基于预估/校正技术的改进奇异值指标

潮流雅可比矩阵最小奇异值可用来评估系统电压稳定裕度.但这种方法受到发电机无功出力越限的影响,给出的结果不够精确.该文致力于改进这一裕度指标,为此提出了利用预估/校正技术的算法来快速找到系统中电压崩溃点之前发电机无功越限信息,并利用这些信息修正潮流雅可比矩阵,使得其阶数不再受到发电机无功越限的影响,从而改进了最小奇异值裕度指标的线性性.给出了一个IEEE-14节点网络算例并得到预期结果.最后给出了结论,即利用预估/校正技术有效地克服了最小奇异值指标的阶跃性,提高了潮流雅可比矩阵最小奇异值作为裕度指标的可靠性.     

基于预估/校正技术的改进奇异值指标

潮流雅可比矩阵最小奇异值可用来评估系统电压稳定裕度。但这种方法受到发电机无功出力越限的影响,给出的结果不够精确。该文致力于改进这一裕度指标,为此提出了利用预估/校正技术的算法来快速找到系统中电压崩溃点之前发电机无功越限信息,并利用这些信息修正潮流雅可比矩阵,使得其阶数不再受到发电机无功越限的影响,从而改进了最小奇异值裕度指标的线性性。给出了一个IEEE-14节点网络算例并得到预期结果。最后给出了结论,即利用预估/校正技术有效地克服了最小奇异值指标的阶跃性,提高了潮流雅可比矩阵最小奇异值作为裕度指标的可靠性。     

利用混合块消去算法的电压稳定负荷裕度灵敏度计算

电力系统中目前多采用潮流雅可比矩阵在鞍结分歧点(saddle-node bifurcation point,SNBP)零特征值对应的左特征向量计算负荷裕度对参数变化的灵敏度,存在零特征值左特征向量和负荷裕度高阶灵敏度不容易计算等难题。与传统方法不同,给出了一种直角坐标中通过递归求解系列线性方程组计算任意阶负荷裕度灵敏度的方法。线性方程组的右端向量通过双线性函数计算,采用W.Govaerts提出的数值向后稳定(backward stable)的混合块消去(mixed block elimination,BEM)算法求解线性方程组。在计算各阶灵敏度时,只需一次潮流雅可比矩阵三角分解。以实际电网为背景研究了网络参数、负荷变化、支路开断等对负荷裕度的影响。计算结果表明,当参数变化范围较大或系统非线性程度较强时,高阶灵敏度的计算精度要远高于1阶灵敏度,且不需要附加太多计算量。     

极限诱导分岔最小负荷裕度计算方法

由于极限诱导分岔点处的潮流雅可比矩阵非奇异,因此电压稳定裕度对参数灵敏度的计算存在困难。对此,采用分岔点处参数灵敏度计算的新方法,只需求解一个左端系数阵为扩展潮流雅可比矩阵的线性方程组,进而提出了包含极限诱导分岔点在内的静态电压稳定最小负荷裕度计算方法。该方法结合负荷增长模式及其波动形式,建立了连续潮流模型和求取最小负荷裕度的优化模型。IEEE 118节点系统的仿真算例验证了所述方法的简单有效性。     

基于ZM综合负荷模型地区电网静态电压稳定分析

提出一种适用于地区电网静态电压稳定分析计算的改进奇异值分解法.该方法在形成雅可比矩阵时,考虑了ZM综合负荷模型的稳态特性对电压稳定的影响,通过对扩展雅可比矩阵进行奇异值分析,得到弱稳定节点和静稳裕度.通过算例仿真验证了该方法的有效性和合理性,算例结果表明考虑动态设备的稳态特性后的分析结果更能反映电网的真实状态,从而有利于电压稳定控制决策.     

