一种基于潮流追踪的电力系统无功控制分区方法

提出了一种基于潮流追踪和凝聚算法的电力系统无功控制分区方法.该方法通过无功潮流追踪,确定无功源节点对各个节点无功输入的贡献比例,以此量化系统节点之间的无功耦合程度.在此基础上,定义了节点之间的距离,进而采用凝聚算法对系统所有节点进行聚合,并确定最优分区数目.IEEE 39节点和IEEE 118节点系统的分析计算验证了所述方法的有效性.所得无功控制分区能使分区内部的无功功率基本平衡,且能随系统运行条件的变化而变化.所提分区方法计算便捷,在实际系统中具有一定的应用价值.     

基于映射分区的无功电压控制分区算法

在应用传统聚类算法对电网进行无功电压控制分区时,存在可伸缩性不强的缺点,且分区结果难以保证被控节点与对它控制最灵敏的无功源节点属于同一个分区.文中提出一种基于映射分区的无功电压控制分区算法,首先在电气距离的基础上通过凝聚的层次聚类算法得出最优分区数和无功源节点所在的分区号,然后通过映射分区算法确定被控节点的分区.该方法不依赖于状态估计结果,而仅基于网络的拓扑结构和参数.应用所述方法分别对IEEE 39节点、IEEE 118节点系统和福建电网进行了分析计算,分区结果表明该方法可以保证被控节点与对它控制最灵敏的无功源节点属于同一个分区,计算速度快,占用内存小.     

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。     

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。     

基于多种群遗传算法改进FCM的无功/电压控制分区

为充分考虑网架结构和各无功源的共同作用,提出一种新的电气距离计算方法。依据各节点间无功电压摄动变化关系和节点关联矩阵将系统各节点映射到一个n维空间中,在节点间构建一种新的电气距离。针对一般无功／电压控制分区方法不稳定的问题,提出多种群遗传算法改进模糊C均值聚类的无功／电压控制分区算法,然后将其分别运用于IEEE 30和118节点算例,并把分区结果与文献结论进行分析和比较,验证了该算法的准确性和有效性。     

基于免疫-中心点聚类算法的无功电压控制分区

针对传统分区方法电气距离定义的缺点,提出一种新的电气距离即空间电气距离.依据系统中各节点之间无功电压变化关系,将系统各节点映射到一个多维空间中,节点之间的空间距离便是其电气距离,依据此距离将各节点进行归类,从而把无功电压控制分区问题转化为数学上的空间聚类问题.针对无功电压控制分区的特点并借鉴聚类算法,提出免疫-中心点聚类的无功电压控制分区算法并将其运用于IEEE 118节点系统,对分区结果进行分析并与其他算法结果比较,验证所提出的算法的准确性和可行性.     

无功优化分解协调计算的节点分区方法

无功优化分解协调算法中,根据电压-无功灵敏度对电力系统进行分区,使得各区域节点间电压无功耦合最弱,这样有利于提高该算法的计算效率和实用价值。求出正常运行状态下的节点间电压-无功灵敏度,应用阀值搜索分区算法对系统节点进行分区,用节点分裂法将系统分解为几个较小规模的子网络。IEEE118节点系统和两个实际系统（538节点和1133节点）的无功优化计算表明,该分区算法能改善算法的收敛性,从而提高其计算效率。     

无功优化分解协调计算的节点分区方法

无功优化分解协调算法中,根据电压-无功灵敏度对电力系统进行分区,使得各区域节点间电压无功耦合最弱,这样有利于提高该算法的计算效率和实用价值.求出正常运行状态下的节点间电压-无功灵敏度,应用阀值搜索分区算法对系统节点进行分区,用节点分裂法将系统分解为几个较小规模的子网络.IEEE118节点系统和两个实际系统(538节点和1133节点)的无功优化计算表明,该分区算法能改善算法的收敛性,从而提高其计算效率.     

基于电源分区与短路阻抗距离的电压无功分区方法

基于先电源节点分区后负荷节点映射分区的思想,提出了一种基于电源分区与短路阻抗距离的电压无功分区方法。首先以无功/电压灵敏度来定义电气距离,采用凝聚的层次聚类算法直接对电源节点进行分区。然后定义了多无功源节点对单个负荷节点的短路阻抗距离,并以短路阻抗距离最短原则来实现负荷节点的映射分区。该方法不仅能保证电气距离近的无功源被分在同一个区域,而且还能保证负荷节点与对其控制能力强的多个无功电源节点被分在同一个区域。另外,该方法还具有分区结果与潮流状态无关的优点。IEEE39节点系统和重庆实际电网的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于复杂网络理论的无功分区算法及其在上海电网中的应用

基于复杂网络理论的最新进展,提出了一种电力系统无功分区的新算法。该算法由“分裂”和“凝聚”2部算法组合而成。前者利用灵敏度矩阵对电网进行预分裂,确定分区的基本结构。该算法可保证无功分区内部发电机的控制能力,并且显著减少分区合并时的迭代次数。后者基于模块度的概念,构建了分区合并新指标,并据此进行分区合并。该算法可以保证各分区内部的无功就地平衡,同时准确地评估无功分区的划分质量,确定最优分区数目。最后,将提出的算法分别应用于IEEE 39节点系统、IEEE 118节点系统以及上海电网,仿真分析证明了所提出算法的有效性。     

改进的变尺度法在自动电压控制(AVC)中的应用

采用分层分区、集中和分散控制相结合的思想,实现了电力系统无功电压的实时在线控制.控制中心层利用改进的变尺度法(DFP)在线计算满足约束条件的各节点的最优无功配置,通过SCADA/EMS系统实时传送到节点层;节点层根据最优的无功配置,利用模糊控制理论确定有载调压变压器、电容器等电压无功调节设备的调节策略.本文重点论述了中心控制层中改进的DFP的基本算法、实时控制的优势,并对实时控制过程中的相关问题提供了解决方案,实现了实时控制的各种要求.通过对IEEE6节点、IEEE30节点和安徽电网等的计算分析,结果充分证明了本方法的可行性、优越性和鲁棒性.     

