大规模复杂配电网三相不平衡潮流并行计算方法

以牛顿拉夫逊法为基础,建立了复杂配电网中的三相配电线路、负荷、变压器和调压器等的数学模型,提出了复杂配电网三相不平衡潮流的并行计算方法,以提高大规模复杂配电网潮流计算的性能。考虑配电网的馈线数和节点数,设计了同构模式下多核(2、4)处理器的任务分配,对比负载均衡、并行加速比。通过IEEE 123节点标准馈线、某电网1000节点馈线及IEEE 123、37、34和13标准馈线拆装重组而成的数十条馈线等的仿真,对所提并行潮流计算方法的计算速度、收敛性和加速比进行测试和比较分析。仿真结果表明,所提并行计算算法能充分利用计算机的多核资源、显著提高了计算效率。     

配电网三相潮流计算方法研究

本文针对三相变压器、分布式电源潮流计算模型进行了分析,归纳了配电网三相潮流计算的各种方法,并探讨其收敛性能、计算速度,以及在弱环网、不对称网络和PV节点上的处理能力。通过分析各种方法的特点及缺陷,提出改进建议。     

快速三相高斯潮流算法

提出快速三相高斯潮流算法。因潮流计算给出的未知条件数目多于方程数,所以对发电机进行研究,增加发电机节点的内电势节点,使方程数目等于未知条件数目。对导纳矩阵中的PQ节点对应部分进行消去,得到只有发电机节点的网络。对此网络进行分析,得到PV节点迭代方法。在潮流计算时,分别形成固定的PQ节点、PV节点对应因子表,通过对PQ部分电流前代,将PV节点的有功功率进行修正,由此有功功率对PV方程进行求解,然后将求得的PV电压代入PQ方程进行回代,得到一次迭代计算的解。计算结果表明该方法具有良好的收敛性,虽然迭代次数较牛顿法有所增加,但是计算时间较牛顿法少。     

配电网三相潮流计算

针对我国目前配电自动化实施情况和实际配电网中存在负荷严重不对称的特点，提出三相配电网络实时潮流计算方法。并对北京回龙观居民小区配电自动化系统中某10kV配电线路某时刻的实测数据作了实时计算，计算结果表明采用三相潮流计算比常规潮流计算更能反映网络的实际运行状态。     

解耦-补偿牛顿型三相潮流

首次将三相潮流计算中三相约束条件转化为单相正序红束条件，不仅简化了分析，而且为直接采用单相潮流算法铺平了道路。将性能良好的牛顿－拉夫逊法、Ｐ－Ｑ分解法与电力网元件的三相解耦或三相解耦－补偿模型结合，形成了性能优良的解耦－补偿牛顿型三相潮流算法－即解耦－补偿牛顿－拉夫逊法和解耦－补偿Ｐ－Ｑ分解法。提出的三相潮流算法不仅适合于不运行方式，如稳态单相继线或开路的分析。算例表明，两种方法具有良好的收敛特性     

基于区间算法的配电网三相潮流计算模型

建立了负荷、并联电容器组和热电联产机组的三相区间模型，不但考虑了配电系统的三相不平衡情况，而且计及了运行中的不确定性因素，还建立了线路和变压器的详细三相模型，其中变压器模型能够处理变压器的大多数联结型式。建立的配电系统各元件的三相区间模型或三相模型与目前大多采用的单相模型和点模型相比，具有表达详尽、繁简适度及切合实际的特点，其中区间模型比点模型更切合实际而又繁杂，三相模型比单相模型更能详尽地表达系统的实际情况。该模型的建立为配电系统三相区间分析算法的实现奠定了基础。     

基于面向对象技术的三相潮流计算

在电力系统中 ,由于许多电气设备三相参数的不对称及三相负荷的不对称 ,导致整个系统经常处于一种不平衡的运行状态中。这样 ,传统的潮流计算方法 (基于系统三相平衡 )就无法使用 ,而要利用三相潮流计算进行分析。介绍了一种基于电流注入形式的三相潮流计算方法 ,并简要介绍系统中各元件包括静止补偿器 (STATCOM)的三相潮流计算模型。还介绍了基于面向对象技术的三相潮流程序的设计思想 ,对程序中类的定义及关系进行讨论。     

