考虑发电出力调整的最近电压稳定临界点求取方法

对求取最近电压稳定临界点问题,同时考虑负荷变化的不确定性和发电机出力调整的影响,建立一种非线性二层规划问题模型。下层问题求解某个负荷变化方向上的最大负载裕度,上层问题考虑负荷变化方向的约束,寻找最近的电压稳定临界点。设计求解该问题的信赖域方法,该方法先采用内点法计算已知负荷增长方向上的静态电压稳定临界点,然后建立近似的单层线性混合整数规划模型并求解。基于信赖域方法的思想迭代逼近最近电压稳定临界点。算例分析表明了所提算法的有效性,并可找出系统静态电压稳定的薄弱区域和母线。     

基于曲面二次标准型逼近的最近电压稳定临界点求取方法

针对切平面不能准确描述电压稳定极限曲面极限点邻域性质的缺陷,文中提出一种考虑负荷增长方向不确定性的基于曲面二次标准型逼近的两层规划模型,求解最近电压稳定临界点。该方法首先计算初始化负荷增长方向上的电压稳定临界点,并利用Weingarten映射获得该点处极限曲面的主曲率,进而获得极限曲面的二次标准型逼近,最后采用基于信赖域思想的二次规划法迭代搜索最近的电压稳定临界点。所提模型可同时考虑鞍节点分岔和极限诱导分岔两种临界点。对多个IEEE系统及中国东部某实际大区域电网等系统的分析证明了该方法的有效性。分析表明,所提方法具有收敛速度快、鲁棒性好,全局寻优能力强的优点,可快速确定电力系统的电压薄弱区域,并可直接用于大系统分析。     

考虑线路有功传输约束的静态电压稳定分析

在求解电压稳定临界点的过程中,考虑了线路有功传输的系统静态安全运行约束,将电压稳定临界点的求取转变为非线性规划问题,建立以求解负荷裕度为目标函数的数学模型。采用对初值要求不高的非线性原对偶内点法求解已知负荷增长方向上的电压稳定临界点,该方法能够考虑各种等式和不等式约束条件,具有较强的鲁棒性。比较了考虑线路有功传输约束与不考虑约束两种情况下的支路功率,找到其中的薄弱支路。最后通过IEEE-30节点系统的仿真计算,验证了该模型及算法的有效性。     

考虑三重潮流约束的有功出力方式优化

为使系统以更安全的方式度过高峰负荷点,提出一种考虑三重潮流约束的有功出力方式优化模型.该模型分别在当前运行点、高峰负荷点和电压稳定临界点处建立潮流方程,通过对当前运行点的有功出力和高峰负荷点的出力增量同时进行优化,更有效地提高了电网的负荷裕度.最后,在IEEE14和118节点系统上验证了所提模型和求解方法的有效性.     

静态电压崩溃点的实用解法

提出一种基于连续潮流求取电压稳定临界点的新方法,使其能够在考虑约束的情形下适用于任意形式的负荷增长方式,大大提高了求解精度。在求解临界点的过程中,以弱节点电压作为连续变量,先直接大步长降到临界点附近,再用小步长追踪临界点,这样大大减少了求解中间运行点的数量,使其更快地找到电压崩溃临界点。最后在IEEE14节点系统的计算证实了该方法的快速、有效性。     

线性模拟法求解电力系统静态电压稳定裕度

文章提出一种快速,准确,实用的求解静态电压稳定裕度的线性模拟法,在求解过程中以灵敏度指标的变化特征作为临界点位置的判据,考虑了电力系统中各种非经恶性循环因素的变化,如发电机无功出力限制,负荷的静态特性,ＡＧＣ,ＯＬＴＣ调节作用等,使静态电压稳定工的求解更加符合电力系统的实际运行状况,同时,该方法还考虑了单负荷节点,区域,全网等不同的负荷增长方式下系统的功率裕度,基于该算法的电压稳定分析软件为运行人     

