电力系统静态最接近电压稳定极限的确定

本文提出了一种确定电力系统静态最接近电压稳定极限的方法。     

负荷不确定性电网的电压稳定性评价方法

提出一种基于负荷不确定性电网的电压稳定性评价方法.在电网各节点及总负荷水平不确定、只能给出一个区间范围的情况下,首先定义了一种电压稳定性评价模型,采用边界定值法进行求解,找出一组最恶劣的负荷分布,使其在满足负荷取值范围的约束下离崩溃曲面的负荷距离最短.所述方法考虑了各节点和系统总负荷水平的不确定性,为电网的电压稳定性评估提供了一种新思路.在IEEE 14和IEEE 57节点系统中验证了所述算法的快速性和有效性.     

基于电网拓扑优化的电压稳定预防控制方法

电压稳定是电力系统安全稳定运行的重要内容之一,然而某些故障或扰动的发生可能导致系统的负荷裕度大幅度降低,甚至造成电压失稳。为增强系统的电压稳定性,提出采用改变母线运行方式的方法优化电网拓扑结构,从而提高电力系统的负荷裕度,确保基态系统和预想事故下的电压稳定性。提出了计及预想事故的电压稳定预防控制模型,并发展了一套阶段式的母线运行方式优化求解方法。首先利用线路参数的灵敏度指标对母线运行方案进行预筛选,快速筛选出可以提高负荷裕度的备选方案集,以减小计算规模;随后在此集合上基于look-ahead裕度指标对运行方案排序,并以连续潮流法的分析结果确定有效母线运行方案;最后,通过IEEE 118和1648节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

A neural network-based method for voltage security monitoring

In this paper, a neural network-based method is proposed for monitoring the online voltage security of electric power systems. Using a dynamic model of the system, voltage stability is measured totally, considering a suitable stability index for the whole system, and locally, by defining appropriate voltage-margins for detecting the area of the system where the instability phenomenon arises. A three-layer feedforward neural network is trained to give, as outputs to a pre-defined set of input variables, the expected values of the above defined indices. The neural network is designed by using a fast learning strategy that allows the optimal number of hidden neurons to be easily determined. Moreover, it is shown that, in the operation mode, the system power-margin and the bus power-margins can be easily evaluated using the value of the voltage stability index given by the designed NN. The effectiveness of the proposed approach has been demonstrated on the IEEE 118-bus test system     

基于模糊逻辑的电力系统电压崩溃警报系统

文中建立了一个既考虑静态传输能力极限又考虑动态负荷特性的电压崩溃警报系统,给出不同级别的警报,指出电压崩溃将有可能发生。警报级别越高,电压崩溃发生的可能性越大。系统故障和负荷缓慢增长都可引发电压崩溃,文中针对后者。该系统通过模糊逻辑实现,擅长处理不确定性和非线性问题。考虑了引起电压崩溃的2个主要因素:传输能力极限和负荷动态特性,前者由线路稳定因子LQP表示,后者由dQ/dt和dP/dt指示。经模糊系统得到动态电压稳定指数(DVSI),并划分成不同的警报级别,即电压稳定水平VSL。其可行性和有效性由IEEE 39节点系统验证,动态负荷为电动机。     

交直流系统主导节点选择与无功分区的概率优化方法

为保证分区电源对其分区内部换流站节点具有较强的电压控制能力,提出了一种交直流系统主导节点选择与无功分区的概率优化方法。通过对换流站进行负荷等值,模拟了源-荷-换流站节点功率的典型场景,进而采用机会约束计及源-荷-换流站节点功率变化时无功的分区平衡要求,建立考虑交直流耦合点可控性目标的优化模型,并基于目标相对占优的免疫遗传算法进行求解,从而进一步加强区域内电源对换流站的电压控制能力。基于IEEE 39节点系统进行仿真分析,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

电力系统静态电压稳定性在线监控(一)--一种可在线应用的计及负荷静态特性的电压稳定指标

基于局部量测数据和负荷静态特性．提出了一种可在线应用的节点静态电压稳定指标。首先介绍了ZIP负荷模型,然后用戴维南等值电路简化系统,将线路电流表达式整理成实部和虚部．消去负荷有功后代入ZIP负荷模型中的无功表达式得二次方程式．用根判别式得到以无功表示的电压稳定指标VSIQ;同理得以有功表示的电压稳定指标VSIP;取两者中的较小值作为节点电压稳定指标VSI。比较各节点VSI,最小值对应的节点即为系统最薄弱节点。以IEEE14节点和IEEE30节点系统为例,仿真系统在不同负荷特性下VSI的变化曲线。结果显示：恒定功率分量所占比例越大则节点VSI越小,电压稳定性越差;恒定功率比重相等情况下,恒定电流分量比重越大．节点电压稳定性越差．     