考虑负序零序非线性求解的三相潮流计算方法

提出了节点注入电流的三相流潮分析方法。三相潮流问题被转换成3个独立的电流方程。对其同时应用Newton-Raphson方法，修正方程的系数矩阵由起始节点电压决定，在迭代过程中保持不变，与已有方法相比较，所提方法不仅在正序方程中，而且也在负序和零序方程中采用牛顿法修正方程，实例表明该方法对三相不平衡功率具有很好的鲁棒性。随着不平衡功率的增大，该方法能够大幅度地减少迭代次数和时间。     

改进的配电网三相潮流计算方法

配电网网络参数的不对称使得对称分量法解耦失效,配电网潮流计算元件模型需采用abc全耦合模型。针对配电网长辐射状网络结构可能导致的三相牛顿拉夫逊潮流初值选取难题,提出了一种初值选取方法。首先,将给定的配网三相系统除去合环支路后简化成单相系统,采用单相前推回代得出其潮流解;再利用单相潮流节点电压构造出三相对称电压,以此作为三相牛顿拉夫逊法的初值进行三相潮流计算,克服了配网潮流计算中前推回代与牛顿拉夫逊潮流算法各自的不足。IEEE33节点案例计算结果表明,该方法能够为配电网牛拉法提供合理初值并提高牛拉法收敛速度。     

输配电系统三相潮流算法的研究

针对目前普遍采用的将输电系统与配电系统的潮流计算分离开来的问题 ,提出三相输、配电系统潮流的统一计算宜采用相分量牛顿法的思想 ,并在此基础上推导了三相输电线路和三相变压器等值模型的导纳矩阵式和牛顿法潮流计算的数学模型。     

基于自适应幂级数初始点的电力系统全纯嵌入潮流并行计算

在利用全纯嵌入潮流计算方法求解电力系统潮流时,若平启动的电压幂级数初始点远离系统潮流解实际值,则易导致计算量增大,且在求解各节点电压的过程中,传统基于中央处理器(CPU)串行计算架构的计算耗时较长。提出一种基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流并行计算方法。根据系统节点导纳矩阵和平衡节点电压自适应调整系统全纯嵌入潮流的幂级数初始点,构建基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流计算模型,以加快电压幂级数的收敛。借助多核CPU计算平台实现各节点电压Padé近似的并行化,以提高系统潮流方程的求解效率。不同规模测试系统的仿真结果表明,所提方法可实现电力系统全纯嵌入潮流的高效、准确求解。     

不对称三相P—Q分解法潮流的并行计算

本文利用解耦－补偿法模型，通过对三序间弱耦合的补偿，实现了三序间的解耦求解；构筑了不对称三相潮流的同步并行算法，实现了并行计算，并对计算结果进行了分析。     

基面向对象技术的三相潮流计算

在电力系统中,由于许多电气设备三相参数的不对称及三相负荷的不对称,导致整个系统经常处于一种不平衡的运行状态中。这样,传统的潮流计算方法（基于系统三相平衡）就无法使用,而要利用三相潮流计算进行分析。介绍了一种基于电流注入形式的三相潮流计算方法,并简要介绍系统中各元件包括静止补偿器（STATCOM）的三相潮流计算模型。还介绍了基于面向对象技术的三相潮流程序的设计思想,对程序中类的定义及关系进行讨论。     

基于矩阵范型的配电网三相谐波潮流算法

配电网的传统潮流算法主要是基于前推回代法,当综合考虑谐波和三相不平衡等电能质量问题时,算法复杂度激增,难以扩展新模型,且当电源类型出现转换时算法收敛性欠佳.基于牛顿-拉夫逊法三相基波潮流和三相谐波导纳网络,提出一种综合考虑电能质量问题、适用于各种网络结构的配电网三相潮流范型算法.综合运用矩阵内积、矩阵索引、关联矩阵等矩...     

