计及风-光-荷相关性的概率-区间约束潮流模型与算法

提出一种考虑风-光-荷随机性和相关性的概率-区间混合不确定约束潮流模型,并采用基于仿射空间变换的蒙特卡罗法加以求解。首先,基于不确定变量历史统计数据是否充裕2种情形,分别采用概率变量和区间变量描述其随机变化特征;然后,利用Box-Cox正态变换和区间变换对服从不同分布的随机变量进行标准化处理,同时将样本相关系数推广至含概率和区间2种随机变量的不确定分析当中,建立多元（概率-区间）随机变量的样本相关系数矩阵;基于该矩阵,通过Cholesky分解建立仿射空间坐标系,将具有相关性的概率和区间变量映射为仿射随机空间内线性无关的独立变量;最后,由蒙特卡罗模拟法获得系统待求变量的概率和区间分布。IEEE-57和118节点系统的计算结果表明,概率-区间约束潮流模型能定量分析不确定性和相关性对电力系统潮流的影响,有效实现了概率潮流和区间潮流的联合统一,对于指导系统规划运行具有一定的参考意义。     

考虑风-光-储不确定性的新型电力系统概率潮流计算

随着我国“双碳”目标的提出,具有可再生性、环保性和经济性等优点的分布式电源大规模的接入交流配电网以实现电力系统的绿色低碳转型。以风电、光伏为代表的可再生能源出力具有极强的不确定性,同时储能电站的出力呈现出的随机性与波动性给配电网带来了极大的不确定性,对电力系统的稳定运行提出了挑战。因此文章提出了计及风-光-储不确定性的半不变量概率潮流算法,首先采用最优带宽核密度估计法建立储能电站输出功率概率模型,同时建立风光电站的概率分布模型。其次,通过去随机化Halton序列对变量进行采样,计算输入变量及输出变量等状态变量的半不变量。最后在改造后的IEEE-33节点测试系统上与蒙特卡洛模拟法进行仿真对比。研究表明,文章在具有不确定性的新型电力系统中用所提方法计算并分析潮流高效、稳定。     

基于潮流灵敏度的IST安装位置选择

新型“SEN Transfomer”(IST)是一种由三相双绕组变压器和有载调压开关组成的电磁式统一潮流控制器,较ST具有更灵活的潮流调控能力与更大的潮流调控范围。文中详细介绍了IST的拓扑结构及基本工作原理,推导了IST的功率注入模型。引入线路有功潮流性能指数,根据IST基本选址原则及计算得到的潮流灵敏度系数,以提高系统有功潮流调节能力为目的,对IST的安装位置进行了选择。在IEEE 14节点系统中对所提出的方法进行了验证,结果表明在该方法计算得到的支路上安装IST后,系统的有功潮流分布得到了明显的改善。     

基于统一潮流模型的电—气耦合综合能源系统静态灵敏度分析

针对典型的电—气耦合综合能源系统,提出一种基于统一潮流模型的静态灵敏度分析方法,用于分析电力与燃气供能系统间的交互作用机理。首先,给出电—气耦合综合能源系统的统一潮流模型。然后,在此基础上,定义电—气耦合综合能源系统的燃气压力—节点注入功率灵敏度矩阵。最后,结合典型场景下的综合能源系统灵敏度指标,分析电网节点注入功率对燃气压力的影响,定位综合能源系统的薄弱环节。算例表明,所提方法可为区域综合能源系统的安全稳定运行提供辅助信息,有效提升了系统的安全性。     

基于区间算法的配电网三相潮流计算模型

建立了负荷、并联电容器组和热电联产机组的三相区间模型，不但考虑了配电系统的三相不平衡情况，而且计及了运行中的不确定性因素，还建立了线路和变压器的详细三相模型，其中变压器模型能够处理变压器的大多数联结型式。建立的配电系统各元件的三相区间模型或三相模型与目前大多采用的单相模型和点模型相比，具有表达详尽、繁简适度及切合实际的特点，其中区间模型比点模型更切合实际而又繁杂，三相模型比单相模型更能详尽地表达系统的实际情况。该模型的建立为配电系统三相区间分析算法的实现奠定了基础。     

计及频率的电力系统概率潮流计算

“双碳”背景下规模化新能源接入电网给其带来诸多不确定因素,为准确得到电网变量的概率分布信息,提出了一种计及频率的电力系统概率潮流计算方法。首先,分别建立考虑频率特性的常规发电机、负荷和新能源功率模型。其次,针对系统出力不确定性,分别采用有边界的正态分布和高斯混合模型拟合负荷及风电功率曲线。接着,针对不确定性提出了基于半不变量法的电网概率潮流计算模型,通过该模型可以计算得到频率、电压等输出变量的各阶半不变量,进而得到准确的概率分布信息。最后,在IEEE-57节点系统中验证了所提方法的有效性。     

