量面的并集确定近似边界。采用该方法对WSCC4机11节点标准测试系统稳定域边界进行逼近,并依据近似稳定域边界估计临界清除时间。通过对采用纯多项式近似的边界及与采用纯能量函数近似边界的比较,表明该方法即排除了多项式近似边界收敛域外的不确定性,又在很大程度上克服了传统能量函数近似边界的保守性,提高了直接法分析电力系统暂态稳定的精度。     

基于二次向量场的暂态稳定性快速数值计算方法

时域仿真是研究电力系统暂态稳定性的重要手段。该方法主要涉及微分代数方程(DAE)的数值求解。目前,电力系统暂态稳定性仿真最常用的方法是先用隐式梯形法离散常微分方程,再用拟牛顿法求解非线性方程组。对于大规模电力系统,这种仿真方法非常耗时,因为在每一步的积分过程中通常需要多次迭代。提出了一种基于Kahan方法的数值方法来实现快速的暂态稳定性仿真,其中电力系统的机电暂态特性由二次微分代数系统描述,然后用Kahan方法求解DAE的非线性方程。基于Kahan方法提出的仿真方法是线性隐式的,可以通过求解单个线性系统来计算每个时间步长的积分。因此,它比现有方法具有更好的计算效率。在5机18节点系统和IEEE145节点系统上进行的研究证实了该方法的有效性。     

基于高度并行松弛牛顿方法的暂态稳定性实时分析计算的并行算法

介绍一种新的用于大规模电力暂态稳定性实时分析计算的高度并行松弛牛顿方法。较详细地描述了用于暂态性计算的时间－ 并行松弛牛方法以及用于收缩导纳矩阵计算的空间并行松弛牛顿方法。并指出,该方法是以电力系统经典模型为基础导出的,但其基本思路完全可以推广应用于电力系统详细模型,关于该方法的算法分析比较,以及实际装配和验证另文发表。     

同步电机模型对暂态稳定性的影响分析

采用电力系统综合程序不同精度的同步电机数学模型,基于潮流进行暂态稳定仿真计算。通过对仿真实例计算得到暂态稳定结果,分析和比较电机数学模型对暂态稳定性研究的影响。     

基于高度并行松驰牛顿方法的暂态稳定性实时分析计算方法的并行装配

介绍一种新的用于大规模电力系统暂态稳定性实时分析计算的高度并行松驰牛顿方法的分析和比较,并利用ＰＶＭ 技术在ＧｒａｙＴ３Ｄ大规模并行计算机上进行实际装配和验证。关于该方法的导出在《基于高度并行松驰牛顿方法的暂态稳定性实时分析计算的并行算法》［１］ 中发表。     

不确定条件下电力系统暂态稳定性研究

由于可再生能源的输入存在不确定性,系统参数测量不准确,电力系统在受到扰动情况下会出现系统失稳现象。为此,提出一种基于可达集的电力系统暂态稳定分析方法。研究在不确定条件下的电力系统暂态稳定计算方法。首先介绍可达集的原理和表达方法,针对电力系统中出现的不确定输入量和扰动变量,提出一种齐诺多面体(zonotopes)与改进欧拉法相结合的数值计算方法,对电力系统暂态稳定性进行分析。通过对简单的单机无穷大电力系统算例的暂态稳定性仿真计算,得到在可再生能源输入不确定情况下的系统功角稳定关系,以验证所提出的可达集算法的可行性。