不需雅可比左特征向量的负荷裕度灵敏度新算法

电力系统静态电压稳定裕度灵敏度是电压稳定分析与控制的关键技术之一。目前广泛采用的负荷裕度灵敏度计算方法依赖于鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量。鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量需要计算2(n?1)个线性方程。如果控制变量个数较少,计算效率较低。提出了一种不需要鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量的负荷裕度灵敏度计算方法。在灵敏度自适应引导求取负荷裕度的最后一步,利用局部曲线拟合及相关高阶灵敏度技术,对弱节点分析得到了负荷裕度与控制参数的灵敏度。多个IEEE测试系统和湖南电网的数值计算结果表明,所提方法有效且实用。     

增补P′Q节点直接计算电压崩溃点的潮流方法

为实现静态电压稳定边界的快速准确计算,提出一种直接求取电压崩溃点的算法。该算法在负荷节点上以小阻抗增补一个P’Q节点,增补节点的功率极限相当于负荷节点的电压稳定裕度。P’Q节点定义为已知节点有功功率对电压幅值的全导数P’及无功功率Q的节点。由此,可利用崩溃点处有功功率对电压幅值全导数为零的特点形成方程对该点进行直接求解。方法避免了连续潮流(continuous power flow,CPF)的多次潮流计算,在崩溃点附近具有二阶收敛特性。其系数矩阵的求取可复用已得到的雅可比矩阵因子表,能够有效地降低计算量。通过对简单系统进行对比分析证明了算法的有效性,最后给出了算法在IEEE118节点系统中的应用示例。     

电压稳定裕度对参数灵敏度求解的新方法

针对与鞍结分岔相关的电压稳定裕度对参数的灵敏度计算问题，该文提出了一种解线性方程组求灵敏度的新方法。与以往方法不同的是：该方法无需求解鞍结分岔点处潮流雅可比矩阵零特征值对应的左特征向量，而只需求解一个左端系数阵为扩展潮流雅可比矩阵的线性方程组。由于避免了左特征向量的迭代求解，因此该方法简单实用，计算量小，适于在线静态电压稳定分析的使用。另外文中还对另一种普遍存在的分岔形式--限值诱导分岔的特点与灵敏度计算作了探讨。在EPRI 1000母线系统算例下的计算表明，本文方法切实可行并具有较高的精度。     

电压稳定极限点的快速判定及其灵敏度算法

利用负荷裕度最大化的最优潮流计算结果,区分了电压稳定极限点,即鞍结分岔点和极限诱导分岔点,并求出了负荷裕度对控制变量的灵敏度。这种方法在求解极限点时避免了使用连续潮流法,在计算灵敏度时避免了求解潮流雅可比矩阵零特征值对应的左特征向量,节省了时间,适用于在线分析。极限点的计算过程中考虑了有功出力的再调度,充分挖掘了系统的潜在裕度。系统算例验证了所提方法的实用性和灵敏度线性估计的准确性。     

电力系统最近负荷边界的计算方法

确定电力系统最近的负荷边界点对研究系统的静态稳定有着重要的意义。本文以节点电压和支路电流为状态变量的混合电力网络方程为研究基础,建立了代表系统稳定边界的特征方程,明确了在电压静态稳定临界圆上的边界条件。通过几何分析找到负荷点与对应的稳定边界的最近距离方程,建立了最小负荷边界的附加方程形成求解方程组,方程组采用牛顿迭代算法求解,为了避免在负荷边界附近雅可比矩阵奇异,算法采用了对雅可比矩阵中临界点替代的方法进行计算。仿真计算结果表明,该方法是正确的和有效的。     

电力系统电压崩溃临界状态的近似算法

利用潮流方程的多解特性，用一个新的近似变量组成了一个新的Jacobian矩阵，间接地避免 了潮流方程的Jacobian矩阵在临界点奇异而带来的不收敛问题；提出了快速计算电压崩溃临 界状态的近似算法，为计算电压崩溃的临界运行状态及其裕度提供了一种快速计算方法。     

防止交直流联合系统电压崩溃措施的研究

在应用崩溃点法求得交直流联合系统电压崩溃点的基础上,利用左特征向量W和电压崩溃边界曲面Σ之间的关系计算出提高交直流联合系统负荷功率裕度的最优控制方向。在此基础上,研究可提高交直流联合系统负荷功率裕度、防止电压崩溃发生的交流系统措施和直流系统措施。     

基于概率的最近电压崩溃临界点计算

考虑负荷变化的不确定性和相关性,将静态电压稳定分析的直接算法引入到概率环境下,进行最近电压崩溃临界点的分析计算.以一段时间内的系统运行状态作为计算初始条件,负荷增长方式中包含了负荷之间的彼此相关性,计及了更多的负荷变化信息.对临界点的描述不再是传统的确定性表达,而是一定范围内的统计分布.     

