基于GMRES的改进连续潮流算法研究

阐述了一种基于GMRES的改进连续潮流算法,主要针对大型电力系统,在预测环节中采用拉格朗日非线性预测,减少了计算时间;在校正环节中将GMRES方法与牛顿法相结合构成内外双层迭代,并应用ILU分解对系数矩阵进行预处理,从而避免了对修正方程进行直接求解,提高了连续潮流法的计算速度.该算法根据梯度参数变化对步长进行了有效的控制,可以大大提高PV曲线的追踪效率.采用该算法对IEEE300节点测试系统进行仿真计算,取得了良好的计算结果,从而验证了该方法的有效性和快速性.     

基于自适应预处理的改进CPF-GMRES算法

针对大规模电力系统电压稳定分析中连续潮流计算遇到的速度瓶颈,提出了一种基于自适应预处理的改进CPFGMRES(m)算法。在连续潮流与GMRES算法结合方式上,构建了旨在减少预处理阵生成次数的自适应预处理结构,即在连续潮流预测步中初始化预处理阵、校正步中采用Broyden方法修正预处理阵,并通过加大数策略和ILU分解补策略计及PV、PQ节点类型转换的影响。经IEEE118和某实际电网算例验证表明算法是有效的。     

基于非线性预测的改进连续潮流算法研究

阐述了一种改进的连续潮流法。该方法预测过程中采用了非线性预测,在功率极限点附近不需要减小步长,校正过程中采用局部参数法求解校正方程,从而减少了绘制PV曲线的时间;潮流计算采用牛拉法,保证了PV曲线绘制过程中的稳定性。通过对IEEE 39和IEEE 118节点测试系统进行仿真计算,取得了良好的计算结果,从而验证了本算法的有效性和快速性。     

基于子空间迭代法的快速N-1潮流计算方法研究

为提高N-1潮流计算的求解速度,提出基于子空间迭代法的快速N-1潮流计算方法。对初始潮流的雅克比矩阵进行不完全LU分解,得到固定的预条件子,应用结合了自适应GMRES(m)法的牛顿法求解N-1潮流。自适应GMRES(m)算法是GMRES算法的改进,能自动调节重启参数值,进一步提高算法收敛速度。对IEEE118、IEEE300、2383wp电力系统的仿真证明了基于子空间迭代法的快速N-1潮流计算方法的有效性。算例结果表明,自适应GMRES(m)算法能快速求解大规模线性方程组,适用于大规模系统的N-1潮流问题。     

基于改进连续潮流法的静态电压稳定分析与研究

在传统连续潮流的基础上,一种改进参数化方法的连续潮流算法在本文提出,使用该算法可以快速、准确地进行电力系统静态电压稳定分析。该算法在潮流计算过程中使用PQ分解法,预测过程采用拉格朗日二次插值技术预测下一步的潮流解的初值,校正过程使用基于几何相似原理的改进参数化方法校正预测值,步长控制采用变步长控制方法。和传统连续潮流法相比该算法具有计算时间短、内存占用少、计算准确度高等特点。算例分析表明该算法是可行的、快速的、准确的。     

基于广义Tellegen定理的改进连续潮流算法

在连续潮流法的基础上,提出了基于广义Tellegen定理的改进连续潮流算法。利用广义Tellegen定理在电力网络计算中快速、简捷性的特点,与连续潮流法预测环节相结合,自动选取合适的步长,在确保计算结果正确的同时,提高计算效率。对IEEE 11、IEEE 30和IEEE 107节点系统仿真算例,结果表明所提出的算法能够提高连续潮流算法的计算速度。     

基于几何参数化的连续潮流算法研究

本文提出了一种基于几何参数化求取PV曲线方法。该方法应用预测校正法的连续潮流算法,采用几何参数化,从而消除了在功率极限附近雅可比矩阵奇异的现象,有效地改变了收敛方向,可以精确获得电压稳定极限和完整的PV曲线。应用该算法对IEEE39节点和IEEE118节点的电力系统进行了仿真计算,取得良好的计算结果,证实了该算法的有效性。     

基于近似连续潮流的在线电压稳定分析

提出近似连续潮流算法以实现电压稳定的在线监视,该算法由预测算法和校正算法2部分组成。其中,预测算法线性化潮流方程,并以一个切线预报来预测其下一个步长状态变量的数值;校正算法则将预测值代入潮流方程,进而求得负荷的计算增长方向。为了减小负荷增长方向和计算增长方向的偏差,每一个步长的预测计算均回到负荷增长的调整方向,并依次反复迭代,直到负荷增长方向与计算增长方向的夹角大于给定值,此时表明潮流方程的线性程度显著恶化,从而得到负荷裕度的近似值。进一步给出了近似连续潮流算法为连续潮流算法线性近似的严格数学证明。该算法不存在潮流方程的收敛问题,计算速度快,所求得的电压稳定指标线性程度好,物理意义明确。IEEE39节点的算例证明了算法的有效性。     

