考虑线损灵敏度一致性的外网静态等值模型EI北大核心CSCD

目前的网络等值模型均不能保证等值前后线损灵敏度的一致性,不适用于线损分析,针对该问题,提出考虑线损灵敏度一致性的外网静态等值模型。首先,分析传统WARD等值应用于线损分析的弊端,提出适应于线损分析的等值模型新理论,该新模型通过在边界节点外接虚拟等值发电机节点,平衡等值前后线损灵敏度的误差,可保证等值前后线损对内部节点注入有功功率、注入无功功率、节点电压幅值和电压相角4个灵敏度的一致性;然后基于改进的雅克比矩阵计算线损灵敏度的表达形式,并基于等值前后潮流一致性原则、线损灵敏度一致性原则,求取等值模型参数。采用IEEE 39节点系统及甘肃实际电力系统进行仿真计算,验证文中等值模型的正确性和实用性。     

外网扩展电压源支路Ward等值模型及其在状态估计中的应用

随着互联电网建设的加强,各区域网络之间的联系日益紧密,在内网状态估计时考虑外部电网的影响已成为一种趋势。现有的基于外网扩展Ward等值的状态估计方法,不仅需要外网提供等值阻抗参数,还需要等值状态信息,同时要求等值状态和内网状态在采样时间上保持一致。在实际系统中,互联电网一体化的计算周期和内网独立状态估计的计算周期难以保持一致,从而易因采样时间的不同步而使外网等值状态和内网不匹配,给内网状态估计带来较大误差。鉴于此,在已有的外网扩展电压源支路Ward等值模型的基础上,提出了等值阻抗参数和状态参数的计算方法。该模型与扩展Ward等值相比,相同之处是等值阻抗支路的结构及其参数,不同之处是等值注入功率。后者在边界节点,前者在等值电源节点。相应所提模型的等值状态信息只有等值电源节点的电压和功率,该状态量可以基于节点功率平衡方程仅通过边界节点的内网电压和支路功率来确定。因此,所提模型的状态量与内网的状态量完全匹配,不存在扩展Ward等值的状态不匹配问题,从而可以大幅度提高含外网等值独立内网状态估计的精度。同时,所提模型继承了扩展Ward等值的阻抗支路结构与参数,因而在全网信息已知时具有与扩展Ward等值相当的等值精度。IEEE39节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑灵敏度一致性的外网静态等值新理论研究

提出一种新的外网静态等值理论,该理论不仅可以保证等值前后系统潮流状态的一致性,还能保证如下两类灵敏度关系在等值前后的一致性:非发电机节点电压与发电机节点电压之间的灵敏度关系、非发电机节点电压与非发电机节点注入电流之间的灵敏度关系。已有的外网静态等值方法往往只能保证潮流状态的一致性,所以文中所提等值理论更为严格,从而能获得更高的外网等值精度。基于节点电压方程,以潮流状态和两类灵敏度关系在等值前后应保持一致为前提条件,结合Ward等值理论推导所提外网静态等值网络及其参数。IEEE39节点系统和广东电网的仿真结果表明所提理论的准确性和有效性。     

考虑线损灵敏度一致性的外网静态等值模型

目前的网络等值模型均不能保证等值前后线损灵敏度的一致性,不适用于线损分析,针对该问题,提出考虑线损灵敏度一致性的外网静态等值模型。首先,分析传统WARD等值应用于线损分析的弊端,提出适应于线损分析的等值模型新理论,该新模型通过在边界节点外接虚拟等值发电机节点,平衡等值前后线损灵敏度的误差,可保证等值前后线损对内部节点注入有功功率、注入无功功率、节点电压幅值和电压相角4个灵敏度的一致性;然后基于改进的雅克比矩阵计算线损灵敏度的表达形式,并基于等值前后潮流一致性原则、线损灵敏度一致性原则,求取等值模型参数。采用IEEE 39节点系统及甘肃实际电力系统进行仿真计算,验证文中等值模型的正确性和实用性。     

