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。     

基于混合注入模型的光伏并网潮流计算研究

首先提出将光伏电站计入网络参数的潮流计算策略,充分考虑光伏电站及电网的相互影响,通过一次计算同时得到光伏电站、电网两部分的潮流结果。针对光伏电站并入输电网问题,提出光伏电站网络化简策略,减少网络节点增加个数,减小雅克比矩阵增大规模。求解潮流时,提出基于电流/功率混合注入模型的牛顿拉夫逊(NR)潮流算法。该算法既继承了常规电流注入模型迭代时,雅克比矩阵PQ节点分块矩阵的非对角元素恒定不变的优点,又降低了雅克比矩阵的规模,节省存储空间。针对混合注入模型的混合坐标问题,提出坐标转换策略,将潮流方程右侧均转换到同一坐标下,使潮流方程变得整齐,程序编写方便。最后,从青海某光伏电站中选出4路光伏阵列并网线路接入IEEE30节点系统,基于其实际参数,进行并网潮流计算,验证了本文算法的可行性。     

计及多机平衡策略的半不变量法在线概率潮流

为提高半不变量概率潮流算法的实用性,提出了一种多机平衡概率潮流计算方法。在传统半不变量概率潮流算法的基础上,该方法通过修正待求变量对节点注入功率的灵敏度矩阵,实现了计及系统常规调频特性及常规能源与间歇式能源互补策略对系统潮流分布的影响。算例分析部分通过IEEE标准节点系统与实际省级电网模型的仿真分析验证了所提算法的准确性与实用性。     

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。     

基于等效注入功率法的含直流潮流控制器的直流电网潮流计算方法研究

含有N个节点的直流电网中可控支路数遵循N–1准则,当支路数多于N–1时,会出现不可控支路,故引入直流潮流控制器实现与换流站的协调控制,最大限度地保证所有支路运行在载流限值内。然而,接入直流潮流控制器后,常规潮流计算将增加新的节点,从而导致系统节点导纳矩阵和雅克比矩阵阶数的增加、矩阵元素的变化等,给潮流计算带来附加计算量,影响潮流计算的速度和效率。以电压源型潮流控制器为例,推导含电压源型潮流控制器的直流电网潮流计算数学模型;将等效注入功率法引入含有潮流控制器的直流电网潮流计算中,新增节点以附加注入功率的形式转移到控制器安装支路的两端节点,避免了新节点引入的大量计算。最后,以改造后的某五端柔性直流工程为例,通过等效注入功率法和仿真软件在含有一个和多个控制器时的直流电网潮流计算结果的对比,验证该方法的有效性。     

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.     

一种快速的定雅可比潮流算法

完美地组合了电流注入型潮流算法和保留二阶项的快速潮流算法的优点,弥补了二者的不足之处,提出了一种快速的定雅可比潮流算法.该算法修正方程式的雅可比矩阵是通过对电流注入型潮流算法PQ节点的雅可比矩阵进行改造而得来的,是一个对称的常数雅可比矩阵.修正方程式的常数项是在保留潮流方程式非线性项的基础上进行简化改进而获得的,是一个非常简单的修正公式,在迭代过程中完全不需要进行节点电压的修正和节点功率的计算.这些处理,既保证了算法的收敛性,又大大提高了计算速度.详细论述了该算法的原理及用法.最后将它与牛顿法、定雅可比牛顿算法、PQ分解法、快速解耦法(FDLF)等潮流算法在多个算例上进行了收敛性能和收敛速度的比较,结果证明该算法收敛速度远大于牛顿法和定雅可比牛顿算法,收敛能力与定雅可比牛顿算法相当,算法适用能力比PQ分解法和快速解耦法强.     

基于Matlab的动态潮流研究

电力系统潮流计算是电力系统分析中的最基本的一种计算,但是在电网各种运行方式中,节点注入功率的改变特别是节点注入停运将使系统节点有功、无功注入发生较大的变化,会使系统功率出现严重不平衡,从而使以往的潮流计算方法在这种情况下往往会出现收敛性差、计算结果与实际不符的情况。基于此,本文在Matlab运行环境下采用P-Q分解法与最优控制理论相结合进行动态潮流计算,克服了常规潮流算法中由平衡节点独自承担不平衡功率而导致潮流收敛性差、结果和实际不符的情况,并且与常规的动态潮流计算相比,提高了运行速度与准确率。     

含潮流控制器的改进节点附加注入法潮流计算

通过对常规节点附加注入法和常规牛顿法的剖析比较,得出了常规节点附加注入法收敛性存在问题的主要原因在于等效附加注入项处理得不够全面.在此基础上,提出了改进的节点附加注入法,该方法在潮流方程的节点功率不平衡量中引入新的修正项,使潮流的收敛性得到改善.另外,针对常规节点附加注入PQ分解法的线性收敛特性,应用斯梯芬算法或埃特金δ2加速收敛手续对其进行加速处理,使算法的收敛性在一定程度上也得到了进一步改善,并使计算效率得到比较明显的提高.算例分析结果说明了上述两种方法的良好效果.     

电流型牛顿法潮流

提出了电流型牛顿法潮流的一般算法,该算法潮流方程基于节点电流平衡,雅可比矩阵与传统功率型牛顿法潮流相比,具有形式整齐、便于编程实现的特点.在处理PV节点时,引入PV节点无功注入功率作为状态变量,使得处理PV节点与PQ节点相互转化问题非常方便.算例表明,该方法与传统的功率型牛顿潮流具有相同的收敛性,是对牛顿法潮流理论的补充.