基于映射分区的无功电压控制分区算法

在应用传统聚类算法对电网进行无功电压控制分区时,存在可伸缩性不强的缺点,且分区结果难以保证被控节点与对它控制最灵敏的无功源节点属于同一个分区.文中提出一种基于映射分区的无功电压控制分区算法,首先在电气距离的基础上通过凝聚的层次聚类算法得出最优分区数和无功源节点所在的分区号,然后通过映射分区算法确定被控节点的分区.该方法不依赖于状态估计结果,而仅基于网络的拓扑结构和参数.应用所述方法分别对IEEE 39节点、IEEE 118节点系统和福建电网进行了分析计算,分区结果表明该方法可以保证被控节点与对它控制最灵敏的无功源节点属于同一个分区,计算速度快,占用内存小.     

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.     

改进粒子群优化算法及其在电网无功分区中的应用

提出一种改进粒子群优化算法并将其应用于电网无功分区,以复杂网络社团结构理论为基础,建立以电气距离为权重的电力系统加权网络模型,以模块度为标准量化地评价无功分区的划分质量。改进粒子群优化算法采用了新的粒子编码方式与位置更新方式,提高了以模块度为目标函数的启发式算法的收敛速度并减少了存储空间。通过改进粒子群优化算法得到的无功网络具有较强的区域解耦特性,分区内部电气联系紧密,区域之间联系稀疏,无功分区结构合理。该算法在IEEE 39节点系统、IEEE 118节点系统及大型电网的应用结果表明了该算法的合理性及有效性。     

基于深度学习和改进K-means聚类算法的电网无功电压快速分区研究

随着电网规模的不断扩大,对整个大电网进行统一的电压调控变得越发困难。提出一种基于深度学习和改进K-means聚类算法的电网无功电压快速分区方法。首先建立电耦合强度矩阵反映系统节点间的电气耦合关系的强弱。然后采用深度学习中的稀疏自编码器,通过训练实现对输入的高维矩阵进行特征提取和降维。最后基于改进的K-means聚类算法用以对降维后的特征序列进行聚类分析,通过检验电气模块度值来确定最终的分区。以电气模块度、无功储备校验两个评价指标对电网分区质量进行评估。对IEEE39节点和IEEE118节点系统进行仿真分析,验证了所提方法在保证连通性以及充足的无功储备的的基础上,具有较高的电气模块度。     

基于电源分区与短路阻抗距离的电压无功分区方法

基于先电源节点分区后负荷节点映射分区的思想,提出了一种基于电源分区与短路阻抗距离的电压无功分区方法。首先以无功/电压灵敏度来定义电气距离,采用凝聚的层次聚类算法直接对电源节点进行分区。然后定义了多无功源节点对单个负荷节点的短路阻抗距离,并以短路阻抗距离最短原则来实现负荷节点的映射分区。该方法不仅能保证电气距离近的无功源被分在同一个区域,而且还能保证负荷节点与对其控制能力强的多个无功电源节点被分在同一个区域。另外,该方法还具有分区结果与潮流状态无关的优点。IEEE39节点系统和重庆实际电网的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

无功优化分解协调计算的节点分区方法

无功优化分解协调算法中,根据电压-无功灵敏度对电力系统进行分区,使得各区域节点间电压无功耦合最弱,这样有利于提高该算法的计算效率和实用价值。求出正常运行状态下的节点间电压-无功灵敏度,应用阀值搜索分区算法对系统节点进行分区,用节点分裂法将系统分解为几个较小规模的子网络。IEEE118节点系统和两个实际系统（538节点和1133节点）的无功优化计算表明,该分区算法能改善算法的收敛性,从而提高其计算效率。     

基于Normal矩阵谱平分法的快速电压控制分区

为提高电网中二级电压控制分区的速度,提出种基于复杂网络谱平分法的电压控制分区新算法。该算法采用节点导纳矩阵虚部作为电压控制分区简化拓扑模型的元素,并通过分析分区模型的Normal矩阵,直接获取分区聚类样本,在保证区域无功就地平衡的条件下,能够有效降低算法的时间复杂度。采用改进初始聚类中心的K-means聚类算法保证了分区时的稳定性,同时,模块度指标和无功储备校核的引入使优分区结果更客观、更可信。通过IEEE 39节点和IEEE 118节点标准测试系统对谱平分法分区的可行性和效率进行仿真计算和验证。分析表明,该方法能够快速有效地获取合理的电压控制分区方案,分区结果可为二级电压控制分区的工程实践提供参考。     