一种多分区互联电网分布式无功优化算法

电网互联进程不断加快和系统规模的不断扩大对互联电网无功优化计算提出了更高的要求。提出了一种基于子网边界节点等值注入功率的多分区互联电网无功优化分布式协调优化算法。基于电网监控分层分区的特点,通过建立保留分区间联络线的简化外网模型,将子网间边界向量相等的耦合约束转化为边界节点注入功率修正方程的等式约束。构造边界节点电压加权修正的外层协调环节,依靠等值注入功率和对应边界节点电压向量的数值更新与传递实现全网无功优化问题的分布式求解。该方法有效地降低了协调层的参与度,进一步提高了子网无功优化的独立性,符合无功优化和控制的本地性要求。对多个IEEE试验系统进行了数值仿真测试与分析,结果表明方法具有良好的有效性和适用性。     

基于递推最小二乘法的多端口外网静态等值参数辨识方法

为了能够在外部网络信息不足的情况下在线等值系统网络,提出了利用递推最小二乘法实时辨识多端口外网静态等值参数的方法。该方法利用阻断外网后内网的一步式状态估计,在不要求内网支路开断情况下获取优化后的实测边界信息。基于该边界信息,选取多端口扩展电压源网络模型和 型等值支路分别对外部网络建模,并采用含有数据纠错功能的两步式递推最小二乘法辨识外网等值参数。IEEE30节点系统和湖南528节点系统的仿真结果验证了该方法的准确性,以及该方法可应用于在线外部网络的静态等值。     

考虑量测误差计及等值参数物理约束的外网静态等值方法

受最小二乘估计模型的多解影响以及量测误差的随机影响,依赖于内网实测信息的两端口外网静态等值参数估计方法,其外网等值参数值存在不稳定和不满足物理特征的现象。为此,在其等值电路模型及其等值参数的2阶段估计方案基础上,增加边界节点电压及内网等值负荷电流的量测状态变量及其量测方程,同时增加了外网等值参数的物理约束,以改进最小二乘外网等值参数估计模型。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于内网实测信息的多端口外网静态等值方法

在外网信息完全未知的情况下,提出基于内网实测信息的多端口外网静态等值方法,以估计多端口外网等值网络及其参数.该方法所需的内网实测信息不要求内网支路开断,利用外网等值参数与内网实测信息之间的约束关系,采用两阶段估计方案,建立多端口外网等值参数的量测方程及其两阶段的最小二乘模型,再利用最小二乘法求解得到多端口外网等值网络参数.IEEE 39节点系统和广东电网的仿真结果验证了所提方法的正确性.     

基于不对称导纳阵的在线动态外网等值算法

为提高在线外网等值的计算精度,针对EPRIE′动态等值算法的不足,提出了一种新的等值方法。外网系统仅使用自身的信息,将外网等值为少量等值发电机和一个极小的不对称网络。内网得到外网等值参数后,可以自行进行暂稳仿真计算。计算结果表明:这种方法精度优于EPRIE′法,内网功角曲线和CCT与标准曲线差别很小,可以应用于理论分析和工程实践;随着外网等值发电机的增多,内网仿真结果越来越接近于标准结果;存在一个最优外网等值机数量,使得等值机数量较少且仿真结果的误差较小。     

基于分解协调及外网浓缩等值的多代理状态估计

传统分布式状态估计中,各分区子网独立估计时未考虑相邻子网的网络模型及运行状态,而只在协调时才弥补之前忽略的信息。针对此问题,文中结合多代理理论,提出一种基于分解协调及外网浓缩等值的状态估计方法。采用搭接式分区方法实现系统分解,构建了适用于分布式状态估计的二维联盟多智能体架构;通过建立外网浓缩等值模型,各子系统能够计及相邻系统影响,即使未经外层协调,独立估计结果也能满足一定的精度要求;构建了基于黑板模型的启发式协调修正机制,加快了信息融合速度,且使得相邻系统受到来自非边界节点的影响;并根据节点状态量对注入功率的灵敏度分析实现外层迭代,避免了重复估计。IEEE 14节点、30节点及118节点系统的仿真结果验证了所述算法的正确性及有效性。     

