考虑统一潮流控制器的电力系统状态估计算法

以统一潮流控制器(UPFC)为代表的灵活交流输电系统(FACTS)技术可以实现传输功率的合理分布、优化系统资源,提高系统的稳定性和可靠性.基于加权最小绝对值(WLAV)估计准则,将UPFC元件的作用等效为一系列电压和功率的约束,并运用内点法进行状态估计计算.该方法可以完全完整考虑UPFC元件对系统运行状态的影响,并能充分利用WLAV估计的抗差的特点,提高估计的精度.IEEE-14系统的算例仿真结果,验证了所提出算法的有效可行性.     

基于变量代换内点法的加权最小绝对值抗差状态估计

传统内点法加权最小绝对值(WLAV)抗差状态估计能够抑制坏数据影响,提高状态估计精度,但该方法模型复杂,计算效率低,限制了其工程应用价值。文中提出一种基于变量代换内点法的电力系统WLAV估计方法,该方法通过添加中间变量,将非线性量测方程分解为两步线性方程和两步非线性变换,并建立两步线性方程的WLAV估计数学模型。与传统内点法WLAV抗差状态估计相比,该方法无须形成海森矩阵,可有效提高迭代方程中系数矩阵的稀疏度,并减小矩阵的阶数,有效提高WLAV状态估计的计算速度。基于美国电气与电子工程师学会(IEEE)标准系统、波兰电网和国内某省网的仿真结果验证了所述方法的有效性,具有良好的工程应用前景。     

计及UPFC的电力系统双线性抗差估计

统一潮流控制器（unified power flow controller ，UPFC）作为柔性交流输电系统（flexible AC transmission systems，FACTS）的重要组件之一，对电力系统安全稳定运行起着重要的作用，而对含有UPFC的电力系统进行有效的状态估计也是电力系统电力电子化的必然要求。对UPFC模型进行抗差状态估计虽然能够有效抑制坏数据，但是存在模型复杂，计算效率低等问题。文章基于新型UPFC拓扑模型，采用双线性方法对含该UPFC的电力系统进行抗差状态估计。该方法通过选取有效的中间变量，对电力系统和UPFC组件的非线性量测方程进行分步线性化处理，在保证计算结果误差水平处在同一量级，能够工程应用的前提下，有效提高了状态估计的计算效率。对修改后的IEEE标准系统和南京西环网实际系统进行仿真测试，通过与WLAV测试结果对比，在保证相应精度的前提下，获得接近加权最小二乘法（weighted least squares，WLS）的计算速度，验证了本文方法的有效性和实用性。     

计及UPFC元件的电力系统状态估计算法

统一潮流控制器（UPFC）是灵活交流输电系统（FACTS）的重要组件之一。采用UPFC的注入功率模型，在原有的状态估计算法基础上，将UPFC组件所产生的注入功率增量转移到线路两端的节点上，从而提出了计及UPFC控制约束的电力系统状态估计算法。该算法采用牛顿拉夫逊法求解UPFC组件的控制变量，状态估计方程组和控制变量方程组采用解耦法进行计算。由于方程组解耦，所以只需在原有的状态估计程序基础上增加求解UPFC组件的控制变量即可，无需对原有程序做较大修改，易于实现。IEEE14节点算例表明，该算法是有效可行的。     

计及统一潮流控制器的电力系统状态估计

应用灵活交流输电系统（FACTS）技术可对电力系统潮流进行灵活控制,从而充分发挥现有电力系统的潜力,其中统一潮流控制器（UPFC）是FACTS的重要组件之一。基于传统状态估计模型,通过利用UPFC的功率注入模型,将它对于状态估计的作用转移到所在线路的量测节点上,提出了计及UPFC的状态估计模型。该方法可以完整计及UPFC对电力系统的影响,同时能有效利用原有的状态估计算法程序。算例表明所提出的模型有效、可行,具有一定的实用价值。     

