基于全纯嵌入的电力系统不确定性仿射潮流方法

仿射潮流算法是求解新型电力系统状态量分布特征的重要手段。针对现有仿射潮流算法保守度较高、算法效率较低且需要选择合适的迭代初始值等不足之处,该文提出一种基于全纯嵌入的不确定性仿射潮流计算方法。首先,构建电力系统节点电压和功率仿射模型,并建立系统仿射潮流方程。在此基础上,将嵌入因子引入到仿射潮流方程中,构造具有泰勒级数形式的全纯嵌入仿射潮流模型;接着,将仿射潮流求解问题转换为泰勒幂级数系数的求解问题,获取状态量初始解及递推关系,计算不确定性潮流的仿射解。最后,算例验证所提算法具有保守性低、计算效率高和量化分析分布式电源出力对电压影响等优势。     

基于全纯嵌入法的非迭代电力系统最优潮流计算

通过求解电力系统最优潮流获得各发电机的有功出力对于电力系统经济运行具有重要意义。全纯嵌入法是一种用于潮流计算的非迭代算法。该文将全纯嵌入法应用于最优潮流的求解,首先推导出约束条件和KKT条件的全纯嵌入形式;然后通过上述两组方程交叉得到求解通式,递归地计算出节点电压和发电机有功出力的表达式;最后根据解析表达式直接得到各发电机的有功出力,进而计算系统的最低发电成本。在IEEE 3节点、4节点、30节点、118节点和新英格兰39节点电力系统上的仿真结果验证了所提方法的可行性和准确性。     

电力系统交直流潮流的全纯嵌入计算

针对采用牛拉(NR)法计算电力系统交直流系统潮流存在初值选取和计算量大的不足,提出一种用于交直流潮流计算的全纯嵌入方法.该方法首先依据全纯函数构造原理,通过嵌入参数,分别构建全纯交流潮流模型、直流潮流模型及换流站控制模型;然后,基于全纯函数的泰勒级数展开特性,将非线性全纯潮流方程的求解问题,转换为隐式全纯函数的显式化问题;依据同次幂系数相等原则,求取泰勒级数展开项的幂级数系数,完成全纯函数的显式化,进而对嵌入参数赋值,实现交直流潮流的快速求解;最后,通过修改的IEEE 5节点交直流系统、RTS-96交直流系统和波兰电网3012wp交直流测试系统进行分析和验证,结果表明,所提方法不依赖初值便可快速、准确地计算出交直流系统潮流,且鲁棒性强,为大规模交直流电网潮流计算提供了新思路.     

基于全纯嵌入线性潮流的配电网灵活性资源优化配置

针对配电网考虑电压波动的灵活性资源配置模型因非线性潮流计算而难以求解的问题,本文提出一种基于全纯嵌入线性潮流的灵活性资源优化配置方法。首先,基于快速灵活的全纯嵌入潮流法,开展电压全纯函数的幂级数系数分析,建立一个适用于优化配置研究的全纯嵌入线性化潮流模型;其次,建立统一的配电网灵活性资源模型,以最小化平均电压偏差和日运行成本为目标函数,建立多目标灵活性资源优化配置模型,利用所提线性潮流模型将混合整数非线性的优化配置模型转化为混合整数线性模型。最后,利用改进的IEEE33节点测试系统进行仿真,结果验证了所提线性化优化配置模型的有效性。     

基于全纯嵌入法的电力系统解耦模型：薄弱节点辨识

快速准确地识别电压薄弱节点对于电力系统的安全稳定运行至关重要。为此,构建电力系统解耦模型,并提出一种可视化预测预期运行环境中电压薄弱节点的方法。首先通过建立两节点虚拟通道对电力系统进行解耦,并为每个节点赋予特有的电压指标,同时引入电压稳定边界;接着提出含可调嵌入因子的全纯嵌入法来推导电压指标轨迹的解析表达式;最后将穿过电压稳定边界的电压指标轨迹所对应的节点识别为预期运行环境中的电压薄弱节点。在IEEE14节点,39节点和118节点电力系统上的仿真结果验证所提方法的有效性和准确性。     

基于常项值和先验节点的全纯嵌入潮流计算方法

在采用现有全纯嵌入潮流计算方法求解大规模电力系统潮流时,幂级数阶数过高,易导致解析延拓发散,收敛性较差,且计算冗余度高。提出一种基于常项值和先验节点的全纯嵌入潮流计算新方法。构建基于常项值的全纯嵌入潮流计算模型,通过动态更新常项值提高潮流收敛性;提出先验节点电压幅值预判机制以提高计算效率;提出2种节点类型转换方案。通过不同规模测试系统对所提方法进行分析验证,结果表明,所提方法不依赖于初值,可准确、高效地求解出潮流解,比牛顿-拉夫逊法和传统全纯嵌入潮流计算方法具有更好的潮流收敛性。     

