基于K-Medians谱聚类的无功电压分区方法研究

为满足无功功率就地平衡要求,电力系统电压控制一般采用分区控制原则进行就地平衡,但由于电网结构愈趋复杂,电压分区过程受网架结构影响也愈发呈现高维特征,高维拉普拉斯矩阵的线性化求解为电压分区带来了巨大困难,为此提出了一种基于K-Medians谱聚类方法的无功电压分区方法。通过构建低维度特征矩阵实现对拉普拉斯矩阵的降维处理,并引入区域连接性条件、静态无功平衡条件、无功备用裕度条件等约束条件,实现分区结果量化评价。通过IEEE-39节点标准测试系统对算法进行仿真,结果验证了该算法的可行性与优越性。     

基于卷积神经网络的暂态电压稳定快速评估

随着特高压直流输电的发展和负荷构成及特性的变化,暂态电压问题严重威胁系统的安全稳定运行。基于卷积神经网络(CNN),提出一种交直流受端电网分区暂态电压稳定快速评估方法。计及系统快速动态响应元件影响,基于暂态电压时序信息构建暂态电压跌落面积矩阵,利用基于t分布的随机近邻嵌入(t-SNE)算法将其映射到二维平面,对受端电网进行分区。依据节点相对距离选择各分区稳态潮流特征。构建线路故障严重度指标,据其对故障线路号进行编码,将编码结果与故障线路号共同作为故障特征。采用粒子群优化算法确定各分区CNN最优卷积核大小和数量,提升CNN性能。实际多馈入交直流电网的仿真结果表明了方法的有效性。     

计及分区动态无功储备的无功电压控制模型与方法

当前电网无功电压自动控制算法未能很好地提高系统电压稳定性。以电压控制分区动态无功储备作为系统电压稳定性的量度,提出一种无功电压控制优化模型。通过计算各分区关键节点的电压-无功曲线得到无功源的有效无功储备,以故障下无功源出力的最大变化量作为各分区最小无功储备,将分区动态无功储备作为目标函数和约束条件加入优化模型中,以达到在保证电压稳定裕度的同时减少系统有功网损和实现电压控制的目的。IEEE 118节点系统的仿真结果和在某实际电网自动电压控制系统中的应用表明,所提出的模型与方法是有效的。     

基于深度学习和改进K-means聚类算法的电网无功电压快速分区研究

随着电网规模的不断扩大,对整个大电网进行统一的电压调控变得越发困难。提出一种基于深度学习和改进K-means聚类算法的电网无功电压快速分区方法。首先建立电耦合强度矩阵反映系统节点间的电气耦合关系的强弱。然后采用深度学习中的稀疏自编码器,通过训练实现对输入的高维矩阵进行特征提取和降维。最后基于改进的K-means聚类算法用以对降维后的特征序列进行聚类分析,通过检验电气模块度值来确定最终的分区。以电气模块度、无功储备校验两个评价指标对电网分区质量进行评估。对IEEE39节点和IEEE118节点系统进行仿真分析,验证了所提方法在保证连通性以及充足的无功储备的的基础上,具有较高的电气模块度。     

考虑电压稳定约束的无功补偿优化配置

针对无功优化传统算法和人工智能算法均存在内存不足、收敛速度等维数灾难且难以寻得全局最优解等工程应用问题,提出一种基于静态、暂态电压稳定约束的无功补偿配置方法。通过无功分层分区平衡分析、静态电压稳定分析和暂态电压稳定校核的综合优化,制定合理的无功补偿最终配置方案。通过PSD-BPA电力系统仿真软件对实际区域电网的分析计算表明,采用本方法可以明显提高无功补偿配置的准确性和有效性,避免不必要的投资,减少浪费,同时大大增强了电网抵抗电压失稳风险的能力,提高了电网安全稳定高效经济运行水平。     

计及关键场景的超大规模电网暂态安全风险评估方法

为解决超大规模规划电网暂态安全风险评估时考虑的场景和多重故障不全面的问题，提出一种多重暂态安全预想故障筛选方法，并开发能应用于实际电网的软件。首先，文章建立基于改进K-means聚类的关键场景生成指标和算法；其次，从系统降维的角度提出多重故障筛选思路，建立考虑功角稳定破坏风险、电压稳定破坏风险的多重故障筛选指标和算法；最后，基于PSD-BPA潮流程序，开发超大规模电力系统故障集合平台。以实际规划电网为例验证所提方法的有效性。     

聚类分区算法在新疆电网的应用

为了提高新疆电网的安全稳定水平,实现新疆电网调度运行无功电压在线控制及智能化调度的目标,开发并研制新疆电网的自动电压控制(AVC)系统显得十分必要,而实现AVC首先要解决的关键问题是对电力系统进行分区.介绍了一种基于无功源空间的聚类分区算法,并将其成功地应用到新疆电网,经过验证,采用该分区算法得到的分区结果是合理的.     

