采用混合高斯模型及边缘变换技术的蒙特卡洛随机潮流方法

提出一种计及输入变量相关性的改进蒙特卡洛随机潮流方法。该方法针对系统输入变量多样性和随机性的特点,建立其混合高斯模型并根据测量数据进行参数估计。在蒙特卡洛仿真基础上,引入均匀设计抽样技术提高采样效率,并通过边缘变换和Cholesky分解产生具有相关性的输入变量样本。采用多重线性化手段在加快计算速度的同时减小潮流方程线性化引起的截断误差。对IEEE 30和IEEE 118节点系统的测试分析,验证了所提方法的准确性、快速性和有效性。     

含大规模风电场的电力系统线性化最优潮流计算

考虑随机因素的最优潮流(optimal power flow,OPF)计算属于非线性计算,随着系统规模增大,计算难度大大增加,计算效率低,难以满足电力系统在线计算分析要求。针对含大规模风电场的电力系统,首先利用近似简化方法对传统考虑风电不确定性的最优潮流模型进行线性化处理,同时利用拉丁超立方采样进行风电场景生成,基于场景削减技术获得概率测度较大的少数风电场景;然后建立一种新的考虑风电不确定性的线性化最优潮流模型;最后利用简化内点法进行求解。IEEE 300节点、Polish 2 736节点系统的计算结果表明,考虑风电不确定性的线性化最优潮流精度高、计算时间短、适用性强。     

不同级数展开的半不变量法概率潮流计算比较分析

半不变量法概率潮流能快速求出系统状态变量的分布。该方法在系统基准运行点进行线性化,波动性强的风电和光伏发电的大规模并网会增强系统功率的波动强度,而且不同级数展开适用于不同的变量分布类型。以含风电／光伏发电的电力系统为分析对象,以蒙特卡罗法计算结果为参考值,以输出随机变量累积分布的方差和的根均值为评价指标,比较分析了各种输入随机变量和不同级数展开下半不变量法概率潮流计算结果的准确性,并阐述了其误差产生机理。     

计及综合负荷模型的配电网线性潮流计算方法

在配电网大量的非线性优化问题中,线性化潮流算法有助于降低其非线性度和获得全局最优解。基于线性化潮流计算方法,对电压静态特性的综合负荷模型作出线性化处理,推导了一种考虑综合负荷模型的线性化潮流计算方法,采用多个算例,通过对不同负荷比例、过负荷、不同阻抗比的测试,验证了所提方法的有效性。     

基于拉丁超立方采样技术的半不变量法随机潮流计算

新能源发电的兴起加剧了电力系统运行中的不确定性和关联性,传统潮流计算方法无法适应新环境下电网分析和评估的要求。提出一种可考虑输入变量相关性的基于拉丁超立方采样技术的半不变量法随机潮流计算方法。该算法综合了模拟法精度高、适用性广和半不变量法计算速度快的优点,采用分段线性化潮流模型减小截断误差,并通过Cholesky分解解决了半不变量法只能处理独立变量的难题。对IEEE 30和IEEE 118节点系统的测试验证了所提方法的准确性、快速性和实用性。     

热启动环境下含统一潮流控制器的线性化最优潮流模型

统一潮流控制器能够快速、灵活地改变线路的电气量,从而改善电力系统的稳定性、可靠性和经济性,但是该装置的引入给电力系统潮流计算和优化调度分析增加了难度。直流最优潮流模型的提出,简化了大系统分析的复杂性,因其计算速度快而具有较好的实时性,但计算结果精度低,且缺失节点电压幅值和线路无功功率2个重要电气量。为此,建立了一种新型的线性化最优潮流模型,并提出了线性化的统一潮流控制器嵌入式稳态模型,然后在热启动环境下使用简化原-对偶内点法对含统一潮流控制器的线性化最优潮流模型进行求解。对江苏南京78节点等值系统的实际数据进行测试,结果表明所建模型保留了线性化模型的高效性,计算结果具有较高的精度,且能够求解出比直流最优潮流模型更加完备的潮流信息。     

电力系统线性化模型研究综述与改进

电力系统潮流和最优潮流是典型的非线性计算,需要处理复杂的非线性方程,因此计算量大,求解效率低,且在大电网运行分析领域易出现不收敛情况。线性化模型可以解决上述问题,直流模型是目前应用最广泛的线性化模型,计算速度快,但是计算精度相对较低。基于此,以热启动和冷启动环境为基准,首先对目前比较典型的5种线性化模型进行综述,然后提出一种可以求解更完备潮流信息的线路解耦等值线性化模型。文章首先对5种线性化模型分别进行潮流计算和最优潮流计算,并分别与交流模型计算结果进行对比,从理论和仿真2个角度探讨了各线性化模型的优缺点以及适用场景,验证了所提模型在潮流计算以及最优潮流计算中均具有较高的计算精度,求解效率高,且能够计算更完备的潮流信息,综合表现强于其他线性化模型。     