电力系统电压崩溃临界状态和快速算法

本文利用潮流方程的二阶非线性特点，从满足电压崩溃临界状态的边界条件出发，再由潮流方程的一对多根解（高电压解ｘ０和低电压解ｘ１）组成的新变量的一些性质，提出了一种快速，简便又满足精度要求的计算临界状态的模型和算法。     

基于当地量的电压稳定指标

利用功率变化量在临界时刻为0的原理,提出并详细推导了一种电压稳定指标。该指标首次明确区分2种引起电压不稳定的因素：有功功率负荷过重与无功功率缺乏。算例的仿真验证表明该指标可以明确地给出电压不稳定的信息,可以为电压稳定监视或者电压稳定控制提供准确的参考依据,具有一定意义。     

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.     

基于负荷模糊聚类的电压稳定概率评估

在对研究时段内多个负荷水平进行模糊C均值聚类的基础上,采用多维正态分布抽样技术,提出了一种同时计及节点负荷相关性和负荷预测不确定性的电压稳定概率评估方法。通过对负荷样本多次抽样后进行连续潮流计算及模态分析,可以获得系统功率极值、母线与支路参与因子的统计信息,以及系统在给定负荷水平下电压失稳的概率,从概率角度指出具有潜在电压稳定问题的区域,实现对系统电压稳定性的概率评估。通过对IEEE57节点系统进行分析计算,验证了算法的可行性和有效性,并就模糊聚类数、负荷预测不确定性和节点负荷相关性对电压稳定评估结果的影响进行了比较和分析。     

Direct calculation of voltage-stability limit of electric power systems

On-line monitoring of voltage-stability conditions is a new requirement for the energy management systems of the electric power industry. Preferred by the utility engineers and dispatchers is an index which represents explicitly the margins to a voltage-stability limit (collapse point) expressed in a physical unit ordinarily used. For example, such indices are the system load and voltage-voltage-stability-margins (SVVSM) between the present operating point and a voltage collapse point. However, long computer time is required to calculate accurately the voltage collapse point by the conventional method because many multiple load-flow solutions are required. This paper presents a new algorithm to calculate directly, exactly, and rapidly the voltage-stability limit. The algorithm uses the load-flow equations and the explicit expressions of the voltage collapse root conditions are expressed as dR/dV = 0, where R is active or reactive power node injection, and modifying the conventional N-R load-flow program, and is not affected numerically by singular Jacobians. The proposed algorithm is verified through calculating the voltage stability limit of a 176-node power system.     

基于风险的低压切负荷量的确定方法

针对低压减载方案中切负荷量的问题,利用马尔可夫方法,计算出低压减载方案各种动作情况的概率。在此基础上,结合电压崩溃的风险理论,以在预想事故下所切负荷量为变量,构造方案引入所带来的电压崩溃风险的函数,再以该风险量最小为标准,确定切除负荷量的多少。与传统方法不同,该方法综合分析了各种意外事件、考虑了低压减载方案本身的可靠性。计算处理的信息更丰富,结果更准确。IEEE 14节点的算例表明了该方法计算的有效性。该方案为低压减载方案的设计提供了参考。     

考虑负荷静特性的基于奇异值分解法静态电压稳定分析

随着电网规模的不断扩大,电压崩溃事故的频发,电力系统电压稳定性问题已经受到越来越多的关注,逐渐成为电力界的一个研究热点。电压稳定又称负荷稳定,负荷特性是电压稳定研究的关键问题。在总结前人研究成果的基础上,就奇异值分解法应用于考虑负荷静特性的电力系统进行静态电压稳定分析做了一些探索性工作。首先概述了电压稳定问题研究的历史和现状,阐述了电压失稳的机理并对各种静态以及动态电压稳定分析方法进行了介绍。接着介绍了奇异值分解法。奇异值分解法的数学理论严谨,判别指标准确、简洁、实用。在奇异值分解法的基础上。运用电压稳定指标在IEEE14节点和IEEE39节点标准系统中进行了仿真验证,对各个指标进行了物理意义分析,证实了方法的正确性。对系统采用了不同的负荷模型进行电压稳定分析,得出了关于考虑了负荷模型的实际系统分析的有用结论。最后,基于奇异值分解法得出的结论,提出了预防电压失稳、防止电压崩溃、提高系统电压稳定性的控制措施。