电力系统电压稳定优化控制研究

本选择用潮流雅可比矩阵最小奇异值作为静态电压稳定裕度指标，从提高电力系统电压稳定性，改善电压水平和减少网损出发，建立一个多目标优化数学模型。提出神经网络的混合遗传算法，并给出了实际计算结果，验证了本的正确性。     

电力系统电压稳定分析方法综述

详细研究了电压稳定的定义及分类,介绍了静态电压稳定和动态电压稳定分析方法。静态电压稳定分析法包括奇异值分解法、灵敏度法、连续潮流法、崩溃点法;动态电压稳定分析法包括小扰动分析法、时域仿真法、能量函数法和分岔理论。对电压稳定分析方法进行了综合分析和评价,总结了各类分析方法的特点并展望了未来发展方向。     

基于二分法确定电压稳定薄弱点无功补偿容量的新方法

为避免电压崩溃事故的发生,本文基于潮流方程的雅克比矩阵的最小奇异值分析,将最小奇异值及其对应的右奇异向量用于电压稳定薄弱节点的分析及无功补偿点的确定。通过二分法逐步逼近电压稳定薄弱节点的最佳补偿容量,对每次补偿后的右奇异向量中的最大元素确定新的电压稳定最弱节点进行无功补偿,经过反复排序及相应的无功补偿,提高节点电压的稳定性和系统的负荷裕度。同时,以New England 39节点系统发生N-1故障为例进行分析,分析结果表明,通过对电压稳定薄弱节点29,28,26,27的4次无功补偿后,电压幅值由原来的0.938 9,0.976 1,0.997 9,0.999 6提高到0.989 7,1.028 3,1.037 1,1.029 9,系统的负荷裕度由原来的4%提高到10%,达到了系统的负荷裕度要求,提高了节点电压的稳定性,验证了该方法的可行性和准确性。该方法直接简单,易于实现,避免了无功分配及优化等复杂计算。     

基于改进戴维南等值方法的电压稳定裕度研究

为了更好的应用电力系统同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)测量数据评估系统的电压稳定性,本文提出利用戴维南等值参数求取电压稳定裕度的改进方法。加入初值优选环节,全面考虑戴维南等值参数和节点电压电流不断变化的关系,把每一时刻求出的戴维南等值参数作为下一时刻的计算初值,逐步迭代求解。基于单个电压稳定裕度指标估算的局限性,根据系统本身的特性,求出了阻抗模裕度指标和角度裕度指标的加权平均值表征电压稳定裕度。通过对IEEE39节点系统的仿真分析,证明了其准确性和有效性。该研究能准确的反应系统的电压稳定性,提高表征的精度和准确性,具有一定的实际应用价值。     

基于电压稳定裕度的无功优化规划

根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案,选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数,同时考虑满足电压水平和电压稳定性2个约束条件来探讨无功优化规划的问题.电压稳定性约束采用电压稳定裕度灵敏度分析,从而避免了优化计算过程中变量和等式、不等式约束的大幅增加;优化过程中应用连续潮流法求得电压临界点和稳定裕度灵敏度,确定无功补偿地点;应用内点法求解无功优化模型,确定无功补偿容量.系统数值仿真表明：该方法简洁、实用、有效.     

确定电网电压薄弱区域分析方法研究

在分析电力系统电压稳定机理的基础上,提出了一种应用有功裕度指标、灵敏度指标、电压裕度指标及全网N-1电压扫描综合查找电网电压薄弱区域的方法.应用北京电网夏季高峰数据文件进行算例分析,所得结果与该电网实际运行情况相符.该方法具有系统性、简便易用的特点,具有很好的工程实用参考价值.     

计及风光出力相关性的静态电压稳定概率分析

基于Copula函数和非参数核密度估计,建立计及风光出力相关性的离散联合概率分布,针对不同状态进行连续潮流计算,得到节点电压、系统负荷裕度和临界电压的离散概率分布,采用半不变量和Gram-Charlier级数拟合负荷裕度和临界电压的分布曲线。以风电场和光伏电站接入IEEE14系统为例对本文方法进行验证,与蒙特卡洛模拟法和随机响应面法进行比较,结果证明所提方法的正确性和精度,并对风光不同相关性进行仿真分析。最后以节点电压方差、临界电压和负荷裕度均值为指标对系统电压稳定进行分析,对系统薄弱节点进行无功补偿以提高电压稳定性。     

采用极限梯度提升算法的电力系统电压稳定裕度预测

将极限梯度提升树（XGBoost）算法应用于电力系统电压稳定评估问题. 根据电压稳定问题特点,提出能够反映电力系统运行状态的特征集;把电压稳定裕度绝对值作为映射目标,并介绍生成样本集的方法. 在介绍XGBoost算法基本原理的基础上,研究该算法的技术细节. 在IEEE-39节点系统上进行验证,结果表明,XGBoost算法在R方值和平均绝对百分误差2项回归指标上均优于其他几类机器学习算法,且模型的计算速度最快,可以满足在线应用要求. 同时,XGBoost算法具有良好的数值错误和数值缺失容错性,并可以针对预测偏差较大的样本进行数据补充,实现模型的更新,使得模型表现趋于稳定.     