一种改进型拉格朗日插值预测方法在连续潮流计算中的应用

阐述了一种基于混合连续参数选取的拉格朗日插值预测方法及相应的变步长策略,并将其应用于连续潮流计算中.这种方法通过分区域选择不同的连续参数,构造拉格朗日插值系数预测潮流解,并结合相应的变步长控制方法,对连续潮流算法进行改进.此外,利用此方法以及基于单一连续参数选取的拉格朗日插值预测方法,针对IEEE14节点和IEEE39节点电力系统进行潮流计算与对比,结果表明此算法具有更好的适用性和鲁棒性.     

动态最优潮流的预测/校正解耦内点法

从动态最优潮流中动静态变量的弱耦合关系出发,深入分析了原对偶内点法的解耦思想及其产生的根本原因,然后将该解耦策略推广应用于预测/校正环节的线性方程求解,提出动态最优潮流的预测/校正解耦内点法.该算法利用预测/校正原对偶内点法的优势,提高了动态最优潮流的迭代计算效率.同时,针对线性修正方程组常数项的特点,进一步提出了一种分组解耦同步迭代策略,使动态变量和各时段静态变量在预测/校正环节中实现同步解耦计算,从而进一步提高了动态最优潮流的解耦计算效率.通过典型算例的仿真分析与对比,验证了该算法的有效性.     

计及详细源荷模型的三相独立微电网连续潮流计算方法

连续潮流是电力系统静态电压稳定分析的基本工具,为更准确计及独立微电网中分布式电源和感应电动机模型对电压稳定的影响,文章建立了包含详细分布式电源和感应电动机模型的三相独立微电网模型。在分布式电源模型中考虑了下垂控制特性和非光滑约束,并对非光滑约束进行了光滑处理。针对上述模型,提出一种三相独立微电网连续潮流计算方法,预测环节采用切线预估法,校正环节利用投影牛顿法处理变量边界约束,避免了校正方向造成的数值问题。对13和15节点三相独立微电网系统采用所提方法进行连续潮流计算,分析了下垂控制特性、非光滑约束和详细感应电动机模型对独立微电网电压稳定的影响,验证了考虑详细模型的连续潮流计算方法的正确性和必要性。     

电力系统分析综合程序连续潮流算法的改进

连续潮流计算是电力系统静态电压稳定分析的基本工具,目前国内多数连续潮流程序仍存在计算可靠性不高和计算效率低等问题。对电力系统分析综合程序(PSASP)中的连续潮流程序在提高计算可靠性和计算效率等方面进行了改进,使之能够适应大型电力系统的电压稳定性分析。改进后的PSASP连续潮流算法包含基本的拟弧长和局部参数化方法以及渐近数值方法(asymptotic numerical method,ANM)。ANM实质是一种采用高阶泰勒展开进行预测的连续方法,是一种半解析计算方法。ANM计算步长能够根据解曲线的形状自适应控制,因而是一种快速的连续潮流计算方法。实际电力系统的计算表明,修改后的连续潮流算法在计算可靠性和计算效率方面相比原来的程序有了很大程度提高,能够满足大型电力系统工程计算的需要。所做的研究对其他连续潮流的计算软件也会有一定的借鉴作用。     

一种改进的步长控制连续性潮流计算方法

提出了一种改进的步长控制连续性潮流计算方法.在传统连续性方法的基础上,根据预测环节中得到的信息,自动选取合适的步长,从而确保系统内的各控制元件能够按照实际的顺序进行调节,在保证计算结果正确性的基础上,又能兼顾到计算速度.对568母线系统的计算表明该算法能够有效地控制步长,在保证计算结果准确性的前提下具有较高的计算效率.     

