一种牛顿潮流算法收敛性定理的应用研究

牛顿拉夫逊(NR)潮流算法是电力系统潮流计算最常用的算法之一,由于NR法具有平方收敛的特性,收敛速度较快,但它对初值选取的要求较高,初值选取对NR法的收敛性能有很大的影响.针对这一问题,分析了一种牛顿潮流算法的收敛性定理,运用此定理可解决因为初值选取不当而造成的潮流发散问题.此外,该定理可进一步评估选择的初值能否保证N...     

几种提高牛顿法潮流收敛性的初值给定方法研究

针对牛顿法潮流计算的初值敏感问题,考虑了两种含小阻抗支路的病态系统和重负荷病态系统对潮流收敛性的影响,结合IEEE9、IEEE39和某市电网等多个算例,对比分析了平直启动、直流潮流法、PQ分解法、高斯-塞德尔法等多种初值给定的方法。算例计算结果表明,选择合适的方法给定迭代初值,可较好解决用牛顿法进行潮流计算时因为初值选取不当导致的潮流收敛过慢或者无法收敛的问题。     

修正节点接入导纳潮流算法

针对牛顿–拉夫逊法初值选取不当和PQ分解法受网络RX比例影响造成的计算不收敛问题,提出了一种修正节点接入导纳的潮流算法。理论证明该算法是正确的。算例分析表明,该方法收敛可靠、计算速度快,同时不受RX比例与初值选取的影响。     

节点电压初值的选取对快速解耦法收敛特性的影响

电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行方式的一项基本计算.目前广泛采用的计算方法是牛顿-拉夫逊法和快速解耦法.本文应用MATLAB开发出电力系统快速解耦法潮流计算程序,采用箅例分析节点电压初值选取对各种快速解耦法收敛特性的影响.     

基于初值估算和潮流可控范围的UPFC潮流收敛特性研究

变流器电压初值不合理或潮流设定值过大,将导致含统一潮流控制器(UPFC)电网潮流收敛到实际不可行解,或超过串联变流器的电压约束范围。提出基于初值估算的两阶段潮流算法,根据第一阶段常规潮流结果估算串联变流器电压相角,将其作为第二阶段潮流初值,解决了潮流收敛性对变流器电压初值敏感的问题。利用拓展雅可比矩阵,建立UPFC串联控制变量对潮流控制目标可调范围的灵敏度模型,量化串联变流器电压对潮流控制范围的影响,避免因控制目标不合理引起潮流发散或串联变流器电压越限。算例结果验证了所提算法的可行性和正确性。     

小阻抗支路对牛顿法潮流的影响及其处理方法

在分析小阻抗支路对牛顿法潮流影响的基础上,结合电力系统的网络的特点,提出了一种选取牛顿法潮流电压初值的新方法－－小阻抗支路零功率法。分析与计算结果表明,中所提方法能够较好地解决牛顿法在计算含有小阻抗支路系统的潮流收敛性问题。     

一种快速的定雅可比潮流算法

完美地组合了电流注入型潮流算法和保留二阶项的快速潮流算法的优点,弥补了二者的不足之处,提出了一种快速的定雅可比潮流算法。该算法修正方程式的雅可比矩阵是通过对电流注入型潮流算法PQ节点的雅可比矩阵进行改造而得来的,是一个对称的常数雅可比矩阵。修正方程式的常数项是在保留潮流方程式非线性项的基础上进行简化改进而获得的,是一个非常简单的修正公式,在迭代过程中完全不需要进行节点电压的修正和节点功率的计算。这些处理,既保证了算法的收敛性,又大大提高了计算速度。详细论述了该算法的原理及用法。最后将它与牛顿法、定雅可比牛顿算法、PQ分解法、快速解耦法（FDLF）等潮流算法在多个算例上进行了收敛性能和收敛速度的比较,结果证明该算法收敛速度远大于牛顿法和定雅可比牛顿算法,收敛能力与定雅可比牛顿算法相当,算法适用能力比PQ分解法和快速解耦法强。     