考虑风电场模型的仿射区间潮流计算

为了获得风电场并网后潮流变量的精确变化范围,为运行调度部门制订应对方案提供依据,提出了考虑风电场模型的区间潮流模型,采用区间形式来表示风电场有功功率变化范围,并在模型中考虑了3种控制模式来模拟风电场的有功和无功控制。为求解该模型,提出了考虑风电场模型的仿射区间潮流算法。该算法基于仿射算术,构造优化模型以压缩区间的仿射形式,并在仿射运算过程中考虑了有功和无功的关联控制模型,以获取风电并网后潮流变量的区间。IEEE 30节点和IEEE 118节点系统的测试结果表明:考虑风电场模型的仿射算法能有效求解含风电场的区间潮流模型,其获得的潮流区间结果比蒙特卡洛模拟的结果更保守,更有利于保证电力系统安全性;所提仿射算法具有较高的计算效率,并且能求解含多个风电场的大节点系统。     

电-热综合能源系统概率潮流计算

电-热综合能源系统中风电及负荷的随机性给系统的安全运行带来了巨大的挑战。为准确获得输出变量的概率特性,提出了一种基于半不变量法的电-热综合能源系统概率潮流计算方法。首先,采用截断通用分布模型和有界正态分布分别拟合风电出力和负荷的随机波动曲线。其次,针对电-热综合能源系统中的随机性问题,提出广义半不变量法用以求解输出变量的概率特性。最后,在巴厘岛电-热综合能源系统中验证了所提方法的有效性和快速性。     

基于区间和仿射运算的不确定潮流算法

大规模的风电接入电网,使得电网注入功率变得不确定,对调度规划提出了挑战。潮流计算是调度分析的基础,而传统的潮流计算很难得到不确定功率潮流的解。文中提出了以仿射和区间运算为基础的不确定性潮流的计算方法,可以得到不确定潮流解的上下界。为了克服区间运算过于保守的缺点,在采用Krawczyk-Moore算子求解潮流时,对于区间的乘除法引入了仿射运算,有效地缩小了潮流解的范围。IEEE 9节点和IEEE 57节点的算例验证了该算法的有效性。     

基于统一潮流建模及灵敏度分析的电-气网络相互作用机理

随着燃气轮机和电转气技术的发展,电网和天然气网的耦合程度不断加深,两者之间的相互影响受到了密切关注。从潮流算法与灵敏度分析两方面针对现有电-气网耦合机理研究的不足进行改进。首先,建立了电网-天然气网统一潮流模型,并采用变量压缩的方法简化了方程维数,基于管存模型考虑了天然气传输的慢时间尺度特性。同时,为避免传统牛顿法应用于天然气网潮流求解对状态初值选择的敏感性,提出采用牛顿下山法对统一潮流模型进行求解。其次,基于灵敏度分析并以电-气耦合节点气压-注入功率灵敏度为关键表征量,提出用于电网-天然气网耦合作用机理分析的综合灵敏度指标,以期为2个网络联合运行提供决策帮助。算例分析验证了所提算法的有效性,综合对比探究了燃气轮机和电转气耦合环节下电网-天然气网的相互作用特性,并验证了天然气网的管道存储特性在应对系统扰动时的积极作用。     

基于Sobol’法的孤岛微电网潮流全局灵敏度分析

随着可再生能源发电在微电网中的渗透率不断提高,微电网运行的不确定性显著增加,有必要准确评估输入变量对微电网状态的影响,以提高系统的运行控制水平。计及孤岛微电网中分布式电源和负荷的不确定性,基于有功—频率/无功—电压的下垂控制策略,构建了综合控制下的孤岛微电网概率潮流计算模型,并采用具有鲁棒性的自适应LM(Levenberg-Marquardt)算法进行求解。在此基础上,针对系统状态的不确定性,基于Sobol’全局灵敏度理论,建立了一种考虑源荷不确定性的孤岛微电网概率潮流灵敏度分析法,用于辨识影响系统状态的关键因素。通过对有多台分布式电源接入的33节点孤岛交流微电网系统进行仿真,获得了各输入变量的一阶灵敏度和总灵敏度,分析了输入变量对系统状态的影响,验证了所提方法的有效性。     

利用等相角线的电网潮流转移分析与潮流控制

为提升大电网运行水平,加强调度员对电网结构的认知,提出了利用等相角线的潮流转移分析和潮流控制方法。该方法利用直流潮流的基本观点,依据相角线的高低对大电网进行送受端划分,并将复杂的电网结构简化为上下级通道关系,通过分析得出等相角线的一般性结论:处于相近的等相角线上的传输通道之间的转移较大,低位相角线区域(下级电网)对高位相角线区域(上级电网)可进行事故支援。华东区域某省级电网重载断面算例表明:等相角线的一般性结论在大电网中适用性较强,对于分析故障后潮流转移,采取合理的控制措施提供了依据,提高了调度员编制事故预案和进行事故处理的能力。     

基于直流潮流灵敏度的断面潮流定向控制

给出一种基于直流潮流灵敏度的断面潮流定向控制新方法.首先利用直流潮流获得断面支路对应的发电机输出功率转移分布因子(GSDF)矩阵;进而根据断面潮流定向控制需要,利用断面的GSDF矩阵,通过非线性优化确定断面潮流调控方案.该方法不仅可实现对断面总潮流的准确控制,并可兼顾各支路潮流不同变动目标的定向要求.New England 39节点、IEEE 118节点等系统验证结果表明,该方法可对断面潮流进行较精确的定向控制,工程应用前景良好.     

