基于泰勒级数的N-1网络快速灵敏度修正计算

灵敏度计算是电力系统分析中的重要方法。提出了一种针对n-1网络中节点电压对系统控制参数变化灵敏度的快速计算方法,它是基于高阶泰勒级数的,其优势在于不必重新进行潮流计算,而是通过求解灵敏度对线路开断参数的高阶导数,从而代入灵敏度泰勒级数展开式修正基态灵敏度。文章以IEEE300节点算例,将此方法与重新进行潮流计算的牛顿法进行了数值试验和比较,结果说明了文章所述算法的正确性和优越性。     

基于泰勒级数展开的N-1牛顿拉夫逊法快速潮流修正计算

提出用高阶泰勒级数来估计线路开断以后系统的各个运行变量的方法,其优点是在线路开断时不必对系统导纳矩阵因子表进行修正,运算中也不必用到节点阻抗矩阵这一满秩矩阵.高阶泰勒展开时只需在基态网络三角分解的基础上进行前代与回代即可求得节点电压对开断线路参数的各高阶导数,采用高阶泰勒展开法对电压相角与幅值的一次修正计算量相当于一次前代与回代.高阶泰勒级数法对故障支路两端2个节点的等效功率具有预测功能,通过与补偿法比较可知,高阶泰勒展开法具有更优越的收敛特性.用IEEE 118节点系统算例验证了所提方法的有效性.     

N-1网络电压及灵敏度快速算法

快速求取N-1网络下各节点电压和各节点电压对任一节点系统运行参数的灵敏度对于N-1网络下的实时电压稳定监视和分析具有重要意义.通过牛顿潮流计算出N网络的各节点电压及其对系统运行参数的灵敏度;利用已收敛的潮流修正方程式和N网络灵敏度计算方程式分别对线路开断参数多阶求导,从而计算出电压和灵敏度对此线路开断参数的多阶导数值;根据泰勒级数展开式修正N网络的电压和灵敏度值,得到N-1网络的电压和灵敏度值.并以IEEE118节点标准网络的结果证明了该方法的正确性和实用价值.     

一种基于牛顿法的交流高速铁路牵引供电潮流计算方法的研究

在采用AT供电方式的交流高速铁路系统中,当有列车快速通过相邻的两个AT时,分析牵引网的电压是非常困难的.在此背景下,探讨了一种在AT(autotransformer)供电方式下,高速铁路牵引供电系统潮流计算的新方法,并在该算法的基础上提出了一种基于牛顿法的改进迭代求解方法.仿真结果说明,改进算法能够达到原算法相同的计算结果,且改进算法具有更快的收敛速度,利用改进后的算法可以正确计算出列车运行时的牵引网电压分布.该改进的计算方法可望在高速铁路牵引供电系统仿真中得到应用.     

模型参数不确定性对电力系统时域仿真的影响

由于模型参数的近似处理和量测误差的存在,电力系统仿真模型参数的数值具有不确定性.采用蒙特卡罗方法来分析这些不确定性对电力系统仿真计算结果的影响.主要分析了经典模型下发电机的原动机输入机械功率、发电机的转子惯性常数以及仿真计算的初值的不确定性对时域仿真结果的影响.利用新英格兰10机39节点算例的计算结果分析总结了不同参数的不确定性对时域仿真的影响,也证明了采用蒙特卡罗方法研究电力系统仿真不确定性问题的可行性.     

基于3步4阶隐式泰勒级数法的电磁暂态数值计算方法

为解决电磁暂态数值计算中的数值振荡问题,将一种具有无限稳定性的3步4阶隐式泰勒级数法运用于电磁暂态数值计算中。相对于隐式梯形积分法而言,该数值积分方法既具有A-稳定性又具有无限稳定性,且其计算精度为6阶。因而,该方法对截断误差具有较快的衰减速率,从而可有效地抑制数值振荡。算例结果表明,与临界阻尼调整法相比较,使用该方法进行电磁暂态计算,能够采用较大的时间积分步长,计算效率高,可有效地避免因突变情况导致的数值振荡。     

基于拟合方法的N-1静态电压稳定裕度计算

提出一种兼顾精度与速度的计算线路N-1故障下静态电压稳定临界点的拟合方法.该方法用左特征向量排队找出较严重故障,再利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对严重故障支路连接参数的1～3阶灵敏度,在此基础上用四参数拟合方法进行逼近,从而快速精确地求解出关键线路故障情况下电压稳定临界点.该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度,可用于调度中心作监控估算工具.IEEE30及IEEE57母线系统上的算例验证了该方法.     

多步高阶隐式泰勒级数法暂态稳定计算

高阶泰勒级数法是一种优秀的快速暂态稳定算法,但由于其数值稳定域的限制,在进行多摆或更长时间的仿真计算时,高阶泰勒级数法的应用受到了局限.基于高阶泰勒级数法的高阶导数递推关系和多步高阶导数积分通式,提出了同时具有高阶数和大数值稳定域特性的暂态稳定时域仿真算法——多步高阶隐式泰勒级数法.所提方法保留了原泰勒级数法准确、快速、递推和编程简单的优点,同时其数值稳定域能够包含复平面的左半平面.算例结果表明方法简洁、准确,有效地改进了高阶Taylor级数法的数值稳定性.     