一种快速的定雅可比潮流算法

完美地组合了电流注入型潮流算法和保留二阶项的快速潮流算法的优点,弥补了二者的不足之处,提出了一种快速的定雅可比潮流算法.该算法修正方程式的雅可比矩阵是通过对电流注入型潮流算法PQ节点的雅可比矩阵进行改造而得来的,是一个对称的常数雅可比矩阵.修正方程式的常数项是在保留潮流方程式非线性项的基础上进行简化改进而获得的,是一个非常简单的修正公式,在迭代过程中完全不需要进行节点电压的修正和节点功率的计算.这些处理,既保证了算法的收敛性,又大大提高了计算速度.详细论述了该算法的原理及用法.最后将它与牛顿法、定雅可比牛顿算法、PQ分解法、快速解耦法(FDLF)等潮流算法在多个算例上进行了收敛性能和收敛速度的比较,结果证明该算法收敛速度远大于牛顿法和定雅可比牛顿算法,收敛能力与定雅可比牛顿算法相当,算法适用能力比PQ分解法和快速解耦法强.     

发输配全局潮流计算第二部分:收敛性、实用算法和算例

主从分裂法是一种适合于全局潮流计算的基本算法,文章对该算法的收敛性进行了理论研究,给出了实用的收敛性分析方法,讨论了该算法的收敛机理,研究了实用迭代算法的构造,提出了两类不同特点的主从分裂迭代算法,并通过算例,验证了关于全局潮流问题和主从分裂法的一些重要观点和结论。     

电力系统潮流收敛性的实用性改进

本讨论在能量管理系统的高级应用软件设计中改进潮流计算的收敛性问题。实用中潮流不收敛的主要原因是：缓冲机设置不当、初始功率不平衡和环网开断。改进措施是：合理选择缓冲机位置、预先处理不平衡功率和专门处理环网开断算法。通过对华北、华中、山东和华东等电网的实际计算，证明了新潮流软件的收敛性能得到了极大的提高。     

大规模输配一体化系统牛顿法潮流计算性能分析及改进方法

为满足输配电网一体化潮流计算精度和计算速度需求,提出了一种改进的牛顿法潮流计算方法。针对输配电网一体化牛顿法雅可比矩阵病态严重、收敛性能较差等问题,采用自适应Levenberg-Marquardt算法初始精度提升速度快的特征选取初值、不完全三角分解法预处理雅可比矩阵,有效地保证了数值稳定性,提高了牛顿法的收敛性能。针对输配电网一体化后规模庞大、计算效率低等问题,利用图形处理器并行加速技术对算法中的一些计算量密集的步骤,包括雅可比矩阵的生成、矩阵—向量运算等进行加速处理。算例测试表明,该算法能够显著提高大规模输配电网一体化潮流计算的速度和精度,对于多配电网区域、环网、分布式电源、病态系统等多种情形具有较强的普适性。     

计及相角变化对支路无功影响的潮流算法

本文以支路潮流微增模型为基础，分析了潮流计算的机理，在牛顿潮流算法和快速解藕潮流算法的基础上，提出了一种介于上述两种算法的在线潮流新算法，收敛性好，计算速度快。     

极坐标系准最优乘子病态潮流解法研究

本文提出的极坐标系准最优乘子牛顿法病态潮流算法，相对于以往极坐标系病态潮流算法而言，有明显进展，本文算法十分简捷，计算精度高，易于纳入常规牛顿一拉夫逊潮流算法，且附加计算量极少。本文的研究还解决了牛顿一拉夫逊潮流算法对初值的敏感性问题。对国内１１４节点的实际电力系统十余种运行方式及对典型的１１节点、１３节点和４３节点系统所作的计算，验证了本文算法的有效性。     