电压稳定临界域的描述及在线近似确定

广域测量技术的发展和应用为电力系统电压稳定监视奠定了基础。在此引入负荷阻抗角建立了新的电压稳定临界域的描述即电压表示形式和功率表示形式,并建立了电压稳定域。利用广域测量技术对节点戴维南等值参数的在线估计实现了对静态电压稳定临界域的在线确定,间接地避免了潮流计算中Jacobi矩阵在临界点奇异而带来的不收敛问题,弥补了传统方法在线应用中存在的系统规模大、非线性模型不准确、数据多且更新不及时、速度慢等缺陷。通过仿真计算表明提出的方法可行,可在线快速确定电压稳定临界域。     

基于有功负荷注入空间静态电压稳定域的最小切负荷算法

针对电力系统电压稳定控制中的切负荷量求解问题,提出基于有功负荷注入空间静态电压稳定域的最小切负荷量计算方法。首先给出该稳定域的2阶段求解方法,与传统基于拟合技术的求取方法相比,该方法通过聚类分析在保证计算精度的条件下减小了计算代价,同时可对临界点基于其局部切平面的法向量进行分类拟合,从而计及稳定域边界曲率的变化得到更加准确的边界估计。基于该稳定域提出最小切负荷量的计算方法,与基于灵敏度的连续线性规划法相比,该方法可利用全局信息给出最小切负荷量,并且在计算速度上具有优势。通过6节点算例的可视化稳定域计算结果说明2阶段求解方法的有效性,最后利用39节点系统验证该最小切负荷计算方法的准确性。     

结合证据理论和双层规划的电压稳定不确定分析

提出了一种基于证据理论和双层规划的含风电系统静态电压稳定不确定分析方法。首先,以证据理论中基本可信度分配的概念来描述风速不确定性,建立了静态电压稳定不确定分析模型。然后,通过构造多个风电场风速的联合可信度分配,建立风速的若干个超立方体域,从而将原电压稳定不确定分析问题转化为超立方域内最远和最近电压稳定临界点问题。最后,采用双层规划方法分别求解最远和最近临界点问题,得到各超立方域的负荷裕度最大值和最小值,并合成负荷裕度的信任累积概率分布和似然累积概率分布。IEEE 118节点和IEEE 300节点标准系统的计算结果表明,相比传统概率方法,所提模型与方法能够有效描述风速的客观不确定性和主观不确定性信息,利用负荷裕度的信任和似然分布可确定系统发生电压失稳的最小和最大概率,符合电力调度人员的思维习惯。     

基于最近电压稳定临界点的发电机无功备用优化方法

目前发电机的无功备用优化方法均基于固定的负荷增长方式,而当考虑负荷、新能源出力预测误差之后,这种优化方法无法有效评估最危险负荷增长方式下的无功备用水平。针对这一问题,文中提出基于最近电压稳定临界点的发电机无功备用优化非线性二层规划模型,上层问题在给定基态节点注入功率的情况下,将求取最近电压稳定临界点及对应的最危险负荷增长方式化为极限曲面二次近似和连续潮流校正的两层迭代格式,而下层模型则求解该最危险负荷增长方式下的无功备用问题,并将修正的基态节点注入功率返回上层模型。为证明该模型的有效性,首先在若干假设的前提下证明了最优解的存在性和充分必要条件,进一步分析表明所提方法可考虑节点负荷增长方式的不确定性,有效提升最危险负荷增长方式下系统的无功备用水平,提高系统的电压稳定裕度,保障系统的安全运行。     

The closest load flow limit in electrical power systems by Monte Carlo simulation

This paper describes a method of obtaining a point in voltage vector space for the shortest distance between normal operation and a critical point of load flow in electrical power systems by means of Monte Carlo simulation. It also presents the characteristics of the power distance, voltage distance, and inner products of eigenvectors and voltage differences with respect to the point on the trajectory of minimum search. The critical point is characterized by the zero determinant of the Jacobian matrix. The point is known as the saddle node bifurcation. We propose a method of calculating the critical point under the bus constraints of the load flow equation. A new set of voltages is given by a random generator for a step of the Monte Carlo simulation. We calculate the power distance and draw a trajectory for the closest bifurcation by a random process. The result shows that the right eigenvector is parallel to the normal line to the tangential planes at the closest bifurcation. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 147(3): 40–48, 2004; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10268     

