基于复杂网络社团结构的恢复子系统划分算法

并行恢复对加快大停电后系统的恢复具有十分重要的意义,而恢复子系统的合理划分是并行恢复的基础,但到目前为止在理论上还没有成熟的方法来指导恢复子系统的划分。在此背景下,提出了一种新的基于复杂网络社团结构理论的恢复子系统划分算法。该算法根据黑启动机组在电网中的分布情况以及电网自身特点来划分子系统,利用模块度指标来衡量划分结果的合理性,并根据各个子系统分裂出来的先后次序来确定子系统之间同步并列的先后次序。克服了传统方法无法衡量划分结果合理性、不能适当确定同步并联规则或策略的缺点。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所述方法的基本特征。     

基于虚拟同步发电机控制的VSC类同调等值方法

针对含有采用虚拟同步发电机控制(VSG)策略的电压源型换流器(VSC)的电网,开展其局部的电磁暂态仿真等值方法研究。分析了VSC具有同步发电机特性后的功角特性在电网等值中的可行性。类比交流同调性判别的方法,设计了适合于VSC的类同调判据,提出了基于虚拟同步发电机控制的VSC参数聚合方法。在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建了基于虚拟同步发电机控制的VSC并联运行模型,划分了内部区域和外部区域。基于系统在单相接地故障扰动下各VSC的虚拟功角曲线,判断了其类同调性,划分了不同的类同调VSC群,并分别进行了参数聚合。最后对比了等值前、后的外部区域对内部区域的输出有功、无功曲线,误差分析结果表明等值前、后VSC群的潮流基本不变,从而验证了所提基于虚拟同步控制的VSC群类同调等值方法的正确性和有效性。     

电力系统同调动态等值的应用

对越来越大的电力系统进行仿真计算和稳定性分析已经很困难.动态等值技术能大大简化网络,带来计算上的方便.同调性是动态等值的理论依据,只有被等值系统同调时,原系统的动态特征才能被保全在等值系统中.可先进行仿真划分同调机群,然后适当进行人为调整.算例分析说明该方法行之有效,在保证计算精度的前提下,可以大大提高运算速度.     

基于同调机群识别的动态等值方法的工程应用

在PSS/E环境下建立了大规模电力系统的动态等值模型,动态等值包括发电机同调机群的识别、同调机的聚合和网络化简.发电机同调机群的识别采用时域仿真方法,同调机的聚合采用经典模型,网络化简采用拓扑化简.以华东电网为例,阐述了等值系统的建立过程,并对等值系统和原型系统进行了仿真分析和比较,仿真结果表明,等值系统可以很好地再现原型系统的动态特性.     

电力系统同调动态等值的述评

同调性是电力系统动态等值的理论依据,只有当每个被等值的子系统的内部严格同调时,原系统的动态特征才能被保全在等值系统中。从同调群的定义和要点、同调群的识别、等值模型及参数的确定等方面评述动态等值的研究和应用现状。指出动态等值的原则应符合物理本质,即机组的同调性不但受系统拓扑及所有参数的影响,并且密切依赖于扰动场景。强调只有直接从完整的受扰轨迹中挖掘深层信息,才能可靠识别非自治非线性系统中的同调群。指出轨迹的主导模式反映系统动态行为的内在机理,在同调等值问题上有很好的应用前景。     

基于多层次启发式动态规划算法的电力系统动态等值

针对电力系统运行工况变化后动态等值系统响应精度不够的问题,提出一种基于多层次启发式动态规划(Global representation heuristic dynamic programming,GrHDP)算法的动态等值方法。该方法在基于同调等值得到的模型的基础上,在等值边界上加入基于GrHDP算法的动态补偿环节,实时补偿同调等值系统与原系统间动态特性的差额,从而实现精确跟踪原系统的动态特性。以10机39节点系统为例进行仿真研究,结果表明:在不同运行工况、故障方式和故障地点下,基于所提算法的动态等值系统相比传统的同调等值能更精确地跟踪原系统的动态特性。     

基于局部路径的社团发现算法

社团结构是复杂网络最重要的特性之一。针对复杂网络的社团结构发现问题,提出一种基于局部路径的相似性度量方法,并结合层次聚类算法用于社团结构发现。相对全局的相似性度量,所提的相似性度量具有较小的计算复杂度;同时又能很好地刻画网络的结构特征,克服了传统局部相似性度量在某些情形下对节点相似性的低估倾向。在合成和真实世界的网络上进行了实验,并与典型算法进行了比较,实验结果证明了所提算法的可行性和有效性。     

基于滑差同调等值的空调群负荷建模

随着空调负荷比例的迅速增长,对系统的暂态电压稳定逐渐带来威胁。为更好地描述含空调启动的空调群负荷特性,文中将同调等值法扩展到空调群的负荷建模中,提出了基于滑差同调等值的负荷建模方法和模型,用阻尼最小二乘法对含空调启动特性的空调群综合负荷进行建模,通过仿真验证了建模方法的有效性。     

基于节点灵敏度分析的大电网等值研究

采用REI法进行大电网等值时会出现等值输电线路电阻为负值、与实际不符的情况,分析得知产生这一问题的原因在于等值过程中没有对外部系统的节点进行区分,以至于对研究系统稳态特性和暂态特性影响大、关联性强的关键节点被消去。针对此问题提出利用节点灵敏度分析的方法,即根据网络功率修正方程定义系统无功功率灵敏度矩阵和有功功率灵敏度矩阵。并结合电网实际灵敏度度量值,提出可判断外部系统等值过程中必须保留的关键节点的方法,并将此过程引入大电网同调等值法中。利用BPA仿真软件以新英格兰标准39节点系统为测试算例,采用改进后的同调等值法对外部系统进行简化等值,利用等值后系统稳态特性和暂态特性验证该方法的正确性和可行性。     

电力系统常用动态等值方法的比较与改进

为提高EMS的精度和实用性,对动态等值方法进行详细研究.该文主要对同调等值法和估计等值法的优缺点、发展的现状和前景进行了比较,最后采用一种基于改进的免疫算法的估计等值法对实际大电网进行估计等值.通过与最小二乘法比较发现,基于改进的免疫算法的动态等值方法精度较高,效果良好,能够很好地满足工程应用的要求.     