重载潮流算法

结合类编程思想和重载原理开发了三相潮流和单相潮流算法的统一结构。在此基础上 ,文章提出了三相潮流和一般潮流的统一算法———重载潮流算法。通过单相、三相与重载潮流在收敛性、计算速度以及存储量等方面的比较 ,得出该算法能够简化计算 ,具有收敛性好、灵活、通用、计算速度快的结论     

含分布式电源的配电网潮流改进算法

为了解决传统的配电网潮流算法不能求解含有分布式电源的问题,对传统的前推回代法进行了改进。由于传统的算法不能处理PV型节点,引入节点电抗矩阵后,把PV节点转换为PQ节点进行求解。同时为了解决辐射型配电网传统的无功初值确定方法增加迭代次数的问题,基于无功分摊原理改进了无功初值的确定方法。最后通过对美国PG&E 69节点系统建立了仿真模型,得到了配电网单独地并入相应的视作PQ、PI、PV节点的DG以及各类分布式电源混合安装后潮流计算的迭代次数和计算时间的对比结果和基于分摊原理的方法、初值为0以及初值为平均值三种方法的比较结果。通过对结果的分析可以得到：此改进后的算法不论对单个还是混合接入系统的情况都能快速求解;同时新的无功初值确定方法减少了迭代次数,节省了计算时间,验证了改进算法的正确性和可行性。     

重载潮流算法

结合类编程思想和重载原理开发了三相潮流和单相潮流算法的统一结构.在此基础上,文章提出了三相潮流和一般潮流的统一算法--重载潮流算法.通过单相、三相与重载潮流在收敛性、计算速度以及存储量等方面的比较,得出该算法能够简化计算,具有收敛性好、灵活、通用、计算速度快的结论.     

小阻抗支路对潮流计算收敛性的影响和处理

常规潮流算法在应用于含小阻抗支路电网的计算中存在有收敛性问题。通过对含小阻抗支路电网算例的试算分析发现,在当前普通个人计算机性能条件下,使用双精度类型变量,利用高斯赛德尔法迭代两次选取初值后再使用牛顿拉夫逊法,不需要附加处理就可以解决含小阻抗支路电网潮流计算收敛性问题。将该方法应用于三个地区级电网能量管理系统的调度员潮流计算模块,表明所提方法对于解决实际问题的可行性和有效性。     

前推回代法在故障配电网中的收敛性分析及改进算法

前推回代潮流算法计算速度快,收敛性好,特别适应于辐射状的配电网潮流计算;但是针对配电网故障潮流的计算却少有研究。本文针对配电网故障情况下,分析了前推回代潮流算法的计算原理,通过构建迭代过程的数学模型,提出了此算法的收敛判据;并且针对配电网故障潮流不收敛的原因,通过添加松弛因子,改变其不收敛的现象。通过在MATLAB进行数据仿真,验证了此算法的有效性和精确性。     

小阻抗支路对潮流计算收敛性的影响和处理

常规潮流算法在应用于含小阻抗支路电网的计算中存在有收敛性问题.通过对含小阻抗支路电网算例的试算分析发现,在当前普通个人计算机性能条件下,使用双精度类型变量,利用高斯赛德尔法迭代两次选取初值后再使用牛顿拉夫逊法,不需要附加处理就可以解决含小阻抗支路电网潮流计算收敛性问题.将该方法应用于三个地区级电网能量管理系统的调度员潮流计算模块,表明所提方法对于解决实际问题的可行性和有效性.     

一种改进的配电网牛顿潮流算法

针对配电网的特点和常用前推回代潮流算法存在的不足,提出了一种改进的配电网牛顿潮流算法。该算法从基于基尔霍夫电流定律的Ybus算法出发,将迭代得到的结果作为电流注入模型的牛顿法的初值进行潮流分析。算法通过修改雅可比迭代矩阵元素对PU节点进行处理,通过变换系统节点电流方程来解决多平衡节点系统问题,既可用于放射形配电网,又能解决含有环网的配电系统。该算法物理意义清晰,容易实现,收敛性好,给出的算例验证了算法的可行性。