基于最优潮流并计及静态电压稳定性约束的区域间可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是衡量电力系统在安全稳定运行的前提下区域间功率交换能力的指标。文中基于最优潮流(OPF)方法，建立起符合电力市场交易机制的ATC计算模型，其中考虑到输电线路故障对系统静态电压稳定性的影响，加入线路N-1故障时广义参数化形式的潮流方程及相应的不等式约束条件，使系统在故障时仍有负荷裕度，以保持电压稳定；以支路功率和系统负荷裕度之间的灵敏度指标进行预想故障选择，并用原对偶内点法计算得到输电线路N-1安全约束下的区域间可用输电能力。IEEE30和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的正确性与有效性。     

考虑暂态稳定约束的可用功率交换能力计算的研究

建立了计及暂态稳定约束的计算电力系统可用功率交换能力(ATC)的数学模型,采用转子角约束作为暂态稳定约束,利用梯形法将表示暂态稳定约束的微分方程离散化为差分方程,从而将这一问题转化为只含有代数约束方程的非线性规划问题,并利用高效的原一对偶内点法求解。7节点和36节点系统的计算结果表明了本所建立模型及所用方法的有效性。     

考虑电压约束裕度的无功优化新模型

传统无功优化算法的目标函数一般为满足电压限制下的有功网损最小,未考虑电压的"软约束"特性,这通常会使得优化后的系统部分母线电压非常接近其合格范围的边界,成为系统安全运行的隐患。针对无功优化问题的这些特点,本文基于模糊集理论建立了带有模糊安全约束的无功优化模型,并采用非线性原-对偶内点法求解。算例的结果表明,该模型能够有效降低系统的网损并保证节点电压留有一定的安全裕度。     

考虑暂态稳定约束的可用传输能力计算

文章运用隐式梯形积分法将发电机转子运动方程转化为等式约束,将发电机转子相对摇摆角稳定极限转化为不等式约束,从而将含有暂态稳定约束的可用传输能力问题转化为一个非线性规划问题。采用原始一对偶内点法对该模型求解。仿真计算结果表明：考虑暂态稳定约束的ATC可以在满足系统经济性的同时保证系统的安全稳定运行。而原始一对偶内点法完全可以很好地解决由于发电机转子运动方程的引入带来的大量约束问题,具有极好的收敛特性。     

考虑静止同步串联补偿器的可用输电能力研究

基于静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator, SSSC)建立了可用输电能力计算的最优潮流模型,并在模型中引入了SSSC的功率注入模型进行优化,采用原-对偶内点法对优化后的模型进行求解,根据特征结构分析法确定SSSC的最佳安装位置.利用IEEE 30节点系统进行仿真...     

考虑发电机调度的电力系统输电能力的计算

提出一种考虑发电机有功出力调度的输电能力计算方法。该算法结合了连续性潮流计算方法和一些优化算法的优点,可由一个可行的潮流解出发,计算出各发电机有功出力随系统负荷增加时的变化情况以及考虑发电机调度时的系统输电能力,经过验证,该算法能有效地提高系统的输电能力,这对于在系统接近输电能力极限时如何通过调度发电机的出力,使系统维持一定的稳定裕度从而保持正常运行具有重要的意义。     

基于内点法的含暂态稳定约束的最优潮流计算

建立了含暂态稳定约束的最优潮流的数学模型，模型中考虑了多个预想事故。提出了一种基于原-对偶内点法的含暂态稳定约束的最优潮流算法。通过充分开发修正矩阵的稀疏性，并在求解时采用稀疏技巧，开发出了高性能的计算程序。在日本60 Hz电力网的10机模型系统的优化计算结果表明，所提算法不仅具有强大的处理等式约束和不等式约束的能力，而且具有良好的收敛性，能够有效地解决考虑多个预想事故时的含暂态稳定约束的最优潮流问题。     