基于线路分段负荷转移的中压配电系统N-1校验

传统的中压配电系统主要采取"一刀切"的方式粗放地计算线路N-1校验结果,且在主变N-1校验过程中通常只能逐个校验,为此本文提出一种基于线路分段负荷转移的中压配电系统整体描述与N-1校验方法。首先,建立线路联络矩阵和网络转供能力矩阵来描述中压配电系统的联络关系和负荷转供能力,并通过分段负荷向量进一步细化上述描述;其次,研究基于线路分段负荷转移的中压线路N-1校验方法,在此基础上,结合变电站的网络转供能力分析,研究主变N-1校验方法;再次,当线路或主变N-1校验不通过时,依据贪心原则,提出基于分段负荷切除失负荷量计算方法;最后,通过算例分析,验证了本方法的实用性和准确性。     

多步高阶Taylor级数暂态稳定最优积分格式

研究了多步高阶Taylor级数暂态稳定方法。在算法步数、阶数和精度确定的情况下,根据其计算量特点设计部分权系数为零,依据算法的收敛性和稳定性要求求取部分权系数,从而给出多步高阶Taylor级数法最优积分格式准则。应用所提准则设计2步2阶算法最优积分格式。算例结果验证了最优算法相对于普通多步高阶方法及单步高阶方法在稳定性和快速性上的提升。     

基于Taylor级数轨迹灵敏度的动态安全域求解

动态安全域(DSR)是电力系统稳定分析的重要内容,实用动态安全域(PDSR)由描述各节点注入功率上、下限的垂直于坐标轴的超平面和描述暂态稳定性临界点的超平面围成。结合轨迹灵敏度法和高阶Taylor技术,推导轨迹灵敏度的高阶Taylor级数递推求解形式。基于势能界面(PEBS)法和高阶Taylor级数轨迹灵敏度技术,快速有效地计算能量裕度灵敏度,从而迭代求解临界功率注入点。利用临界功率点的能量裕度灵敏度数值,求解电力系统有功功率注入空间上的PDSR。New England 10机39节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于N-1准则的VSC-MTDC输电系统稳态调控方案

分析了电压源换流器型多端直流输电(VSC-MTDC)系统的安全稳定运行条件,给出了VSC-MTDC系统的控制系统分层结构和直流潮流计算方法。提出了一种基于N-1准则的多端直流输电系统稳态运行调控方案;基于连续潮流计算和换流站的电压、功率限制,设计了应对主导站和非主导站停运的调控策略,给出了直流输电系统指令值的计算步骤,并讨论了解的存在性问题。提出了换流站停运调控策略无解情况下有功功率指令值的优化方法,定义了优化后有功功率指令值的评价指标以用于寻找最优解。以典型的五端直流输电系统为例,利用MATLAB编程验证该调控方案的可行性与准确性。计算结果表明,该调控方案能够为VSC-MTDC系统提供可靠安全的指令值。     

基于MRTD方法计算线间串扰的快速算法研究

时域多分辨分析法（MRTD）是电磁场仿真计算的新方法,其核心是时频分析的小波函数问题。为提高MRTD方法的计算效率和精度,如何选择小波函数成为MRTD算法中有待解决的问题。本文简要给出了MRTD方法的推导过程。重点研究Haar、Coiflet、Daubechies小波基函数的紧支性、消失矩、光滑性特性对于MRTD方法的计算精度和效率的影响问题。最后通过对比基于Haar、Coiflet、Daubechies 3种小波基的MRTD方法对PCB电路板线间串扰的仿真结果,得到在相同精度下,选择小波基函数使得MRTD算法计算效率最高的方法。即,在精度要求比较高的情况下可选用计算效率相对较高的db4小波函数;反之,在精度要求不高的情况下,为提高计算效率,可选用Harr小波函数。     

快速求解多机系统机电振荡模式的新算法

提出了一种快速求解多机系统机电振荡模式的新方法,既能避免维数灾问题又能防止出现丢根现象。首先,通过建立发电机的经典模型,计算出多机系统的各振荡模式(特征根虚部)和振荡模态(特征向量);再用等值阻尼系统表示发电机的励磁控制作用对机电振荡模式的影响,推导出只用机组惯性常数M和阻尼系数D及相应的特征向量表示的机电模式的实部估算公式,由此公式估算出相应的实部,从而得到各振荡模式的特征根的初值;根据Heffron-Phillips全系统的状态矩阵和已经估算出的特征根,用反幂法快速求出系统状态矩阵的根,即为此多机系统的全部机电模式特征根。最后,用ENGLAND10机系统算例证明了该方法的有效性。