基于广域量测信息的负荷裕度灵敏度计算新方法

提出一种基于广域量测信息的电力系统负荷裕度灵敏度(LMS)分析方法。根据电力系统的广域量测信息,在线计算电力系统中各负荷节点的负荷裕度;依据所得的负荷裕度,提出一种基于广域量测信息的节点负荷裕度对有功、无功及机端电压的灵敏度分析方法;针对所提的LMS方法,进一步提出了改善系统电压稳定性的相关控制策略;最后将所提方法应用到New England 39节点系统和IEEE 118节点系统中,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于最小奇异值灵敏度的电压稳定薄弱节点研究

最小奇异值作为静态电压稳定指标已广泛应用于电力系统的稳定分析之中。在最小奇异值分析的基础上,给出了最小奇异值对负荷功率的灵敏度,提出将最小奇异值灵敏度用于薄弱节点的分析及无功补偿点的确定。以IEEE57节点系统为例,在考虑负荷平均增长的情况下,分析了负荷变化对最小奇异值的影响,确定了系统薄弱区域及最弱节点,算例表明在所确定的最弱节点处进行无功补偿,可更有效地提高系统电压水平和电压稳定性。     

A novel collapse prediction index for voltage stability analysis and contingency ranking in power systems

Voltage instability is a serious phenomenon that can occur in a power system because of critical or stressed conditions. To prevent voltage collapse caused by such instability, accurate voltage collapse prediction is necessary for power system planning and operation. This paper proposes a novel collapse prediction index (NCPI) to assess the voltage stability conditions of the power system and the critical conditions of lines. The effectiveness and applicability of the proposed index are investigated on the IEEE 30-bus and IEEE 118-bus systems and compared with the well-known existing indices (Lmn, FVSI, LQP, NLSI, and VSLI) under several power system operations to validate its practicability and versatility. The study also presents the sensitivity assumptions of existing indices and analyzes their impact on voltage collapse prediction. The application results under intensive case studies prove that the proposed index NCPI adapts to several operating power conditions. The results show the superiority of the proposed index in accurately estimating the maximum load-ability and predicting the critical lines, weak buses, and weak areas in medium and large networks during various power load operations and contingencies. A line interruption or generation unit outage in a power system can also lead to voltage collapse, and this is a contingency in the power system. Line and generation unit outage contingencies are examined to identify the lines and generators that significantly impact system stability in the event of an outage. The contingencies are also ranked to identify the most severe outages that significantly cause voltage collapse because of the outage of line or generator.     

电力系统静态电压稳定分析中最大无功负荷的快速算法

提出了1种快速计算电力系统电压稳定临界点的最大无功负荷和线路最大传输无功的电力系统静态电压稳定性分析方法,通过对IEEE 14节点系统计算仿真,结果证明该方法的有效性。     

薄弱电压节点的在线辨识

提出了以发电机节点无功变化量和负荷节点电压变化量为指标的电压薄弱节点识别方法,该方法仅需要相邻时刻的无功和电压变化量,因此计算速度很快,适合在线识别。以IEEE 9系统为算例,在负荷连续增长和短路情况下分别对系统的薄弱节点进行识别,并与传统的指标进行比较,结果表明,在负荷连续增长的情况下,文中的指标与传统指标均能实时跟踪电压薄弱节点,而在短路后发生振荡的情况下,传统指标很难快速跟踪。     

电网戴维南等值参数的快速计算

提出一种电网在基态和N-1状态下戴维南等值参数的快速计算方法,并在此基础上对负荷节点进行电压稳定分析。通过推导的非线性方程组,运用电网基态和N-1状态下的节点电压和电压灵敏度的数值,可求得2种状态下的戴维南等值参数。不同于两点潮流或其他多点潮流方法,该方法只需要给定运行点的节点电压和节点电压灵敏度数据,计算简单快速。利用求得的等值参数可求得该节点的阻抗模指标和最小奇异值来快速分析负荷节点的电压稳定性。IEEE14和IEEE118节点系统的计算仿真验证此方法的正确性和实用性。     

基于模糊聚类的电力系统载荷能力安全预警方法

针对电力系统静态安全分析工程应用的需要,提出了以节点载荷能力为核心的电压稳定指标预警分析方法.该方法用红、黄、绿3种通用的预警颜色分段标识系统能够承受单一节点负荷增长的能力,并给出各预警色段所允许的节点载荷能力的界域.将能够表征节点载荷能力的相关电压稳定指标定义为聚类特征向量,基于各节点的实时特征向量值对系统中所有带负荷的节点进行模糊聚类,然后按照着色逻辑规则对聚类中心特征向量值和相应的聚类节点集进行着色分析.各预警色段节点集所允许的负荷增长范围可以通过离线仿真获得.IEEE 30系统的仿真试验验证了该方法的有效性和实用性.     