华中电网稳定计算用负荷模型参数仿真研究

负荷模型是影响电力系统仿真计算的重要因素。为探讨目前华中电网调度部门实际使用的负荷模型及其参数的准确性，指导科学建模工作，利用电力系统分析综合程序PSASP计算了华中电网各配电网的等值阻抗，仿真结果表明目前应用的等值负荷模型参数与实际情况有一定差距，配电网络结构、运行电压、等值阻抗处理方法等因素对负荷模型等值的准确性均有影响，利用仿真得到的负荷模型等值参数可减少电压稳定问题突出的电网所需要的稳定措施量。     

基于相量测量的电压稳定裕度计算及减载方案

根据变电站实时测量的相量信息,计及数据量测误差,建立考虑等效电动势相角变化的外网最小二乘等值模型,求解精确的实时电压稳定裕度。提出一种基于实时电压稳定裕度的低压减载方案,建立了变电站紧急切负荷综合策略,实现在线动态计算切负荷量。设计了新型低压减载控制装置,软硬件平台设计采用标准化、模块化,通过高精度采样和实时数据处理,有效实现了提出的低压减载方案,保证了系统的安全稳定运行。     

基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定最优励磁控制

为进一步降低电力系统暂态稳定控制代价,提出通过最优控制系统快速动态装置的设定值来保证系统在故障情况下的暂态稳定性。基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度法,提出暂态稳定最优励磁控制二次规划模型,通过调整发电机电压调节器参考电压设定值来控制系统的稳定性。根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定最优励磁控制模型中引入严格的暂态稳定判据;并借助轨迹灵敏度和稳定裕度指标提高计算效率。采用稳定裕度指标后避免寻找临界稳定轨迹,从而节省大量仿真时间。在新英格兰39节点10机系统和某省级692节点138机实际系统上的仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于回路平衡方程和励磁电感的特高压变压器保护

谐波制动原理的变压器差动保护受谐波影响大,动作时间过长,难以满足特高压变压器保护的需求,针对此问题,提出了基于T型等效电路的特高压变压器保护方案。建立变压器T型等效电路模型,该模型不受变压器运行状态的影响,其参数能够唯一确定,并提出基于变压器等值回路平衡方程判据和等效励磁电感判据的保护方案。使用Matlab仿真工具,依据中国第一条特高压输电线路的系统参数搭建了特高压输电模型,分别仿真了特高压变压器空载投入、区外故障、区内故障和正常运行的各种工况,验证了所提出的保护方案在特高压输电系统中运用的可行性。该保护方案不受励磁涌流的影响、动作速度快、灵敏度高。     

含电动汽车快速充电站配电网的暂态电能质量特性研究

规模化电动汽车作为间歇性、冲击性负荷接入配电网,会对含电动汽车快速充电站配电网的暂态电能质量产生直接影响。论文主要对规模化电动汽车接入配电网产生的电压暂降、电磁暂态等暂态电能质量问题进行分析。首先对含电动汽车快速充电站的配电网进行建模,其次建立了基于变压器模型的电压暂降模型和基于分布参数等效模型的电磁暂态分析模型。理论分析了快速充电站接入配电网产生暂态电能质量问题,模型能够提高暂态仿真速度及准确性。通过仿真分析验证了快速充电站在正常投切和发生故障时产生的暂态电能质量问题。     