一种基于模糊聚类分析的电压分区方法探讨

分析了传统无功电压分区中采用的电气距离不足之处,考虑了多个节点之间相互影响的作用,并将这种影响映射成为一个多维的线性空间,在该空间中采用了新的空间距离进行无功电压分区。在此基础上,将电网分区问题转换成高维空间中的聚类问题,并采用模糊聚类算法得到动态聚类图,引入F-统计量来选择最佳分类数。最后,以IEEE39节点系统为例进行电压聚类分区,得到了较好的分区效果。     

基于电网中枢点识别的无功电压控制分区方法

针对传统无功电压聚类分区后各分区中枢点较难定量分析确定的问题,从先定量判别出整个电网的中枢节点再完成无功电压分区的角度,提出将电网所有PV节点松弛为PQ节点,由注入电流形式的潮流方程计算出全网电压越限节点,利用越限节点电压与电网其余节点电压间的线性灵敏度不断校正直到全网节点电压不再越限,通过进一步潮流计算校验,确定所有中枢节点。将全网中枢点数目确定为应划分成的分区数,以节点电压与节点注入无功电流之间的线性灵敏度为无功电压标度,建立无功源控制空间,引入云聚类算法,完成全网节点从无功源控制空间向云模型的转换,进而由云发生器完成以所定中枢点为中心的电网所有节点的聚类软划分。IEEE 14、IEEE 30节点输电网络仿真测试结果,验证了所提方法的有效性。     

聚类分区算法在新疆电网的应用

为了提高新疆电网的安全稳定水平,实现新疆电网调度运行无功电压在线控制及智能化调度的目标,开发并研制新疆电网的自动电压控制（AVC）系统显得十分必要,而实现AVC首先要解决的关键问题是对电力系统进行分区。介绍了一种基于无功源空间的聚类分区算法,并将其成功地应用到新疆电网,经过验证,采用该分区算法得到的分区结果是合理的。     

基于支持向量回归的直流受端电网动态无功需求在线评估

暂态电压稳定性已经成为直流受端电网安全的重要威胁之一,实时在线的动态无功源管理和控制是应对这一挑战的有效手段。因此,有必要研究直流受端电网的动态无功需求在线评估技术,量化评估动态无功设备对电网暂态电压稳定性的支撑作用。以往,主要依赖时域仿真法对大电网的暂态电压稳定性进行分析,由于计算耗时较长等原因导致其在线应用受限。针对这一问题,提出了基于支持向量回归(SVR)的直流受端电网动态无功需求在线评估方法。首先,建立了能够量化评估电网暂态电压稳定性的STVSI-SVR模型,然后提出了以该模型为基础的动态无功储备评估算法。相比于传统的基于时域仿真的分析方法,该算法能够快速地计算出合理的结果,满足在线应用的需求。最后在我国某实际受端电网模型上测试了算法的有效性。     

特高压交流电网的无功电压控制

特高压交流电网是长距离大范围平衡能源供需、建设坚强智能电网和全球能源互联网的关键。特高压交流电网正在稳步发展中,无功电压控制是保证特高压交流电网安全可靠经济运行的重要手段。文中总结了特高压交流线路的无功、电压特性,指出了特高压交流电网在无功电压控制方面存在的困难;从独立控制、与近区电网协调控制、大电网全局优化三个方面综述了特高压交流电网的无功电压控制方法。最后,结合特高压电网的无功电压控制现状分析和发展趋势,指出了特高压交流电网在无功电压控制研究中的几个发展方向。     

暂态电压安全预防控制的优化

为了优化暂态电压安全的预防控制,根据暂态电压安全裕度对于各节点无功功率的灵敏度系数,将暂态电压不安全点与注入点进行关联分区.按控制区分别调整无功注入量,将大系统暂态电压的预防控制问题转化为各分区的对应问题,以改善整个系统的暂态电压安全.通过试验系统和实际系统验证了该方法的有效性.     