REI法在动态等值中的应用与改进

为简化大规模电力系统离线暂态稳定分析时所用同调等值法所作的动态等值过程,将静态等值常用的REI等值法的思想应用于同调等值过程,把同调发电机、负荷看作与外部系统传输功率方向相反的有源节点,用相同方法对其合并化简,并用最小二乘法优化等值网络线路参数。网络潮流的PSASP计算结果表明,联络线上传输功率等值前后误差很小,满足网络等值要求。该法有很好的准确性,并已应用于华中电网稳定性控制的研究中。     

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。     

含高渗透率分布式光伏发电系统的配电网动态等值分析

随着分布式光伏发电系统广泛接入配电网,渗透率不断升高,甚至超过了百分之一百,在光照比较强的时候会向输电网倒送功率,在这种情况下,负荷和分布式光伏发电系统共同主导了配电网的动态特性,对电网的暂态稳定产生了重要的影响。为此,建立了综合考虑负荷及分布式光伏发电系统动态特性的配电网动态等值模型,即在综合负荷模型的基础上增加一个等效的光伏电站,然后通过动态轨迹灵敏度法筛选重要参数,在DIgSILENT-MATLAB联合仿真平台上实现基于遗传算法的关键参数辨识。最后,在DIgSILENT平台中搭建了输配电网仿真算例,仿真结果表明,所提出的配电网动态等值模型能够比较准确地描述含有高渗透率分布式光伏发电系统的配电网动态特性。     

基于复杂网络理论的输电线路脆弱度评估方法

为快速评估线路故障对系统静态安全的影响,基于复杂网络脆弱度理论,构建了互补性脆弱度指标集和综合脆弱度指标,进而提出一种输电线路脆弱度评估方法.该方法可从全局和局部、有功和无功两方面综合衡量输电线路的脆弱度.根据电力网络有功功率传输的特点构建了平均传输距离指标,从全局的角度衡量输电线路故障对有功功率全网传输效率的影响;其次,提出了局部变化量指标,从负荷节点和发电机节点的角度有效评估局部无功平衡受影响的程度.上述两类指标构成了互补性脆弱度指标集.对互补性指标集进行了归一化处理,得到综合脆弱度指标.通过对IEEE 30节点系统的仿真分析,验证了所提出的互补性指标集和评估方法的有效性.     

一种工程实用的动态等值方法

研究同时包含特高压交流和特高压直流华东电网的动态特性有必要搭建电磁仿真平台.为提高电磁平台仿真效率,在保持电网原有动态特性的前提下,在机电暂态仿真环境下对原有网络中非关注的和低电压等级网络分别进行了等值,从而达到缩减规模的目的.采用同调等值法进行外网等值,基于受扰轨迹主导群方法识别同调群,并通过弱化励磁系统调压能力和调整原动机调速系统的调频能力,对等值机的参数进行了修正.对低电压等级网络等值时,首次提出了按与直流关联紧密程度不同而采用不同的工程实用等值方法,兼顾了等值效果和仿真效率.     

基于图论的复杂配电网可靠性评估方法

基于图论提出了将网络分层和网络等值法相结合的复杂配电网可靠性评估方法。该方法对复杂配电网进行分层处理,从最末层向上逐层等值,将复杂的配电网络等值成简单的辐射型网络,利用故障模式后果分析法计算系统可靠性指标。具体实现时,把配电网络看作有向图,用图的邻接矩阵实现网络拓扑,用图的插入和删除操作修改邻接矩阵,达到即时修改网络拓扑和计算可靠性指标的目的。算例结果昆明电网可靠性评估中的应用情况证明了该方法的有效性。     

基于复杂网络理论的主动配电网多级运行风险快速评估

主动配电网运行状态的时变性、网络元件的多样性和随机模糊性、自动化系统的主动自愈性对系统的安全稳定运行提出了新的挑战。将复杂网络理论应用于风险评估,建立了一套具有运行风险快速预警能力、多级运行风险分析能力、全面体现时空间及动静态运行风险能力的主动配电网运行风险评估体系。该体系依托主动配电网自动化系统及可信性理论等数学工具,能够对网络结构和元件的变化进行实时响应并给出定性和定量的多级运行风险评估结果以协助主动配电网调度工作,从而降低系统风险,防止大面积停电事故的发生。最后,通过实例仿真验证了所述评估方法的可行性、快速性、灵活性和适用性,为复杂网络理论在电力系统中的应用提出了新的研究及应用方向。     

基于聚类算法的风电场动态等值

风电机组在实际运行时,受尾流效应等因素影响,运行状态并不相同。为提高风电场实际运行模型的精度,提出了一种适用于双馈式风力发电机的动态等值建模方法。它将风电机组的状态变量矩阵作为分群指标,利用聚类算法将矩阵中的数据进行分群,将同群的风电机组等值成为一台风力发电机,实现了风电场的动态等值。利用PSD/BPA平台,对系统侧故障与风速变化2种情况仿真,并与传统等值方法及风电场详细模型对比。仿真结果表明,采用仿真过程中的状态变量作为分群指标是合理的,该模型与详细模型的动态特性基本一致,可以用来描述风电场的实际运行状态。