计及统一潮流控制器的电力系统状态估计算法

在统一潮流控制器(UPFC)模型的基础上,提出了计及UPFC的电力系统状态估计算法。该算法根据给定的运行方式确定UPFC的控制约束条件,通过拉格朗日乘子将UPFC的控制约束条件计入状态估计目标函数,从而将含有UPFC的状态估计问题转化为带等式约束的最优化问题。该算法不仅可以完整地计及UPFC对电力系统的影响,而且可在不必改动原有状态估计模块的基础上,很容易地加入等式约束的修正模块。算例表明,提出的算法是有效可行的。     

含UPFC南京西环电网系统可靠性评估研究

为量化评估统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)装置对电网运行可靠性的影响,以200 k V南京西环网UPFC工程为研究对象,分析了含UPFC系统可靠性评估的方法和流程。首先基于UPFC子系统划分,建立了UPFC各子系统无备用元件和有备用元件情况下的可靠性模型,在此基础上获得UPFC系统两状态模型,由此提高了传统电力系统可靠性评估方法在含UPFC系统的适用性。最后,结合南京西环网实例,重点分析了装设UPFC、新建线路、采用倍容导线等不同方案以及UPFC不同安装位置对电网可靠性的影响,分析结果可为后续柔性输电装置在江苏应用提供借鉴。     

含UPFC元件三相电力系统潮流模型和算法的研究

基于附加节点注入功率法,建立了统一潮流控制器( UPFC)在给定控制方式下的三相附加节点注入功率模型.在研究了UPFC 三相附加节点注入功率模型的基础上,运用三相解耦-补偿理论,对三相系统进行潮流计算.通过网络分析,说明了UPFC元件在改善系统的三相不平衡的作用.经算例仿真,验证了建立的UPFC三相潮流模型及运用算法的...     

一种新型限流式统一潮流控制器的设计与研究

限流式统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)是一种能有效应对系统短路故障的新型柔性交流输电装置。为提高短路故障切除速度、降低装置成本,将基于集成门极换向晶闸管(integrated gate commutated thyristor,IGCT)的桥式限流器与UPFC结合起来,构建了一种新型限流式UPFC拓扑,分析了其短路限流工作原理,建立了短路数学模型。以系统限流指标、UPFC的功率模块安全限度、限流器模块IGCT电压电流限值和直流电容电压限值为依据,给出了限流电感和直流电容的参数设计方法。对新型限流式UPFC与已有装置的工作性能和主要元件参数选择进行了比较。PSCAD/EMTDC对比仿真表明,新型限流式UPFC减少了短路切除时间,减小了元件参数,降低了短路电流对电网的冲击。     

含UPFC线路的自适应距离保护研究

UPFC作为典型的FACTS元件,可以灵活地调节系统的功率传输,但也会造成线路参数变化,影响传统保护的动作,研究含有UPFC的输电线路对传统距离保护产生的影响.针对加入UPFC后造成的阻抗增量,提出两种自适应解决方案,使保护整定值成为可变的阻抗圆,随故障后UPFC状态变化而变化,使得距离保护能正确动作.     

配电网模糊匹配潮流状态估计方法分析

用模糊集合理地表示配电网的量测信息，基于量测配置结构、辐射状的配电网络和量测信息模型，提出了模糊匹配潮流状态估计方法。该方法具有抗差性的加权最小绝对值(WLAV)状态估计方法应用于配电网的等效形式。考虑到伪量测的模糊约束，所提出的方法得到的状态估计解虽不具有最优但具有满意的WLAV估计意义。采用基于模糊线性规划的前推回代潮流算法求解模糊匹配潮流，该求解过程物理意义清晰、编程实现简单，克服了求解WLAV估计方法计算量大的缺点。实际算例结果验证了所提出的方法的合理性和适用性。     