Voltage stability - Case study of saddle node bifurcation with stochastic load dynamics

This paper presents an approach of analyzing power system voltage stability based on system potential. This framework provides a simple and better way of understanding voltage stability by visualizing the changes in topological structure of the system potential with respect to the change in power system loading. This paper also investigates the effect of random load variation in the power system stability. The stability margin index being studied is the Mean First Passage Time of the power system from the stable operating point to the closest unstable equilibrium point for small magnitude random load perturbations. The variation of MFPT for change in the loading of the system, Intensity and correlation time of the stochastic load are studied initially for an SMIB system.     

基于最优乘子潮流确定静态电压稳定临界点

给出了一种基于最优乘子潮流求静态电压稳定临界点的新方法.与连续潮流或直接法求解电压崩溃点不同,该方法从潮流的可行域外出发,利用潮流迭代过程中最优乘子的值和最小二乘解提供的信息,沿注入功率变化的方向逼近电压崩溃点.给出了判别和计算鞍结型和约束诱导型分岔点的方法,分析了逼近过程中的各种可能情况.对多个算例测试的结果表明:所提出的方法通过几次迭代即可收敛于静态电压稳定临界点,计算结果与应用连续潮流和直接法一致.     

交流/混合多端直流混联系统最临近静态电压失稳点的求取

为了分析电流源换流器(CSC)和电压源换流器(VSC)结合而成的交流/混合多端直流混联系统的静态电压稳定性,给出了一种寻找最临近电压失稳点的方法。采用改进连续潮流法,从系统初始运行点出发,计及联结变压器电压比的调节和换流器控制方式的转变,根据最短路径原理不断修正负荷增长方向,并且采用自适应负荷增长方向的步长控制策略逐渐逼近最危险负荷增长方向,最终确定混联系统的最临近电压失稳点和最小负荷裕度。对基于IEEE14节点的交流/混合三端直流混联系统进行了仿真分析。仿真结果表明该方法是有效可行的,最临近电压失稳点能够准确反映混联系统的电压失稳情况。     

Determination of voltage stability limit in multimachine powersystems

A method of determining the load limit and the critical state of a general multimachine power system is presented. In the method, the search for the load limit is formulated as an optimization problem. With this formulation, difficulties related to singularity of the load-flow-equations Jacobian matrix, and convergence of the load-flow solution around the voltage stability limit, are avoided. Modification to the basic formulation to allow consideration of load-voltage characteristics is also shown. A voltage stability margin is defined which may serve as a measure of the security of a given operating condition from voltage instability or collapse. Results of application of the proposed method to the AEP 14-bus network are presented     

动态电压振荡型失稳边界分析与算法研究

提出了全参数空间下的最近动态电压振荡型失稳边界的计算方法。在每次迭代中,采用逐步增长负荷的迭代方式找到振荡型失稳边界,求取失稳边界的超平面法向量。将该法向量作为新的负荷增长方式寻找下一步失稳边界,最终找到系统发生电压振荡型失稳的最近边界及其对应的最危险负荷增长方向。相对于摄动方法而言,该方法将各种因素对于电压稳定域的影响考虑在内,且不需要求取控制参数的海森矩阵,具有计算速度快、精度高的特点。选取系统有功负荷作为控制参数,研究了负荷的不同增长方式对系统振荡失稳边界的影响,并根据超平面的法向量求解出系统发生振荡型失稳的最近边界以及所对应的最危险的负荷增长方向。提出2类电压稳定指标,所提指标有助于综合评估系统动态电压稳定裕度。采用3节点和IEEE 14节点仿真系统对算法的有效性进行了验证。