基于内点法的电力系统最大输电能力计算

针对电力系统最大输电能力问题,选用最优化方法,将其转化为以系统输电能力最大为目标函数,同时满足一系列等式和不等式约束条件的最优化问题。运用模糊集理论将反映系统运行限制的可伸缩不等式约束模糊化,使之能够越限在允许范围内,然后采用原始-对偶内点法求解。对IEEE14节点系统的仿真计算结果表明,允许适当越限的模糊不等式的引入,能够获得较一般优化方法更大的最大输电能力,并且随着系统允许越限量的增大,最大输电能力也不断增大。所提方法不仅能够在不增加计算量的基础上快速求解,而且能够使待求问题在更加符合实际情况的基础上实现了最优化,满足了安全性与经济性的双重要求,具有一定的应用价值。     

电力系统最优潮流的计算方法

为了保障电网安全稳定运行,结合当前条件,提出了一种求解电力系统最优潮流方法-原-对偶内点法.介绍了原-对偶内点法的基本思路和算法步骤,并用Matlab语言编写了关于原-对偶内点法的最优潮流程序.计算了14节点系统的发电成本,其结果表明原-对偶内点法对目标函数的优化效果更好,算法的中间量也能为调度提供合理的经济信号.     

电压稳定约束的最优潮流研究

针对电力系统将运行在更加接近电压稳定临界点的情况,建立了一种包含电压稳定约束的最优潮流(OPF)数学模型,在常规OPF模型基础上增加了一组电压稳定裕度约束作为不等式约束。引入能正确反映系统当前电压稳定程度的L指标函数作为电压稳定约束,通过调整该约束的上限值,可以获得系统所要求的电压稳定裕度。利用基于扰动KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的原始-对偶内点算法对问题进行求解。多个IEEE测试系统上的仿真结果表明,该模型能较好地兼顾系统对电压安全性与经济性的要求;在电压稳定约束起作用时,发电总费用会随着系统对电压稳定要求的提高而增大;L指标约束的加入对系统的调节能力有一定影响;所用算法收敛性好、鲁棒性强,能有效地处理大量等式和不等式约束。     

基于电压稳定的区域电网无功能力评价

区域电网无功能力作为电力网络安全运行的一个重要指标,直接关系到电力系统的经济性、安全性和可靠性.但目前研究主要集中在无功优化等方面,缺乏一种直接评价电网无功能力的方法.因此,结合静态能量函数提出了区域电网无功能力评估的新方法.首先,在保证电压稳定的情况下,通过内点法求出稳定运行状态情况下各节点参数以及在极限情况下的系统崩溃点数据,然后运用静态能量函数的思想获得各个运行状态下的能量函数值,最后建立表征区域电网无功能力的指标.阐述了新方法的应用背景和实现原理,并对IEEE-30 标准测试系统进行仿真分析,仿真结果证实了该方法的准确性和有效性.     

基于电压稳定的区域电网无功能力评价

区域电网无功能力作为电力网络安全运行的一个重要指标,直接关系到电力系统的经济性、安全性和可靠性。但目前研究主要集中在无功优化等方面,缺乏一种直接评价电网无功能力的方法。因此,结合静态能量函数提出了区域电网无功能力评估的新方法。首先,在保证电压稳定的情况下,通过内点法求出稳定运行状态情况下各节点参数以及在极限情况下的系统崩溃点数据,然后运用静态能量函数的思想获得各个运行状态下的能量函数值,最后建立表征区域电网无功能力的指标。阐述了新方法的应用背景和实现原理,并对IEEE-30 标准测试系统进行仿真分析,仿真结果证实了该方法的准确性和有效性。     

考虑电压和热稳定约束的可利用传输能力的快速算法

在现代电力市场环境,可利用传输能力(ATC)需要尽快提供给使用方。而在计算中要考虑的所有N-1故障因素导致了ATC计算任务非常繁重。基于此,提出了一种应用故障过滤与排序技术的ATC快速计算方法。首先,采用迭代线性潮流法(ILPF)对电网的N-1故障进行排序以筛选出热稳定极限和电压幅值约束条件下最严重的故障情况;然后,应用原始-对偶内点法对最严重故障情况进行ATC的计算,解决了ATC计算的耗时问题。算法的有效性通过IEEE30母线系统的仿真得到了验证。     