考虑大规模风电并网的电力系统随机潮流

提出一种考虑大规模风电并网的电力系统随机潮流算法。该方法针对大规模风电注入功率波动性强的特点,在当前结合半不变量和级数展开的随机潮流计算方法基础上,采用分段线性化手段减小潮流方程线性化误差,提高系统状态量的半不变量求解精度;引入C型Gram-Charlier级数,避免在含大规模风电的系统中采用A型Gram-Charlier级数逼近系统状态量概率密度函数会出现负值的问题。为求分段线性化后系统状态量的半不变量,根据半不变量的定义,推导得出了分段线性函数因变量的半不变量与自变量分布之间的定量关系,此关系可方便地考虑风场有功、无功注入相关性。对IEEE 30节点系统的测试表明:所提算法与蒙特卡罗法计算结果是一致的,而计算速度则要快得多;与当前半不变量法相比,结果计算精度得到了较大提高。该算法可快速、准确地求解含大规模风电并网的电力系统随机潮流,具有较好的实际应用价值。     

配电网线性潮流模型通式及误差分析

线性化潮流模型可降低潮流模型的求解难度,是提高配电网分析计算效率的有效手段。近年来,国内外学者提出了众多适用于配电网的线性化潮流模型。该文在总结现有配电网线性化潮流模型的基础上,提出配电网线性化潮流通式。然后,以节点注入功率方程为原始潮流方程,电压幅值的幂函数(v^k)及节点相角差(θ_ij)为独立变量,推导计及/不计及ZIP负荷模型的2种配电网线性化潮流模型,并对其进行误差分析。进一步根据历史数据,选取最优独立变量。最后,采用IEEE33和PG&E69节点系统进行仿真,对不同线性化潮流模型进行测试与比较,验证所选最优独立变量的有效性和鲁棒性。     

基于半不变量及最大熵的概率谐波潮流算法

针对电力系统中谐波分布的不确定性,提出了一种结合半不变量、线性化谐波潮流方程以及最大熵模型的概率谐波潮流算法。首先,根据谐波电流的样本获取高阶矩和半不变量等数字特征,根据电网基础数据构建谐波潮流方程并在基准运行点处线性化,计算谐波电压数字特征,进而建立最大熵模型拟合其概率分布。所提方法具有计算量小、编程简单、结果客观准确等优点。最后,使用所提方法在4节点系统上与卷积法比较,以及在IEEE 57节点系统上与蒙特卡洛法比较,均验证了该方法的有效性。     

计及非线性的解析式电压概率评估方法

概率潮流是评估负荷随机性对电力系统潮流影响的有效方法之一。基于线性化潮流方程的解析式概率潮流算法不能计及非线性,因此将其直接应用于计算节点电压概率分布等非线性较强的场合存在精度较低的缺点。针对该问题,本文提出了一种可计及非线性的解析式概率潮流方法。首先采用二次型函数来刻画节点电压与节点注入功率之间的非线性关系,然后分别利用特征值理论及乔里斯基分解消除节点注入功率之间的交叉相乘项和相关性,最后得到了节点电压分布函数的表达式。在IEEE标准测试系统中进行的数值仿真计算表明,该方法比传统线性化方法更加精确,同时比蒙特卡洛仿真更加节约计算时间。     

一种含牵引负荷的概率潮流计算方法

含牵引负荷的概率潮流算法一般是将概率统计方法与确定性潮流计算方法相结合,但常见的确定性潮流算法如快速解耦法和牛顿-拉普逊法,在计算过程中存在不收敛、计算精度偏低的问题。为此提出一种含牵引负荷的概率潮流计算方法,采用Copula函数来描述输入变量的相关性,通过拉丁超立方函数对输入变量进行抽样,将深度神经网络法用于确定性潮流的计算。最后在改进的IEEE 30节点系统中验证了所提算法的适用性。     

基于电压源换流器的多端柔性直流输电系统拟交流最优潮流

为便于求解含多端柔性直流输电系统的最优潮流,提出一种拟交流最优潮流计算方法。通过分析电压源换流器的工作原理,建立了计及换流站有功损耗的交流电源型等值电路。针对系统直流网络部分设定约束条件,将其等效为特殊的交流网络。为降低计算复杂度,对换流站的能量耦合方程进行了线性化处理。基于此,含多端柔性直流系统可视为纯交流系统并进行潮流计算。考虑到交流系统最优潮流问题具有非凸特性,将其最优潮流模型松弛为半定规划模型。实验结果表明,所述方法能够有效求解多端柔性直流系统最优潮流问题。     