电压薄弱节点的在线识别与控制方法

快速准确地识别电压薄弱节点并执行相应的控制措施,是防御电力系统电压失稳的一项重要工作.首先,在对电力网络进行等值和解析的基础上,建立了识别节点电压薄弱性的解析指标,该指标具有明显的物理意义,反映了负荷节点电压与所有负荷电流在相应网络阻抗上引起的累积电压降的比值.然后将节点电压薄弱性指标分解为与各负荷节点相对应的贡献度指标,利用贡献度指标可以解析地识别导致节点电压薄弱的关键因素,并能给出相应的控制措施.IEEE 118节点系统仿真结果表明,与模式分析方法相比,所提方法计算结果准确,能有效识别出与所有关键模式相对应的各个薄弱节点,并能给出减轻节点薄弱性的控制措施.     

Assessment of transient voltage stability based on critical operating time of emergency control using neural networks

Since unstable phenomena that load bus voltages collapse rapidly after a large disturbance occurred in a bulk power system, it is becoming necessary to develop a fast and precise evaluation method of what is called transient voltage stability. Although many indices have so far been proposed for static voltage stability assessment, there are few evaluation methods, digital simulation analysis for example, for the transient voltage stability assessment that deals with the dynamic characteristics of generators, loads, etc. This paper presents the transient voltage stability evaluation system that consists of two artificial neural networks (NNs). The first NN judges whether the system is stable or not under a given operating condition, load composition and fault location from the viewpoint of the transient voltage stability. If it is judged to be unstable, the second NN estimates critical operating time of emergency control action as a severity index of the transient voltage instability. Here, closing of a bus tie that is switched off in the normal state is adopted as the emergency control for voltage stabilization. Numerical examples for a 26-bus model system are shown in order to check the effectiveness of the proposed evaluation system.     

基于聚类分析方法的电力系统负荷节点分区策略

针对传统分区方法无法给出区域内关键负荷节点的缺点,基于局部电压稳定指标提出一种新的负荷节点分区及关键负荷节点确定的新方法。依据局部电压稳定指标灵敏度的物理意义,将系统中负荷节点映射到多维负荷空间中,将多维负荷空间中负荷节点间的空间距离定义为负荷节点间的电气距离,建立起与负荷节点空间相对应负荷子图模型。引入谱聚类算法,对负荷节点进行分区,层次递推的给出负荷节点的合理分区,将分区结果与局部电压稳定指标灵敏度矩阵相结合,确定各分区中的关键负荷节点。将该方法应用到IEEE-14节点系统与IEEE-118节点系统进行分析比较,仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于BX型潮流算法的无功电压灵敏度校正方法研究

随着社会生产和生活水平的提高,电压质量问题日益突出,已成为当前电能质量的主要矛盾之一。研究了基于灵敏度的电力系统无功电压校正,详细论述了无功电压校正的方法,根据可调无功节点对需要校正电压节点进行灵敏度计算,并且利用IEEE-5节点系统作为算例进行了校正分析。     

考虑储能-智能软开关的主动配电网混合时间尺度鲁棒优化

随着配电网中光伏(photovoltaic,PV)发电渗透率增大,由于源/荷分布不均衡引起的馈线功率急剧波动、电压越限问题时有发生。提出一种考虑储能-智能软开关(soft open point,SOP)、光伏逆变器及无功电压控制(var/voltage control,VVC)设备的主动配电网混合时间尺度鲁棒优化方法,以提高配网运行的经济性和稳定性。首先,通过在配电网线路末端间引入储能元件与SOP相结合(E-SOP)的柔性互联装置,建立计及多种调压设备的配电网日前-日内鲁棒优化模型;其次,建立基于鲁棒条件下的时序电压灵敏度逆变器下垂控制模型,以应对PV发电随机性强所带来的风险,达到维持系统电压稳定性、平衡配电网源/荷分布的目的;最后,以改进的IEEE 33节点系统为例进行仿真算例分析,验证了所提方法的有效性。     

辨识电网薄弱节点的多准则综合电压稳定指标

提出了一种辨识电网薄弱节点的多准则综合电压稳定指标。首先根据P-V和Q-V曲线计算出节点的电压变化指标和无功功率裕度指标;在此基础上,提出了采用理想点评价方法将2种电压稳定指标进行综合用于辨识系统薄弱节点。通过不同的权重系数组合可实现不同指标偏好的决策分析。我国某实际电网的算例分析结果验证了所提方法的实用性和有效性。