无功优化分解协调计算的节点分区方法

无功优化分解协调算法中,根据电压-无功灵敏度对电力系统进行分区,使得各区域节点间电压无功耦合最弱,这样有利于提高该算法的计算效率和实用价值.求出正常运行状态下的节点间电压-无功灵敏度,应用阀值搜索分区算法对系统节点进行分区,用节点分裂法将系统分解为几个较小规模的子网络.IEEE118节点系统和两个实际系统(538节点和1133节点)的无功优化计算表明,该分区算法能改善算法的收敛性,从而提高其计算效率.     

基于社团结构理论的电网无功分区及主导节点选择方法研究

传统无功分区和主导节点选取算法大多基于电网的无功电压灵敏度和聚类分析算法,往往存在分区内部无功不平衡和主导节点过于集中的问题。依据复杂网络理论中的社团结构划分算法原理,提出了基于连边相似权的电力系统网络建模,并引入电网无功平衡度来构造新的社团结构模块化指标以改进分区无功平衡性。利用复杂网络拓扑结构中节点度和节点介数等特征量改进了无功分区内主导节点选择指标和方法,提高主导节点选择的准确性。最后对IEEE-39节点网络进行无功分区和主导节点选择的算例分析,验证了所提指标和算法的有效性。     

基于节点迁移的电力系统并行计算优化分割策略

利用基于拉普拉斯谱划分的递归二分法将电力网络进行支路切割,然后将支路切割转换为节点撕裂。在转换过程中使用了一种优化的支路排序策略,以减小边界块,从而减小协调计算时间,提高并行效率。通过计算迁移节点目标函数,减小了分割的不平衡度。在IEEE标准网络上,用并行潮流算法对分割的网络进行测试计算。结果表明,该优化策略有效减小了边界块,适合电力系统并行计算。     

基于GN分区的输电断面快速搜索

提出了一种基于电网分区的输电断面快速搜索方法。该方法在利用复杂网络社团划分中的GN算法对电网进行分区的基础上,结合图论中的路径矩阵等相关知识实现输电断面搜索。同时在对电网进行分区时,本文通过关键介数等指标确保脆弱线路以及重载线路优先成为区间联络线,从而有效克服了传统电网分区由于忽略电网拓扑结构以及线路负载情况而存在的问题,以此最大程度减小未进行区内选择带来的漏选问题。采用IEEE39节点系统标准算例,验证所提方法有效可行。     

最小化用户停电损失的主动配电网黑启动分区优化策略

电力系统发生大停电事故后,含高比例分布式电源的主动配电网可以通过分区实现快速并行恢复。提出了一种主动配电网黑启动分区优化策略。以最小化用户停电损失为目标,建立了主动配电网黑启动分区的混合整数线性规划模型,通过分布式电源、线路、母线和负荷的恢复约束将各个分区内部的恢复操作顺序集成到分区模型中。利用线性规划求解器ILOG CPLEX对所提出的优化模型进行求解,从而得到配电网黑启动分区恢复方案。以改进的IEEE 69节点配电系统为例验证了所提模型与策略的有效性。     

一种基于解空间划分的配电网最优重构算法

提出了一种基于解空间划分的配电网最优重构算法。根据配电网不同拓扑结构上的共同点,制定一个划分规则,将配电网重构的整个解空间划分为不同的可行子空间和不可行子空间,排除不可行子空间,同时使用局部寻优算法找出各可行子空间中的最优解,逐一计算网损并进行比较,找出全局最优解。该算法能够确定地得到配电网重构最优解,且显著减少了需要计算网损的候选解数目,使计算效率能够满足实际需要,PG&E69节点系统和IEEE 33节点系统的算例结果与分析证明了该结论。     