含统一潮流控制器的拟线性化动态最优潮流

统一潮流控制器(UPFC)具有强大的潮流控制能力,但是目前工程中的控制策略仅停留在控制站层面;含UPFC的动态最优潮流计算可以有效提高电网的安全性和经济性,但是其计算效率低、收敛性差,难以满足电网实时性要求。基于此,通过解耦、代换、热启动和迭代更新4个步骤,提出对初值不敏感的线性化动态最优潮流模型,并研究拟线性化的UPFC模型,最终建立含UPFC的拟线性化动态最优潮流模型。基于等值原理,从地区电网数据中提取南京西环网117节点等值系统,采用简化原对偶内点法对其进行求解测试,算例结果表明所建模型具有较高的计算效率和计算精度。     

基于多运行方式的电力系统故障计算

以节点注入功率和PV节点电压运行曲线构成系统的多运行方式,依据随机变量数字特征的基本性质,推导了故障电压、电流的均值计算公式和协方差的线性化算式。根据线性化概率潮流和完整二阶概率潮流的计算结果,以三相短路故障为例,在1个8机系统的算列上完成了计算分析。     

两种配电网线性潮流计算方法及其比较

配电网络重构和无功优化等场合涉及大量的潮流计算,而现有配电网潮流计算方法大多采用迭代法,其迭代过程消耗大量的时间,增加了计算负担。为提高潮流计算的效率,在定量分析配电网简化条件的基础上,采用2种简化方法对ZIP负荷模型进行线性化,提出了基于2种线性负荷模型的线性单相潮流计算方法(linear single-phase power flow method,LSPF)和线性三相潮流计算方法(linear three-phase power flow method,LTPF)。采用多个三相平衡和三相不平衡测试系统,分别对2种线性单相潮流计算方法和线性三相潮流计算方法的计算性能进行了测试与比较。     

基于半不变量法的电力系统随机潮流

传统的解析法随机潮流(Probabilistic Load Flow,PLF)都基于常规潮流计算的结果进行分析,且只使用了一种Gram-Charlier级数拟合概率密度函数,为此提出了一种基于多点线性化并考虑阈值分析的电力系统随机潮流计算方法,且综合使用了两种Gram-Charlier级数拟合概率密度函数。分析了多点线性化的方法,推导了随机潮流阈值的计算方法。所用算例为IEEE-RTS 24节点数据,算例结果表明:混合使用A型与C型Gram-Charlier级数拟合概率密度函数要优于只用一种Gram-Charlier级数;考虑阈值分析的多点线性化的随机潮流比常规随机潮流更加精确。     

计及频率特性的高比例可再生能源电力系统概率潮流分析

在当前国家大力实施清洁能源战略的背景下,为提高电力系统概率潮流分析的准确性,设计了一种计及频率特性的高比例可再生能源电力系统概率潮流分析方法。首先建立交流潮流模型,将影响因素记作输入随机变量,得到系统潮流的随机变量线性组合形式;在此基础上,对输入随机变量进行相关性处理;最后,考虑系统频率偏差,对发电机出力进行迭代计算,实现概率潮流的实时计算。应用上述方法对IEEE 14节点算例进行概率潮流仿真计算,结果表明该方法在准确性方面具有明显优势,具有实际应用意义。     

基于改进Chord法的电力系统连续潮流计算新方法

连续潮流计算是电力系统研究静态电压稳定和传输能力应用的重要工具,但临界点处的奇异性制约了连续潮流计算的应用和发展。因此,解决好临界点病态问题是更好应用连续潮流的关键。应用改进Chord法处理连续潮流问题中临界点处的计算,能够快速计算该点处的解,收敛速度快,达到二阶收敛。不用扩展原雅可比矩阵,因此不需要担心原系统中的非奇异点变为系统扩展雅可比矩阵的奇异点问题,使计算过程更为简单。应用线性化方法预测连续潮流计算方向,整个计算过程简洁方便。在计算及分析中与扩展潮流计算方法进行比较,体现了所提Chord法简洁、高效的优点。不同工况下,IEEE39和IEEE57节点系统仿真算例结果表明,所提模型和方法能够快速有效地计算连续潮流和临界点处的奇异解,有着很好的精确性和鲁棒性。     

考虑线路故障的随机潮流

该文给出了一种考虑线路随机故障的随机潮流算法。文中将线路随机故障等效为线路端节点注入功率的扰动，将负荷波动和发电机故障都当作节点注入功率的变化，以线性化的潮流方程计算它们引起节点电压和支路功率的变化量。为减小线性化引起的误差，对系统影响较大的离散扰动以确定性潮流计算系统状态的变化。在求节点电压和支路功率分布的各阶半不变量时对连续正态分布和离散分布2部分分别计算。用Von Mises提出的方法由各阶矩求离散分布，与正态分布卷积后获得电压和支路功率的分布函数。对RTS24节点系统的算例分析了线路故障对随机潮流结果的影响。测试表明，文中的随机潮流算法和蒙特卡罗法计算结果是一致的，计算速度则要快得多。对某实际系统的测试则给出了随机潮流应用的可能性。