考虑电压稳定约束含风电场的电网动态最优潮流研究

电压稳定性是风电场的并网运行后所需考虑的一个重要问题.在传统优化潮流的基础上,将改进后的电压稳定性指标引入到优化算法之中,研究了多时段不同穿透功率下的动态优化潮流.根据风力异步电动机的特性方程,将其模型与原始一对偶内点算法算法相结合,推导得出了考虑电压稳定约束含风电场的电力系统动态最优潮流计算的内点算法.该算法可有效保持内点法的收敛快、鲁棒性等优点,实现对系统的优化.最后,考虑不同穿透功率,对算例系统进行了优化计算,分析了风电场对系统的经济性和电压稳定性方面的影响.通过算例分析,得出了一些相关的结论.     

考虑线路有功传输约束的静态电压稳定分析

在求解电压稳定临界点的过程中,考虑了线路有功传输的系统静态安全运行约束,将电压稳定临界点的求取转变为非线性规划问题,建立以求解负荷裕度为目标函数的数学模型。采用对初值要求不高的非线性原对偶内点法求解已知负荷增长方向上的电压稳定临界点,该方法能够考虑各种等式和不等式约束条件,具有较强的鲁棒性。比较了考虑线路有功传输约束与不考虑约束两种情况下的支路功率,找到其中的薄弱支路。最后通过IEEE-30节点系统的仿真计算,验证了该模型及算法的有效性。     

考虑暂态稳定约束的可用输电能力的计算

基于传统的最优潮流模型及多机电力系统的经典数学模型,利用隐式梯形积分法,将电力系统中所有发电机转子摇摆方程差分化为等式约束、发电机转子相对摇摆角稳定极限作为不等式约束,将其作为暂态稳定条件加入最优潮流的等式约束和不等式约束方程中,提出了一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力计算的计算方法,用原始-对偶内点法求解该模型,并通过引入一个非线性互补函数改进原对偶内点法中的互补松弛变量在每次迭代中都必须保持正向的缺点,使优化问题的求解效率得到提高。14节点系统计算为例说明了该方法的有效性。     

静态电压稳定负荷裕度分析方法比较

电压稳定负荷裕度分析常用的方法主要有连续潮流法和原-对偶内点法。利用IEEE118节点系统和一个实际的电力网络作为算例,对2种主要算法进行了对比分析。在计算精度方面,两者计算结果差别并不是很大,当内点法选取的变量约束与连续潮流相当时,计算结果令人满意;在可靠性方面,内点法作为一种迭代算法,当计算无法达到收敛条件时无法给出最终结果,而建立在潮流计算上的连续潮流一般情况下可以给出满意结果;在计算灵活性方面,连续潮流可以灵活地设定负荷增长方式、调整负荷增量分摊顺序,而且在计算过程中可以考虑输电线路的开断操作,计算结果符合系统实际运行情况,更具有实用价值。另外,连续潮流具有丰富的计算中间信息,因此连续潮流法较内点法有着较大的优势。     

串联补偿器选址以提高输电能力的新方法

为了更好地利用串联补偿器对线路参数进行补偿,提高系统的输电能力,在计及不等式约束和电压稳定性约束条件下,基于连续潮流模型,提出了一种新的串联补偿器的安装策略:在有约束务件达到极限的临界运行点分析输电能力对支路电抗的灵敏度,根据此灵敏度排序结果确定最有利于提高输电能力的串联补偿器安装支路;并对这一灵敏度选址指标的使用条件...     

交直流系统可利用传输能力的评估

提出了一种基于内点法的适用于交直流系统求解可利用传输能力的新方法。由交直流网络间的耦合关系和换流器转换方程, 推导出直角坐标系交直流系统的Jacobi、Hessian 矩阵, 进而用原始-对偶内点法求解计及电压幅值和热稳定约束的交直流系统ATC。针对静态电压稳定约束下交直流系统直流控制方式会发生调整的情况, 提出分段求解交直流系统ATC的方法, 该方法能方便考虑直流变量约束及运行方式的调整。经算例验证该算法在交直流系统ATC计算中对初始值选择要求不高, 收敛迅速。