电力系统潮流分解协调并行计算

现代大规模电力系统计算问题规模非常巨大,现有计算模式的计算速度已经无法满足实时计算的要求.为此,研究了PC机群计算环境下的电力系统潮流计算模型,结合基于节点分割的网络分块方法和PC机群环境的特性,提出了一种基于网络数学分割的电力系统潮流分解协调算法,将大规模互联电力系统分解成若干子网络,通过分配于各个PC机的各个子网络之间的分解协调计算获取加速比.利用该法对IEEE标准系统进行了潮流计算,结果表明该算法具有较高的加速度和计算精度,适合在网络计算环境中实现.     

基于全纯嵌入法的电力系统静态电压稳定性研究

快速准确地计算电压稳定临界点能够有效评估电力系统静态电压稳定性,有利于实现电网安全稳定运行的监测与控制。结合复分析与数值逼近理论,提出了一种基于全纯嵌入法的静态电压稳定性分析方法。首先,构建电力系统潮流的全纯嵌入模型,将电压函数以级数形式解析展开;然后,通过Padé逼近算法,建立电压关于嵌入变量的有理函数解析式,提出一种基于有理函数零极点分布来预测电压稳定临界点的方法;最后,研究幂级数项数、软件的运算精度对电压稳定临界点计算结果的影响。该方法采用非迭代思想,相较于传统的连续潮流法,无需多次求解潮流方程,计算复杂度大大降低,时间优势更加明显。仿真算例验证了所提方法的有效性及准确性。     

基于重启动全纯函数嵌入的电力系统经济调度

求解电力系统经济调度问题时存在以下不足：传统数学规划类算法依赖于初值,易收敛到局部最优;启发式算法可以跳出局部最优,但牺牲了计算速度和鲁棒性。为了克服这些问题,提出一种用于求解电力系统经济调度的重启动全纯函数嵌入式算法,该方法引入重启动机制和启发式规则。重启动机制将帕德近似计算限制在低阶,避免计算高阶时的高耗时和停滞解问题;启发式规则能够根据上一过程的近似解筛除部分约束,降低求解Karush-Kuhn-Tucker方程组的规模,并确定合适的初始值。以多个不同规模的静态和动态经济调度问题为算例进行测试,结果表明所提方法能够高效、准确地求解经济调度问题,而且比传统全纯函数嵌入式算法和内点法的收敛速度更快,执行时间更少。     

基于矢量指令集的三相潮流并行计算方法

随着互联电网规模不断扩大，电力网络分析计算对计算速度的要求日益提高。高级矢量扩展指令集(advanced vector extensions,AVX)是应对大规模浮点运算所提出的基于SIMD的快速并行计算解决方案，最高可以将浮点运算能力提升16倍。以电力系统三相潮流计算为研究对象，采用快速YBUS潮流算法计算。对迭代方程组求解过程进行改造，将8×8的矩阵与8×1的向量作为运算单元，利用AVX指令集实现运算单元的基本计算与求逆的矢量化算法，完成了基于运算单元的方程因子表分块求解算法；将三相潮流方程节点导纳矩阵的三相模型部分对应的6×6矩阵和6×1向量扩展到8×8矩阵和8×1向量构成的运算单元中，其他部分则有序填充至运算单元中。采用半动态节点优化编号，建立了以运算单元为单位的分块稀疏系数矩阵，基于运算单元运算符的矢量化重载实现了三相潮流方程并行求解。使用IEEE标准三相算例进行测试，结果表明，三相潮流矢量化并行算法与原有算法结果一致，在时间性能上具有高效性。     

多平衡机潮流计算在调度员潮流中的应用

在调度员潮流中。多平衡机潮流计算比常规潮流计算更加符合电力系统的实际情况。计算结果更为准确。围绕系统不平衡功率的计算,提出了多平衡机潮流计算的三种算法：静态法、准动态法和基于动态潮流理论的动态法。并对每一种算法进行了详细介绍。平衡机群中各平衡发电机进行不平衡功率的分配可以采取多种分配方式。且需要考虑发电机有功出力的限制。对照IEEE14节点标准系统的测试结果表明本文的计算方法是有效、可行的。     

电力系统谐波潮流计算方法综述

随着电力电子设备在电网中的大量应用,系统中谐波问题日渐突出。谐波潮流计算作为谐波分析的重要手段,在电力系统中占有重要的地位。文章阐述了确定性谐波潮流计算和不确定性谐波潮流计算的具体过程,分析了各种谐波潮流计算方法的优缺点和适用范围,总结了面对新型电力系统的发展,谐波潮流计算在建模与方法方面面临的新挑战,希望可以为后续的相关研究提供参考。     

一种独立电力系统三相潮流计算新方法

针对独立电力系统的特点,在分析3种传统潮流算法在独立电力系统分析中不足的基础上,提出一种适合于独立电力系统的潮流计算方法——改进的前推回代算法,对传统的前推回代算法进行了3点改进.为解决在有些连接方式下,变压器互节点导纳子矩阵奇异,导致潮流计算时前推回代过程无法进行的问题,提出一种新的统一变压器模型,基于叠加原理实现了含局部弱环的辐射状网络的潮流计算.所提出的算法成功解决了独立电力系统潮流计算的问题.并通过典型算例验证了所提算法的有效性.     

