电力系统潮流计算的拟牛顿法

本文提出了计算电力系统潮流分布的新方法,即拟牛顿法(本文采用Broyden算法)。该方法用递推计算代替了解线性方程组,成功地减少了每步迭代的计算量和计算时间,并且保持着超线性收敛速度,计算结果令人满意。     

基于改进牛顿法的潮流及短路计算分析

从提高电网运行稳定性的角度出发,通过将传统牛顿法与同伦延拓法结合,得到改进牛顿拉夫逊潮流计算法,使用MATLAB编程将其与几种潮流算法比较;运用电气分析计算软件ETAP,对某地电网建模,根据改进方法的潮流计算结果中母线电压和支路损耗,将电压过低的母线加装无功补偿装置,计算电压偏移量及网络损耗,并通过短路计算得出短路点电流及短路容量,校验用电设备。仿真结果表明,改进牛顿法较其他几种方法的计算误差减小,计算速度加快;电网电压经无功补偿装置调压后各节点电压都在其稳定范围内,电网的有功和无功总损耗降低,使电网更加稳定的运行,为电气设备的正确选择和系统的安全运行提供依据。     

基于改进牛顿法的VSC-HVDC潮流计算

根据电压源换流器(VSC)新型高压直流输电(HVDC)的稳态特性和控制方式,建立了含VSC-HVDC稳态潮流计算数学模型,分别采用牛顿法、简化牛顿法、三阶收敛牛顿法和六阶收敛牛顿法进行潮流求解,仿真验证了各算法在VSC-HVDC不同控制方式下的有效性,并对各种算法的计算速度作了比较,并在此基础上提出了2种混合算法,仿真验证了其优越性。     

基于松弛牛顿法的互联电网并行分布式潮流计算方法

分布式潮流计算是解决多区域互联电网一体化潮流问题的有效方法。以松弛牛顿法潮流求解公式为出发点,首先利用矩阵分裂法,将互联电网分解为相互独立的子系统,然后利用矩阵求逆运算的Sherman-Morrison-Woodbery公式对各子系统进行协调求解,从而导出了一种新的互联电网并行分布式潮流计算方法。与基于网络分解及协调计算的分布式潮流计算方法相比,该方法具有更好的收敛性。利用基于PVM的分布式计算环境,以IEEE118节点系统为例,对所提算法进行了装配、测试以及分析,初步验证了所提算法的有效性。     

基于逆流编号法的辐射型配电网牛顿法潮流

在采用逆流编号法的基础上,推导出了辐射型配电网的牛顿法潮流,直接给出了消去结果和回代结果的简洁表达式,并证明了此牛顿不的消去过程就是等递推法的逆流等值过程,而回代过程恰是等值递推法的顺流递推过程,从而得出基于逆流编号法的配电网牛地潮流与等值递推法相一致的结论。     

基于松弛牛顿法的配电网潮流计算方法

配电网潮流的分析计算是配电自动化系统中的一项最基本的高级应用功能。将矩阵求逆运算的松弛方法应用于配电网的潮流计算,并利用矩阵分裂法,导出了一种新的配电网潮流计算算法。导出的算法具有通用性,既可用于放射形配电网,又适用于含有环网的一般配电网络。算法的求解过程简单、快捷,无需直接形成和计算雅可比矩阵、无需三角因子分解等过程,直接由前代/回代或回代/前代过程就能完成。以一个实际的中等规模配电系统为例,测试、分析和比较了算法的收敛性和计算速度,证实了所提算法的有效性。     

基于拟牛顿法的配电网络潮流计算

以牛顿法为基础,提出了一种拟牛顿法的逆布雷顿秩1的方法来计算配电网络的潮流,该方法减少了每步迭代的计算量和计算时间。与经典的保留二阶项配电网络潮流算法相比,拟牛顿法计算速度快,且能很快收敛,IEEE 33节点、145节点的配电系统算例,验证了所提方法的有效性。     

基于拟牛顿法的配电网络潮流计算

以牛顿法为基础,提出了一种拟牛顿法的逆布雷顿秩1的方法来计算配电网络的潮流,该方法减少了每步迭代的计算量和计算时间。与经典的保留二阶项配电网络潮流算法相比,拟牛顿法计算速度快,且能很快收敛,IEEE33节点、145节点的配电系统算例,验证了所提方法的有效性。     

基于GPU的电力系统并行潮流计算的实现

在研究GPU通用计算方法和潮流计算算法的基础上,针对GPU计算密集、高度并行化等特点,对潮流计算牛顿法进行了适当的简化,并应用统一计算设备架构（Compute Unified Device Architecture,CUDA）的开发平台,提出了一种基于GPU的并行潮流计算程序的设计方法。仿真计算结果表明此算法可行,并具有较高的计算效率,为电力系统并行潮流计算的研究提供了一种可行的方法。     

基于GPU的电力系统并行潮流计算的实现

在研究GPU通用计算方法和潮流计算算法的基础上,针对GPU计算密集、高度并行化等特点,对潮流计算牛顿法进行了适当的简化,并应用统一计算设备架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)的开发平台,提出了一种基于GPU的并行潮流计算程序的设计方法.仿真计算结果表明此算法可行,并具有较高的计算效率,为电力系统并行潮流计算的研究提供了一种可行的方法.     