求取电压稳定分歧点的改进步长连续潮流法

连续潮流法是求取电压稳定分歧点的一种有效方法,但现有方法计算量大。为此,提出一种改进步长连续潮流法,先对线性电路的戴维南等值原理进行广义扩充,证明了非线性电力系统传输最大功率条件是:戴维南动态等值阻抗模等于负荷静态等值阻抗模。并根据戴维南动态等值阻抗引导的负荷阻抗变化初步预测极限功率,以此作为连续潮流计算的步长选择依据,实现变步长连续潮流计算。对IEEE118系统进行仿真计算,结果表明该算法能既快速又准确地找到电压稳定分歧点。     

基于改进连续潮流法的电压稳定极限计算方法

针对电压稳定性分析连续潮流法的计算效率、精度及收敛性问题,提出了一种改进型的连续潮流法。该方法在参数化中,有机结合了物理参数化和局部参数化在不同区域的优点,在校正过程引入了一种新的预测-校正法,在步长控制中,提出了变步长控制函数,极大地提高了算法的计算精度、效率和收敛性。最后通过实例证明该方法可以提高连续潮流法分析电压稳定性的效率,并验证了该方法的有效性。     

大规模电力系统快速潮流计算方法研究

直接法和迭代法是求解线性方程组的两类常见方法,比较了多波前算法（MA）、GMRES算法、FGMRES算法在大规模电力系统潮流计算中的求解效率。经IEEE 118节点、300节点和Poland共7个算例仿真测试表明,基于ILU分解法预条件子的FGMRES算法的内迭代次数较GMRES算法明显减少,但整体求解时间较GMRES算法长;多波前算法的求解速度较二者快。基于PQ分解法预条件子,提出一种GMRES-MA混合算法,在GMRES算法每步迭代过程生成 Krylov 子空间后,利用多波前算法（MA）直接求解辅助预     

无平衡节点孤岛运行微电网的连续潮流计算

连续潮流(continuous power flow,CPF)是电力系统电压稳定分析的有效工具,也是解决常规潮流中病态潮流问题的方法之一。针对无平衡节点孤岛运行微电网系统的无平衡节点、且有下垂控制分布式电源装置的特性,提出一种无平衡节点孤岛运行微电网CPF计算方法。采用不要求雅可比矩阵非奇异,且具有全局收敛性的LM-TR方法求解初始点。预测环节采用结合局部参数化方法的切线法。校正环节提出新型的超球面参数化方法,并采用结合传统牛顿法和带Armijo型线性搜索牛顿法的组合牛顿法进行校正,以保证CPF校正计算成功,及实现整个CPF过程中在较高计算精度下一直采用较大定步长预测。对改造后的37节点和17节点无平衡节点孤岛运行微电网系统采用所提方法进行CPF计算,验证了其正确性和有效性。     

基于最优潮流的实时电价及其算法的研究

实时电价是电力市场中的重要概念。为了研究实时电价所包含的丰富的经济信息以及适合实时电价在线快速计算的算法,基于最优潮流(OPF)实时电价模型采用原对偶内点算法求解,并讨论了向心参数的取值对该算法收敛性的影响。在此基础上引入预测校正环节,该方法能很好地协调解的最优性和可行性之间的关系,改善了算法的收敛性;采用IEEE14节点标准测试系统进行实时电价计算,对仿真结果的分析表明了相应不等式约束的Lagrangian乘子的值代表系统运行安全费用,预测校正法迭代次数少,收敛性好。     

基于可变预处理的Newton-FGMRES算法在潮流计算中的应用

为了适应电力系统大电网互联及潮流计算大规模、高速度、无简化的发展趋势,在Krylov子空间方法的基础上提出一种用于求解非线性方程组的Newton-FGMRES算法。将ILU(0)可变预处理引入GMRES算法并且在迭代过程中对预处理矩阵进行Broyden秩1修正,改善了线性方程组系数矩阵的特征值分布特性,运用一阶有限差分技术,无需显式形成Jacobian矩阵。将算法用于IEEE 118及IEEE 300标准电力系统潮流计算,与其他几种非精确牛顿法的仿真对比表明,Newton-FGMRES具有良好的收敛性和较小的计算量,是针对大型系统潮流计算的有效方法。     

基于可变预处理的Newton—FGMRES算法在潮流计算中的应用

为了适应电力系统大电网互联及潮流计算大规模、高速度、无简化的发展趋势,在Krylov子空间方法的基础上提出一种用于求解非线性方程组Newton—FGMRES算法。将ILU（0）可变预处理引入GMRES算法并且在迭代过程中对预处理矩阵进行Broyden秩1修正,改善了线性方程组系数矩阵的特征值分布特性,运用一阶有限差分技术,无需显式形成Jaeobian矩阵。将算法用于IEEE 118及IEEE300标准电力系统潮流计算,与其他几种非精确牛顿法的仿真对比表明,Newton—FGMRES具有良好的收敛性和较小的计算量,是针对大型系统潮流计算的有效方法。