基于潮流计算的环形直流微电网动态负荷精确分配控制方法

针对跨度比较大的采用环形网络结构的直流微电网,首先推导了采用下垂控制时环形直流微电网的潮流计算方法;基于此,对比分析了以下垂系数比和参考电压差值为控制量的动态负荷分配控制方法;进一步地,提出了综合实现动态负荷分配精确控制和负荷端电压跌落补偿的改进下垂控制方法;最后,搭建了四端环形直流微电网的半实物实时仿真实验平台,实验结果验证了所提控制方法的有效性。     

电力系统潮流计算中的频率计算

在电力系统潮流计算之前,先进行频率计算.为提高频率和潮流计算精度,通过调整发电机和负荷,比较真实地模拟了实际电力系统发生扰动后的动态过程,提出频率计算流程;并以Ⅰ型考题为例进行调频计算,计算结果与给定结果一致,验证了该计算方法的正确性.     

含风电场电力系统的Cornish-Fisher级数概率潮流计算

利用基于Cornish-Fisher级数展开的方法研究了含风电场电力系统的概率潮流分布问题.该方法以半不变量为纽带,构建了待求变量和已知变量之间的直接耦合关系;以确定性的潮流计算为出发点,得到了具有较高精度的概率潮流分布结果.仿真计算表明:与基于蒙特卡洛仿真抽样法的概率潮流计算方法相比,在保证计算结果精度的前提下,该方...     

面向电网运行方式计算的不收敛潮流无功调整方法

潮流收敛调整是电网运行方式计算的重要工作,其中无功安排不合理是潮流不收敛的重要原因之一。由于无功问题非线性较强,凭借人工经验进行调整较为困难。为此,提出了基于自适应Levenberg-Marquardt的不收敛潮流无功调整方法,将原始问题分解为序列二次规划形式的有功子问题和无功子问题,引入自适应阻尼因子。利用增广拉格朗日函数及信赖域方法决定是否接受迭代步长的更新。详细分析了所提方法能够提升数值稳定性的原因。通过对IEEE300节点系统、波兰3375节点系统以及某省级电网实际系统的算例分析表明,所提方法能够给出无功调整的最小二乘解以实现潮流收敛,进而为方式人员进行潮流调整提供参考和借鉴。     

Fast power flow for radial power systems using parallel processing

Power flow calculation is a basic tool for power system planning and control which includes power flow analysis, voltage control, service restoration, network reconfiguration, and other operation functions for control centers. In these applications, it is very important to solve the power flow problem as efficiently as possible. This paper presents a fast power flow using parallel processing for radial power systems. This method can be applied to secondary systems and distribution systems. Since it uses as state variables only active and reactive power injection to main lines and laterals, reduction of the number of state variables can be realized. Radical networks are mapped to the tree structure of parallel processor systems in the proposed method. The forward/backward sweep approach is realized by communication from a root processor to leaf processors and vice versa. Using the mapping scheme of the proposed method, each processor has to communicate with only neighboring processors. The proposed method is evaluated on various radial systems with promising results.     

含线间潮流控制器的电力系统联合潮流计算

线间潮流控制器(IPFC)能实现线路间的潮流转移和分配,可用于解决电力系统中潮流不均引起的一系列问题,具有较大的应用潜力和价值。为评估IPFC工程应用价值,需实现含IPFC的大系统潮流计算,但目前我国多用于电网规划设计的大型电力系统分析软件中没有开发IPFC模型。为解决上述问题,提出了一种基于Matlab与PSD-BPA的含IPFC电力系统的联合潮流计算方法。首先推导了IPFC功率注入模型的数学表达式,并设计了Matlab与BPA联合潮流计算的计算框架,由Matlab进行IPFC求解计算,BPA进行大电网潮流计算,通过数据交换接口完成两种仿真软件的交互与交替求解。进一步对IPFC功率注入模型进行改进,提出了一种基于PI控制器的变步长潮流迭代策略提高了计算方法的收敛性。以南通西北片电网为例,对提出方法进行了仿真验证,计算结果表明了提出方法的正确性和有效性。