配电网三相潮流算法的研究

提出了配电系统三相潮流求解的一种新方法：直角坐标增广形式的牛顿法。为了包含尽可能多的线性方程，将节点方程和母线约束都加以保留，然后用牛顿法求解以节点电压和注入电流为状态变量的增广方程组。另外，提出了一种简单有效的初值配置方法。试验系统的计算结果表明了该方法是鲁棒和有效的。     

基于区间算法的配电网三相潮流计算及算例分析

在负荷、并联电容器组和热电联产机组的三相区间模型以及线路和变压器的三相模型的基础上，提出了一种配电网三相潮流计算的区间算法。传统的点迭代法潮流求得的都是系统的瞬时状态，而区间算法提出了与传统的点迭代潮流算法完全不同的思想，它不但可以处理具有不确定性的点信息，而且可以方便地求解给定时间段上系统状态量的变化范围，从而能更全面真实地反映系统的状态。对33母线和90母线三相平衡系统，292母线三相不平衡系统及阜新市实际10kV配电系统（272、524和730母线）的计算实例表明了算法的快捷性和有效性。     

半定规划优潮流的并行计算方法

优潮流的半定规划松弛方法可提高优解的质量,但存在计算时间长的问题。为此,提出了半定规划优潮流的并行计算方法。该方法对半定规划原始-对偶内点法中的Schur方程采用并行方式进行计算,方面,将系数矩阵各行的计算量分配到不同的处理器上完成,以加速方程的形成;另方面,对系数矩阵进行并行Cholesky分解,从而加速方程的求解。IEEE-118节点和IEEE-300节点2个系统的计算结果表明:所提并行算法的加速效果明显,并保持了内点法的良好收敛性,为半定规划优潮流的工程应用提供了可借鉴的经验。     

基于虚指令集的指令集仿真器构建

指令集仿真器是进行系统体系结构设计与评估、系统软件设计与开发以及进行软、硬件协同开发的有利工具.然而指令集仿真器对目标体系结构具有极大的依赖性,无法跨越多个目标平台工作,这就成了制约它发展的一个重要因素.文章根据DSP处理器的特点,参考传统仿真策略,提出了一种改进后的仿真技术,可以极大地提高仿真器运行效率.在此基础上,又结合虚指令集技术,构建VIS仿真器.改变了传统仿真器只能用于单一处理器的局面,使之能够适用于多款处理器结构.这为指令集仿真器的广泛使用提供了有力的保证.     

基于虚指令集的指令集仿真器构建

指令集仿真器是进行系统体系结构设计与评估、系统软件设计与开发以及进行软、硬件协同开发的有利工具。然而指令集仿真器对目标体系结构具有极大的依赖性,无法跨越多个目标平台工作,这就成了制约它发展的一个重要因素。文章根据DSP处理器的特点,参考传统仿真策略,提出了一种改进后的仿真技术,可以极大地提高仿真器运行效率。在此基础上,又结合虚指令集技术,构建VIS仿真器。改变了传统仿真器只能用于单一处理器的局面,使之能够适用于多救处理器结构。这为指令集仿真器的广泛使用提供了有力的保证。     

基于蒙特卡洛模拟的配电网三相潮流算法

为了能更加准确地通过计算反映配电网实际潮流分布,以便为配电网规划和运行分析提供依据,综合考虑了负荷波动和网络故障对配电网潮流产生的影响,用蒙特卡洛模拟方法从一年的负荷样本中按照均匀分布随机抽取样本,并按照正态分布对样本进行修正以模拟负荷波动的随机性,再通过比较均匀分布下抽取的[0,1]区间内的随机数与设备故障概率统计值来模拟设备故障的随机性.在配电网三相潮流计算模型的基础上,用前推回代法进行潮流计算,同时设计出一种节点搜索策略将配电网潮流算法与蒙特卡洛模拟有效地结合起来,从而形成了一种能更加准确地反映配电网潮流随机特性的潮流算法.最后通过对IEEE-123节点系统的分析计算验证了研究的有效性.