利用凝聚函数代理非线性不等式约束的内点优化潮流算法

为加快电力系统优化潮流(optimal power flow,OPF)问题的求解,提出了利用凝聚函数法代理非线性不等式约束的优化潮流算法。鉴于优化潮流的数学模型中包括了大量的非线性不等式约束条件,尤其在计算大规模电力系统优化潮流时,对非线性不等式约束条件的处理耗费了大量的计算时间。文中将多个非线性不等式约束用一个凝聚函数代替,极大地减少了大规模电力系统优化潮流计算矩阵的维数,然后利用内点法进行求解。对IEEE大规模测试系统进行仿真,结果表明该混合算法具有收敛速度快、迭代迅速的优点。     

A New Distribution System Reconfiguration Approach Using Optimum Power Flow and Sensitivity Analysis for Loss Reduction

This paper presents a new approach for distribution system reconfiguration (DSR) based on optimum power flow (OPF) in which the branch statuses (open/close) are represented by continuous functions. In the proposed approach, all branches are initially considered closed, and from the OPF results, a heuristic technique is used to determine the next loop to be broken by opening one switch. Then the list of switches that are candidates to be opened is updated, and the above process is repeated until all loops are broken, making the distribution system radial. This paper includes results and comparisons on test systems utilized in three classical papers published in the technical literature, as well as in a previous paper by the authors. Results obtained on a real large-scale distribution system are also presented     

基于扩展潮流模型的电力系统电压稳定分析

提出一种追踪系统PV曲线并判断其电压崩溃类型的改进算法。它采用扩展潮流模型，应用连续潮流方法。给出新的发电机电流极限约束的直接处理算法，解决了计及发电机电流约束时，潮流难于收敛和不易精确求出电压崩溃点的问题；对不易精确求得的极限诱导分岔点，通过在连续潮流法的校正步骤中将关键的极限约束方程作为附加方程来快速而精确地求解。New-England 39节点系统和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的有效性和合理性。     

基于连续潮流法分析UPFC对电力系统潮流的控制

统一潮流控制器（UPFC）作为一种典型的FACTS装置,综合了FACTS元件的多种灵活控制手段。采用基于功率注入法的统一潮流控制器（UPFC）稳态模型,结合连续潮流法分析了UPFC在电力系统中的潮流控制特性。最后算例表明,UPFC可以控制线路的潮流分布,有效地提高电力系统的稳定性。     

一种超大容量双电层电容器中小功率模型及其参数识别方法

回顾了超大容量双电层电容器的等效电路模型,给出了它在中小功率应用场合下的超大容量双电层电容器模型,并提出一种新的模型参数识别方法.文中采用这种识别方法对超大容量双电层电容器进行了实验,并根据获得的模型参数进行了仿真,仿真与实验结果的对比分析表明,该模型能够准确的反映出超大容量双电层电容器在中小功率应用场合下的特性.     

采用改进联合正态变换法的随机潮流计算

为了对随机潮流计算时电力系统中的相关性因素进行建模,提出了一种改进的联合正态变换(JNT)法。首先,介绍了传统JNT法的基本步骤,分析了JNT法建模时能够保持相关性结构不变的原因。然后,介于核心部分在于将正交变换引入到传统JNT法中,根据JNT法以正态分布为基础这一特性,提出了一种改进JNT法以提高采样效率,并将该采样法与蒙特卡洛法相结合计算系统随机潮流。最后,利用IEEE 30节点网络设计了算例,分别验证了所提出的改进JNT法和随机潮流算法的可行性。     

基于支路复功率理论的阻塞成本分摊算法

阻塞成本分摊是电力市场运营管理的重要内容之一,基于"谁引起、谁负责"的分摊原则,提出了一种基于支路复功率理论的阻塞成本分摊算法,并建立起支路潮流与电源、负荷之间的量值关系,实现了根据市场参与者的定量阻塞责任大小对阻塞成本进行分摊.该算法满足电路定理,无需任何假设或近似,也无需构造无损网络,具有很好的物理特性,适用于混合交易模式共存的电力市场.最后用IEEE-9节点算例对该算法进行了验证,仿真结果验证了该方法的正确性与有效性.