采用极限梯度提升算法的电力系统电压稳定裕度预测

将极限梯度提升树（XGBoost）算法应用于电力系统电压稳定评估问题.根据电压稳定问题特点,提出能够反映电力系统运行状态的特征集;把电压稳定裕度绝对值作为映射目标,并介绍生成样本集的方法.在介绍XGBoost算法基本原理的基础上,研究该算法的技术细节.在IEEE-39节点系统上进行验证,结果表明,XGBoost算法在R方值和平均绝对百分误差2项回归指标上均优于其他几类机器学习算法,且模型的计算速度最快,可以满足在线应用要求.同时,XGBoost算法具有良好的数值错误和数值缺失容错性,并可以针对预测偏差较大的样本进行数据补充,实现模型的更新,使得模型表现趋于稳定.     

云南电网暂态稳定裕度仿真研究

以扩展等面积原则(EEAC)为理论依据的暂态稳定分析,与李亚普诺夫方法完全不同,具有突出的优势,能够对系统的暂态稳定给出定量的指标.应用EEAC理论方法对2005年和2006年丰大运行方式下的暂态稳定裕度进行了定量分析.云南电网中由七甸-罗平和曲靖-罗平500 kV线路组成的输电断面上发生扰动时,南方电网的暂态稳定裕度进行了仿真研究.2006年七甸、罗平间架设500 kV第二回线后,系统的暂态稳定裕度得到了较大程度的提高.     

负荷特性和有载变压器对电压静稳指标的影响

从电压静态稳定性的角度考虑,分析负荷静态特性和有载调压变压器对电压静态稳定指标的影响．这不仅对静稳指标的构造有一定指导作用,更主要的是为以静稳指标作为依据的电网电压安全监视提供了如何采取相应措施,以最大限度地提高系统稳定性     

最小奇异值灵敏度分析法的研究

在静态电压稳定分析中,最小奇异值灵敏度可以用于薄弱节点的分析及无功补偿点的确定。考虑了发电机节点的参与作用,将得到的最小奇异值的左右奇异值向量用于最小奇异值灵敏度的计算,通过IEEE39节点系统验证表明,这种方法可以更准确地进行薄弱节点的排序。     

最小奇异值灵敏度分析法的研究

在静态电压稳定分析中,最小奇异值灵敏度可以用于薄弱节点的分析及无功补偿点的确定.考虑了发电机节点的参与作用,将得到的最小奇异值的左右奇异值向量用于最小奇异值灵敏度的计算,通过IEEE39节点系统验证表明,这种方法可以更准确地进行薄弱节点的排序.     

放射形配电网的电压稳定性分析

采用了一种基于潮流解的可行性而提出的电压稳定性指标，用它可以很方便地计算出各节点的电压稳定性指标值，从而找到了容易发生电压崩溃的节点。在进行分析时，采用了组合负荷模型，并说明了放射形配电网的潮流解是唯一的。最后通过一算例说明了指标用于电压稳定性分析是行之有效的。     

基于特征结构分析法的静态电压稳定算法

基于电力系统快速解耦潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法研究了与系统静态电压稳定性密切相关的雅可比矩阵最小模特征根和与之相对应的特征向量.以最小模特征根作为系统静态电压裕度指标,以最小模特征根对应的右特征根向量作为节点电压灵敏度指标.通过IEEE39节点系统在两种运行状态下,给出了系统最有可能发生电压不稳定的节点,同时也验证了该方法的准确性和有效性.     

电压稳定的事故筛选及二分法求PV曲线的研究

为实现在线电压稳定性分析,提出一种新的简单而实用的快速算法,以筛选严重事故和确定其PV曲线.采用扩展潮流模型,应用最优乘子法求解潮流方程.对每一个预想事故,在系统要求的最小负荷裕度所对应的负荷水平时,求解潮流方程和筛选出不满足负荷裕度要求的严重事故;在基本负荷水平下,以严重事故后系统潮流方程是否存在平衡点为依据,确定严重事故后系统PV曲线"鼻尖"点所在的区间;用逐次二分"鼻尖"点所在区间的方法,求出严重事故后系统的PV曲线.New-England39节点系统和IEEE118节点系统算例表明:此算法简单有效,易于实现.     

一种静态电压稳定指标求解方法

根据Ｖ～ａ曲线的概念，给出了负荷节点电压，发电机无功输出以及节点相角与负荷增长率的关系，使静态电压稳定判据可靠且实用．考虑到电压问题的非线性，推出了状态变化量修正公式，使逐次线性迭代法求静稳极限的结果更趋近于系统真实解．在多个ＩＥＥＥ推荐电网以及实际电力系统中的计算表明，本方法计算速度快，计算结果准确，适合于电网的实时应用．     

电力系统最优无功配置/运行

提出考虑无功对电力系统静态稳定和电压特性灵敏度的最优化无功配置和运行算法,其数学模型中包含了有功功率和电压相角的关系。提出一个最优无功配置的综合性能指标。用直接法而不是灵敏度法形成线性规划问题。约束条件包括发电机无功限值,负荷节点电压限值和控制变量(发电机端电压,变压器分接头和可投切的无功电源)限值。在试验系统上应用后表明,本算法具有速度快和收敛性好的优点。