基于指数权函数的抗差状态估计算法

电力系统状态估计是电力调度中心一切高级应用及分析的基础。针对加权最小绝对值法（WLAV）状态估计收敛性较差的问题,提出了指数权函数的状态估计新算法（E-LAV）。该方法采用指数权函数代替WLAV的不连续权函数,从而克服了WLAV方法在权函数间断点收敛性能大大降低的缺点。以4节点系统及IEEE-118系统作为算例的计算结果表明,E-LAV算法在拥有与最小二乘法（WLS）近乎类似的迭代速度的同时,却拥有很强的抗差能力。该算法只需在原有最小二乘法的基础上修改权重矩阵即可,因此拥有良好的工程应用前景。     

Power injection modeling and optimal multiplier power flow algorithm for steady-state studies of unified power flow controllers

This paper presents an optimal multiplier based Newton-Raphson power flow algorithm for reliably and efficiently handling power systems with embedded flexible AC transmission systems (FACTS) devices such as unified power flow controllers (UPFCs). A power injection transformation of a two voltage source UPFC model is derived in rectangular form. After detailed analyses of issues in implementation of UPFCs in power flow programmes by various power flow algorithms, the optimal multiplier power flow method for ill-conditioned systems is adopted. The proposed UPFC model and power flow algorithm have been programmed and vigorously tested in a number of systems. The results on the IEEE 30-bus test system and a 306-bus practical system are reported and compared with conventional user defined model type programmes, which clearly illustrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

基于线性内点法及正交变换的抗差参数估计

参数估计目前主要采用加权最小二乘算法.由于包含参数估计,该方法在处理电网坏数据混杂及数值稳定性上都面临着困难.考虑到实际电网中有时会同时出现量测错误及参数错误,提出了使用基于线性内点法及正交变换的加权最小绝对值(WLAV)增广参数估计.基于L1范数的WLAV估计具有良好的抗差特性,用以应对混杂有坏数据、拓扑错误及参数错误的混杂估计.为提高增广参数估计的数值稳定性,将正交变换引入线性内点法修正方程的求解中.对算法的测试结果表明,该方法具有良好的应用前景.     

基于改进转移潮流法的拓扑错误辨识方法

提出了转移潮流法的改进算法,增强了同步辨识拓扑错误和不良数据的能力。改进算法充分利用了转移潮流对拓扑变化的敏感性以及加权最小绝对值状态估计对不良数据的抑制性,通过情形判断将拓扑错误回路和不良数据回路尽可能地区别开来,从而避免了原转移潮流法的缺点,提高了辨识能力。     

A robust WLAV state estimator using transformations

The authors present a robust weighted least absolute value (WLAV) power system state estimator which remains insensitive to bad measurements even when these are associated with leverage points. Leverage points are evenly distributed in the factor space of multiple regression via linear transformations. These transformations represent a change of coordinates in the state space. The transformed system of measurement equations is then used to obtain the WLAV estimator for the system states. The transformation-based WLAV estimator is shown to remain robust in the presence of leverage points     

基于功率注入法的UPFC潮流分析算法研究

基于功率注入法提出了一种舍UPFC的输电系统潮流计算模型,将UPFC引起的附加注入有功和无功功率作为独立的状态变量,避免了由于引入UPFC而引起的振荡或者发散,潮流的收敛速度快。IEEE-9节点系统验证了本算法的有效性。     

基于测量不确定度的电力系统状态估计（三）算法比较

加权最小二乘估计准则在电力系统状态估计中应用广泛,但其结果易受不良测点影响.为解决这一问题,已经提出了加权最小绝对值准则、非二次准则等估计器.应用大量算例,对已有估计准则和文中所提出的以最大测点正常率为目标的状态估计方法进行了对比研究,进一步对残差污染情况进行了讨论.算例表明,在估计结果合理性方面,当测点中不合不良数据时,文中所提出的方法与加权最小二乘估计相当,优于其他方法;当测点中含有不良数据时,文中所提出的方法大幅度优于以往状态估计方法,说明所提出的方法可较好地解决残差污染问题.