基于电力系统支路切割的潮流并行协调算法

在研究基于支路切割的网络分块方法的基础上,提出了一种通过切割支路实现网络分块的新算法。该算法将切割支路的潮流以虚拟负荷的形式作为协调变量对子网络之间的耦合影响进行处理,并有效地将大规模电力系统的潮流计算问题转化为若干个子网络的潮流计算问题,是一种基于电力系统潮流调度概念的准并行算法,可以方便地在PC机群上实现。该算法在IEEE 14节点、IEEE 30节点和IEEE 118 节点网络上的验算结果表明:应用该算法获得的潮流计算结果正确,切割支路的选择对算法性能存在一定影响,划分网络的具体技术措施还有待深入研究。     

无功优化协同进化计算的控制变量分区方法研究

在无功优化协同进化计算中,将控制变量合理地分区分组是算法正常运行的前提,也是获得良好并行性能的关键。参考无功优化控制变量分区问题与分级电压控制中电网分区问题之间的关系,提出将控制变量分区问题转换为降阶电网分区问题,并构造降阶电网分区优化模型。在此基础上,引入种子分区编码方法,提出一种能自动确定分区数目的方法。该方法使用向上归并法进行初步分区,降低了分区规模,并采用种子分区编码法将分区数目等信息编入染色体,解决了分区数目难以确定的问题。系统计算表明,新分区方法能自动确定分区数目,快速地对系统控制变量进行合理地划分。将该方法应用到协同进化计算中,能提高协同进化计算的并行性,保证算法寻优效率。     

基于标签传播的配电网动态分区方法

为实现接入分布式可再生能源(RDG)的配电网分区在结构与能量层面上的区内强耦合、区间弱耦合以及分区内部功率储备充足的目标,除广泛应用于电力系统分区的模块度指标外,引入复杂网络理论中的标签传播算法和稳定度指标.为降低分区后各分区在能量与结构上的耦合程度,提高分区后各区内部电源的控制能力,定义了适用于配电网分区的标签传播算法;利用潮流追踪算法得出配电网电源供能和负荷吸能网络,基于此定义稳定度指标以量化节点与节点、节点与分区在能量上的紧密程度.并结合以灵敏度矩阵为基础的模块度指标,从结构和功能的角度推演出标签传播的判断依据:增益函数与损失函数.最后,考虑RDG接入配电网对分区的影响,将标签传播算法与RDG出力预测场景构建方法相结合,并以动态分区的形式提高分区应对RDG不确定性的能力,为分层分区调控方法提供理论支撑.     

基于电气距离与层次聚类分析的配电网分区策略研究

配电网区域划分是开展无功电压控制的研究基础。本文提出了一种基于电压对无功灵敏度的聚类模型,采用映射函数求得各电气距离指标形成电气距离集,再依据层次聚类算法选取簇中心进而实现区域分区。论文最后通过IEEE 123节点系统验证了该方法的有效性。     

基于化学反应算法的配电网重构

化学反应(chemical reaction optimization,CRO)算法是从化学反应过程中得到的启发式算法,模拟了化学反应过程中分子相互作用最终到达稳定的低能量状态的过程。基于此,提出了配电网络重构方法。根据配电网络的特征,采用独立环路构造分子的结构,各环路中的开关编号作为分子结构中各特性的取值集合。结合所构造的分子结构的特点,设计了用于配电网重构的分子与容器壁之间无效碰撞、分子之间无效碰撞、分子分解、分子合成的详细规则。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于改进粒子群算法的中压配电网无功优化

建立了以年费用最小为目标函数的无功优化数学模型,提出一种融合裂变和变异操作的分合群粒子群算法求解该模型,并结合对系统分区、合理设置补偿上限等方法减小搜索范围,实现了同时求解补偿点和补偿量。算法在标准粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的基础上通过分群和裂变,保持粒子的多样性,避免收敛早熟;通过合群和变异,加强算法的搜索精度,提高算法的收敛稳定性。用IEEE 33节点系统进行仿真计算,与标准PSO算法对比表明,改进PSO算法在计算精度、收敛稳定性等方面具有明显优势;与无功二次精确矩法对比表明,改进PSO算法具有自动调整补偿点个数的能力,补偿方案经济性更好,能有效解决中压配电网的无功优化问题。