一种基于直流法潮流的快速潮流计算方法

直流法潮流在交流潮流模型的基础上根据实际电网特点做出合理假设,在确保较高准确率的情况下大大简化了潮流计算过程。提出了一种基于直流法潮流的快速潮流计算方法,可通过手工计算快速得到计算结果,可应用于电网规划设计、运行方式安排及调度操作等。通过实际电网算例证明,该方法计算简便快速,在对电网进行合理简化的基础上该算法的计算精度一般可达90%以上,完全可以满足工程计算的要求。     

基于CMap的配电网潮流计算方法

提出了基于CMap的线路前推回代法进行复杂配电系统的潮流计算。该方法不需对节点进行分层,无需特殊编码,通过遍历一次所有线路即可进行一次迭代,具有编程逻辑简单的特点。算例表明,该方法计算速度快,通用性好,模型不会随系统规模的增大而变复杂,适用于所有大规模辐射型配电网潮流计算。     

基于面向对象的电力网潮流计算软件开发

采用PQ分解法数学模型,运用面向对象的编程思想,在VC 开发环境下,自主开发了实用高效的电力网潮流计算软件,并对一典型电网络进行实际计算。算例分析表明,开发的潮流计算软件具有速度快、精度高、使用方便等特点。     

含TCSC的电力系统潮流计算研究

为了寻找能够充分考虑FACTS元件对整个电力系统影响的潮流计算方法,在常规的潮流计算基础上,根据可控串联补偿器(TCSC)的工作原理和数学模型,采用节点等效注入功率法处理网络中的TCSC支路,建立了计及TCSC的潮流计算数学模型,并以TCSC所在线路的有功功率为控制目标进行潮流计算。通过潮流结果分析,可以证明该计算方法能够将TCSC的影响考虑到潮流计算中。在采用牛顿-拉夫逊法进行求解时,含TCSC的潮流计算与普通潮流区别不大,编程时做一下改动即可。通过比较,可以得出了在不同的线路安装TCSC后得到不同的潮流结果的结论,并对TCSC的最佳安装地点问题进行简单讨论。IEEE 4节点系统和IEEE14节点系统的仿真验证了该计算方法的有效性。编程采用MATLAB语言,利用稀疏矩阵潮流算法形成导纳矩阵则节省了存储空间,加快了运算速度。     

基于改进信赖域算法的孤岛交直流混合微电网潮流计算

交直流混合微电网兼备交流微电网和直流微电网的优点,是未来具有发展前景的一种微电网形式。针对对等控制策略下的孤岛交直流混合微电网,考虑分布式电源和分布式储能装置不同的控制方式,基于交直流互联变流器标幺化方法的自治运行控制策略,兼顾交流子系统和直流子系统之间的双向功率交换,建立了对等控制策略下的孤岛交直流混合微电网潮流计算模型。为了提高现有潮流计算方法的收敛性,提出了信赖域半径收敛至0的改进信赖域算法求解上述模型。通过对12节点的孤岛交直流混合微电网的潮流计算,与BFGS(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)信赖域算法及牛顿—拉夫逊法进行了对比,验证了所提算法的有效性和鲁棒性。     

基于矢量化运算模式的电力系统潮流计算

通过把电力系统潮流方程的求解转化为一个新的非线性规划模型的求解,解决了病态系统潮流计算发散的问题,为给定条件下的潮流计算是否有解提供了一个新的判断途径。利用牛顿法获得具有对称不定系数矩阵的修正方程后,采用AMD算法对系数矩阵进行排序,并采用LDLT算法进行求解,提高了修正方程的求解速度。整个潮流计算模型以矢量化形式表达,简化了程序复杂度,提高了代码的通用性和易维护性。对节点数从118到703共3个测试系统进行了仿真计算,结果验证了文中所提方法的正确性。     

基于多轻量线程的电力系统潮流计算加速方法

在牛顿-拉夫逊法的基础上,充分利用图形处理器(graphic processing unit,GPU)中数量庞大的轻量线程,实现了电力系统潮流计算的一种并行加速方法。在统一计算设备架构(compute unified device architecture,CUDA)环境下,考虑不同存储器的访问时延,实现了雅可比矩阵的并行更新方法和修正方程的并行迭代解法。最后对该方法进行了测试,相比串行方式可获得最高为10.8的加速比,为大规模电力系统潮流计算提供了一种有效加速方法。     

基于功率迭加的配电网环网时的潮流计算

为计算2个不同变电站问10kV母线的环网潮流情况,根据高压网和配电网潮流计算的特点,提出了基于功率迭加法的潮流计算方法。实际合环的潮流分布结果验证了该计算方法的准确性。     

电力系统碳排放流的计算方法初探

电力系统碳排放流分析的理念为低碳电力带来了新的研究方向。根据潮流计算的结果准确而系统地求解电力系统中碳排放流的分布成为亟待解决的问题。在电力系统碳排放流分析理论的基础上,进一步分析了碳排放流和电力系统潮流计算之间的异同,以及电力系统碳排放流的影响因素、计算体系和计算思路;根据碳排放流求解的需要,定义了一些关键矩阵和向量;结合电力系统潮流计算方法与高等电力网络分析方法,在忽略网损的情况下,建立了电力系统碳排放流的基本计算方法,并通过算例系统验证了该方法的正确性。     

计及电压与无功功率的直流潮流算法

直流潮流算法在电力系统中应用广泛,但目前的直流潮流算法大多无法准确计算节点电压幅值和支路无功潮流。因此,文中基于经典直流潮流算法,考虑无功功率方程,提出了一种计及电压与无功功率的直流潮流算法,可在保留直流潮流算法线性与快速性的前提下,实现节点电压幅值与无功潮流的近似求解。对IEEE 118节点系统、Polish 3012节点系统和国内实际大系统的仿真验证表明,所提出的改进直流潮算法能够精确、快速地求解系统中的节点电压幅值与无功潮流。