大电网自动电压控制技术的研究与发展

自动电压控制技术是当前国内外的研究热点.对比目前主要的3种自动电压控制模式,总结3种模式的优缺点.分析自动电压控制研究和实施的难点所在.从目标、时间和空间三个维度出发,归纳自动电压控制问题的3条研究主线,总结各自的研究重点.结合我国大电网的实际调度体制,深入探讨网、省、地三级协调的自动电压控制问题,给出可行的协调控制模式,提出亟待解决的4个特殊问题.     

直流系统无功动态特性及其对受端电网暂态电压稳定的影响

对交流系统大扰动后的直流系统无功动态特性进行了深入的分析,提出了直流系统无功源-荷转换的新观点。从动态无功平衡的角度分析了直流系统无功源-荷转换对受端电网暂态电压稳定的影响机理和途径,并提出了定量刻画临界暂态电压稳定时直流系统无功动态特性的解析方法。在此基础上,综合考虑直流系统无功源-荷转换特性、无功网络传递特性和直流落点电压支撑强度,构建了一种用于评估直流系统对受端电网暂态电压稳定影响的解析指标。与临界切除时间变化量指标所得结果相比,南方电网的相关仿真结果验证了所提指标的有效性和实用性。     

动态无功补偿对风电场暂态电压的影响及控制策略

近年来大规模风电机组连锁脱网事故频发,严重威胁电网安全稳定运行,风电机组脱网机理与防御控制策略需深入研究。首先从理论上分析了含动态无功补偿装置的风电场在电网故障期间风机机端高电压现象的机理,仿真分析了静止无功补偿器（static var compensator,SVC）响应时间对风电场暂态电压特性的影响,指出SVC暂态无功调节的滞后性是导致故障下风电机组因高电压脱网的主要因素,并提出了电网故障下风电场的无功协调控制策略：即通过协调SVC与风机自身无功出力,在故障发生时紧急闭锁SVC,投入风机跨接器（Crowbar保护电路）,在故障清除后经一定延时重新投入SVC,从而提高风电机组的故障穿越能力。仿真结果表明该文提出的控制策略能有效抑制故障下风机高电压脱网问题。     

基于模糊聚类分析的无功电压控制分区

无功电压控制研究中的系统分区是一个非线性的大规模组合优化问题,使用常规方法常难以得到理想的结果。运用模糊聚类分析法将系统分区,并基于电压幅值对无功功率的灵敏度定义了电力系统各节点间的电气距离,对待分类对象的全体作适当的标定,运用传递闭包法求出动态分类,通过计算统计量F最后得出最优分类。该方法所占内存小,计算速度快。经IEEE39节点测试系统对该方法进行了验证,其结果表明:该方法有效、可行。     

基于无功源控制空间聚类分析的无功电压分区

首先分析了现有电气距离定义在无功电压控制分区研究中的不足,通过考虑PV节点准稳态物理响应的灵敏度计算,构造了无功源控制空间。在这个空间中,待分区节点坐标的每一维表示了相应无功源节点对它的控制能力,从而将原有的电网分区问题转换为数学上的高维空间聚类问题。在此基础上,提出了新的电气距离定义,利用凝聚的层次聚类算法,对无功电压控制的分区问题进行研究,分别针对IEEE 39节点试验系统和实际电力系统数据进行了分析计算。该算法已经在江苏省调度中心的二级电压控制系统中得到了实际应用。     

动态无功补偿装置抑制风电汇集地区高电压问题的可行性研究

当大规模风电集中接入弱端电网对,短路故障后会出现高电压的问题,造成风电机组因不具备高电压穿越能力而脱网.运行经验表明高电压穿越问题已经成为风电机组脱网的主要原因.文章从上述问题出发,探索通过风电场普遍配置的动态无功补偿装置抑制高电压的问题,在BPA中搭建了不同动态响应时间的SVC/SVG模型,并对比分析了不同响应时间、不同容量、不同类型的无功补偿装置对抑制高电压的效果.仿真结果表明,适当容量满足标准要求的动态无功补偿装置可以很好地抑制短路故障后的高电压问题,对于提高风电汇集地区无功电压安全水平有明显效果.