基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法

电力系统动态等值模型必然存在一定误差,边界联络线功率对等值模型参数的轨迹灵敏度揭示了等值模型误差与模型参数之间的量化联系,可据此优化等值模型参数。为此,提出了基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法。首先,介绍了轨迹灵敏度及其计算方法;然后,讨论了考虑综合负荷的电力系统动态等值模型的一般结构,根据不同参数轨迹灵敏度的特点,将模型主导参数划分为静态、动态主导参数进行分类优化;最后,将算法应用于IEEE10机39母线算例系统,对等值模型中的虚拟阻抗、惯性时间常数、定子电抗及转子电阻等参数进行了优化。仿真结果表明,该方法能有效提高等值模型精度,且所需计算量小,优化速度快,具有良好的应用前景。     

大功率链式STATCOM电磁暂态快速等效建模和误差评估

针对含有大量模块的大功率链式静止同步补偿器(STATCOM)存在的电磁暂态仿真速度缓慢的问题,提出一种链式STATCOM级联H桥拓扑的等效建模方法,以提高仿真效率。主要开展了以下的研究:对比分析了经典电磁暂态建模和快速等效建模的原理;推导出级联H桥换流链电压、电流之间的数学模型;结合换流链数学模型及其控制方法,设计出基于MATLAB/Simulink的仿真流程;分析主要电气量如功率模块直流电压、换流链电流和功率等的理论误差。比较精确模型和等效模型的仿真精度和仿真速度,结果表明所提的等效模型与精确模型的仿真误差小于1.2%,仿真时间缩短了80%。可见所提的大功率链式STATCOM电磁暂态快速等效建模和误差评估方法,可以在精度允许范围内大幅降低仿真时间并精确评估模型,具有较强的科学和工程应用价值。     

哈密—重庆±800kV特高压直流受端系统等值研究

使用PSCAD/EMTDC 软件对电力系统进行电磁暂态仿真时,需将实际电网分为内部系统、外部系统和边界系统3部分,并对外部系统进行等值简化。本文提出了一种用于电力系统相邻节点需要同时等值且存在耦合关系的潮流等值方法,有效地克服了传统方法的不足,并结合重庆电网的实际网络结构,确立了发电机组、负荷、交流通道、线路的等值方案。通过实例比较等值前后电网潮流分布、重要母线短路电流及系统暂态行为变化等情况,结果证明了所提等值方案的合理性及简化系统的工程实用性。     

考虑双侧量测误差的配电网拓扑识别及参数联合估计方法

配电网参数估计和拓扑识别是配电网规划、运行分析和安全控制的基础,传统线性回归方法对量测数据误差或噪声数据具有较高要求,只有在无噪声情况下,估计才是准确的。然而实际输入测量值(如电压幅值和相位角)和输出测量值(如有功和无功功率)均存在噪声数据,对于拓扑估计,即使量测误差很小,回归方法也无法得到准确拓扑。针对上述问题,首先构建了配电网参数估计的基本模型,并定量分析了量测误差对线路参数估计和拓扑识别的影响。在此基础上,建立了考虑双侧量测误差的线路参数估计模型。针对其非凸导致的难以求解的问题,基于拉格朗日函数进行等价转化,得到易于求解的最小化瑞利熵问题。最后,基于IEEE 8节点系统进行仿真分析,并与传统线性回归、最小二乘法进行对比,证明所提方法在量测误差达到10%时,依然具有良好的估计精度。     

电磁式电压互感器频域测量误差分析

文中介绍了电磁式电压互感器(TV)的谐波等效模型,并对该模型进行了简化分析,在简化电路的基础上分析了TV比差及角差产生的原因。利用仿真软件对TV建立相应的模型,计算在基波及2~50次谐波下的比差及角差,并改变模型的参数计算参数变化时对TV测量误差产生的影响。设计了物理试验平台,并通过试验验证了理论分析及仿真的正确性。仿真及试验结果表明,电压频率较低时TV可以进行准确的测量,当频率较高时,TV的测量误差变大,比差及角差均不满足测量准确性的要求。