改进的变尺度法在自动电压控制(AVC)中的应用

采用分层分区、集中和分散控制相结合的思想,实现了电力系统无功电压的实时在线控制。控制中心层利用改进的变尺度法(DFP)在线计算满足约束条件的各节点的最优无功配置,通过SCADA/EMS系统实时传送到节点层;节点层根据最优的无功配置,利用模糊控制理论确定有载调压变压器、电容器等电压无功调节设备的调节策略。本文重点论述了中心控制层中改进的DFP的基本算法、实时控制的优势,并对实时控制过程中的相关问题提供了解决方案,实现了实时控制的各种要求。通过对IEEE6节点、IEEE30节点和安徽电网等的计算分析,结果充分     

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。     

基于无功电压分区的电压越限解决方案

提出了一种分区处理电压越限的解决方案。传统的无功电压分区往往需经过多次分区及调整过程,文中通过牛顿拉夫逊潮流计算得到灵敏度矩阵,将PV节点和平衡节点加入由灵敏度矩阵形成的电气距离矩阵中,利用SAS(Statistical Analysis System)聚类分析只需一次聚类求取初始分区结果,再按照每个分区含有无功源的原则对分区结果进行优化调整。针对节点无功电压调节灵敏度不同的特点,提出了由电气距离矩阵确定电容器最佳配置地点和系统发生电压越限时无功调节设备的动作次序的方案,将系统有功网损和电压合格率作为目标函数来确定无功设备的最优动作值。通过IEEE30算例系统表明分区处理电压越限可以减少无功设备的动作次数和加快越限节点电压的恢复,验证了该方法的有效性。     

考虑区域负荷无功裕度的无功电压优化分区方法

考虑到无功电压分区控制对区域无功平衡能力的要求,提出了区域负荷无功裕度的概念,并建立了同时考虑节点间电气耦合程度、区域静态无功平衡能力与无功储备分区要求的无功电压优化分区模型。模型包括使各分区区域电气半径平方和最小与使所有分区中区域负荷无功裕度值最小的分区无功裕度值最大两个目标函数,约束方面要求各分区内静态无功平衡。针对所建模型的特点采用了多目标自适应进化规划算法求解,并基于IEEE 39节点算例系统,仿真对比分析了所提方法的特点,仿真结果验证了方法的有效性。     

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。     

基于节点类型和分区耦合性的复杂网络无功电压快速分区方法EI北大核心CSCD

针对现有复杂网络无功电压分区方法建模中存在的不足,以及由模块度确定分区方案具有较高时间复杂度的特点,提出一种基于节点类型和分区耦合性的快速无功分区方法。首先,以不同类型节点间的电气距离结合无功潮流建立无功传输有向加权拓扑图,然后,定量地分析分区内与分区间的耦合性,确定最终的分区方案。IEEE 14节点和39节点系统仿真结果表明,该方法能有效合理地划分分区,分区内具有充足的无功储备用于就地无功平衡,分区结果与由模块度指标确定的分区方案相仿,具有分区质量高,分区过程简单迅速的特点,对工程应用有一定的实际意义。     

基于聚类分析的三阶段二级电压控制分区方法

合理的电压控制分区是三级或"软"三级电压控制模式应用的基础,好的分区结果应保证每个分区中都含有无功源,且分区内保持连通性。文中提出一种基于网络结构及电气距离的电压控制分区方法:首先根据网络结构将由辐射状支路连接在一起的无功源并入同一个分区;其次对受控点进行分类处理,在保证分区连通性的基础上将受控点并入电气距离最近的无功源所属分区;最后基于WARD距离对初始分区进行聚类分析,最终确定分区方案。分区聚类仅在有支路连接的相邻分区之间进行,保证了分区结果的连通性,并大大减小了分区聚类的计算量。所述分区方法仅与电网结构及参数有关,与电网的潮流分布无关,能够较好地满足二级电压控制的需要。对IEEE 39节点测试系统及实际电力系统的分区划分结果验证了所述方法的合理性及效率,对实际电力系统二级电压控制具有一定的应用价值。     

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。     

基于无功电压满维灵敏度的大规模风电场电网VCA方法研究

提出一种包含大规模风电场电网的VCA（电压控制分区）方法：将风电场最经常出现工况的功率作为其在潮流计算中注入功率,求出该工况下包含所有节点耦合信息且计及PV耦合的无功电压满维灵敏度矩阵;利用定义的电气距离使电源节点和负荷节点同步参与聚类分区过程,一次性得到分区结果,优于传统只对负荷节点进行分区再人为将电源节点归并的方法。采用风电场最常出现的工况功率,分区结果可以适应于风电场的大部分出力工况。通过对包含大规模风电场的IEEE39节点系统进行了动态分区,验证了该方法的可行性。