基于多进程的电力系统频域特征值并行搜索算法

对大规模电力系统进行小干扰稳定分析时,特别是在线动态安全预警系统中,由于系统线性化矩阵的规模庞大,求解特征值的串行算法难以满足计算速度的要求.近年来,多核CPU技术发展迅速,充分利用多核CPU的计算机硬件资源,采用并行计算技术是大幅提高小干扰稳定计算速度的有效途径.提出了基于多进程的电力系统频域特征值并行搜索算法,并应用于国内广泛使用的电力系统小干扰稳定性分析程序(PSD-SSAP)中.该算法具有计算准确、实现简单、并行计算效率高等优点.实际大规模电力系统的算例测试和分析验证了该算法的正确性和有效性.     

基于指数变换的电力系统不稳定特征值计算方法

判断电力系统小干扰稳定性的前提是不遗漏地计算全部不稳定特征值。文中提出一种基于指数变换的双层Arnoldi算法用以求解电力系统的全部不稳定特征值。该方法首先采用指数变换将系统的所有不稳定特征值映射成为主导特征值。其次,采用外层的隐式重启动Arnoldi算法求解谱变换后的所有主导特征值,逆变换之后便可以得到所有不稳定特征值。然后,结合加速收敛技术,采用内层Arnoldi算法求解指数矩阵与向量的乘积。最后,Xing6u和NF2016两个实际电力系统的计算结果表明,所提方法可以快速且精确地计算电力系统的所有不稳定特征值。     

基于Pade近似的时滞电力系统特征值计算方法

考虑广域反馈时滞后,电力系统的特征方程含有超越项,试图通过直接求解该方程得到系统的关键特征值变得非常困难。文中利用Pade近似有理多项式来逼近时滞环节,提出了一种计算时滞电力系统部分特征值的方法。将Pade近似有理多项式转化为状态空间表达式并进行平衡化处理,通过与无时滞电力系统和广域阻尼控制器相连接,建立时滞电力系统的线性化模型。根据系数矩阵的稀疏特性,可以利用稀疏特征值算法求解系统的部分特征值。该方法使得沿用常规电力系统小干扰稳定性的特征值分析方法理论和框架来分析时滞电力系统的小干扰稳定性和设计广域阻尼控制器成为可能。2区4机和新英格兰10机39节点算例系统的特征值及其对时滞的灵敏度计算结果表明,该方法能够较准确地求解与时滞系统中动态元件相关的部分特征值,正确求解与时滞环节相关的特征值个数和计算精度与有理多项式的阶数有关。     

基于特征值灵敏度的电力系统稳定器配置及参数整定

提出基于特征值对PSS传递函数的灵敏度以及阻尼比对PSS放大倍数的灵敏度分析方法,分别进行PSS的配置以及放大倍数的整定,并通过四机两区域典型系统验证文中所提方法的有效性.     

电力系统共振模式下传统特征值灵敏度分析失效问题

特征值灵敏度在电力系统小干扰稳定性分析和控制器设计中应用广泛.基于特征值摄动理论,指出在共振模式和接近共振模式下,传统的特征值1阶、2阶灵敏度计算公式与摄动表达式均可能失效.针对这一问题,提出了一种特征值关于系统参数变化的快速重分析算法,从而可以有效分析系统参数小范围变化时共振模式和接近共振模式特征值的变化情况.IEEE 9节点系统和 IEEE 39节点系统的分析结果验证了该算法的有效性     

多重Cayley变换用于电力系统小干扰稳定性的部分特征值分析

将多重Ｃａｙｌｅｙ变换法用于电力系统小干扰稳定分析,这种变换有比Ｓ矩阵变换更好的映射特性。同时迭代法被用来计算变换后矩阵的部分按模递减的特征值。５７９阶系统的仿真结果也说明了这种方法的优越性。     

多重Cayley变换用于电力系统小干扰稳定性的部分特征值 …

将多重Ｃａｙｌｅｙ变换法用于电力系统小干扰稳定分析,这种变换有比Ｓ矩阵变换更好的映射特性。同时迭代法被用来计算变换后矩阵的部分按模递减的特征值。５７９阶系统的仿真结果也说明了这种方法的优越性。     

使用双边Jacobi-Davidson计算大规模电力系统的关键模态

介绍了求取大规模电力系统关键模态的双边Jacobi-Davidson(TSJD)方法。该方法具有灵活的特征值选择策略,而且在求得特征值的同时可以收敛到其左右特征向量,从而能够直接分析所关心的模态。文中给出了该算法的计算流程,以及提高算法计算效率的措施。最后采用2 940阶和29 548阶电力系统状态矩阵对该方法进行测试。测试结果表明该方法是高效和可靠的,可以用于实际大规模系统的关键模态计算。     

电力系统中全部特征值QR分析法的有效性

本文介绍了电力系统静态稳定分析QR方法和AES()PS方法,并根据对山东电力系统的研究结果,分析指出了全部特征值QR分析法的适用范围、有效性及其不足。     

一种电力系统暂态稳定并行计算的优化分区策略

大规模电力系统的区域特性为暂态稳定并行计算任务的优化划分创造了条件。基于分层递归二分法的思想，分析了基于块对角加边策略的空间暂态稳定并行计算的任务划分目标，提出了一种基于区域特性的任务划分策略，将电力系统自然的分层分区特性与并行计算领域的图划分算法相结合，有效地降低了暂态稳定计算中协调系统规模和算法通信量，提高了各个计算进程的负载平衡度和并行计算性能。实际大规模电力系统的算例仿真结果表明，文中提出的方法优于METIS图划分软件，与其划分后计算性能的对比可见，暂态稳定并行计算最佳仿真速率提高超过10%，有效地提高了并行计算性能，为大规模电力系统实时暂态稳定并行计算的实现奠定了基础。     

基于模糊聚类分析的多机系统特征值计算

QR法是计算系统特征值的传统算法，但在系统阶数甚高的情况下，会发生“维数灾”问题，针对此提出一种基于模糊聚类分析的多机电力系统特征值的计算方法，这一方法根据多机系统K1－K6模型的K1矩阵建立机组之间的相似模糊关系，进行模糊聚类分析，将多机系统划分为若干个近似解耦的解耦子系统。对各个解耦子系统分别进行特征值计算，各解耦子系统特征值的集合即为原系统的近似特征值，算例表明，对于包括机电模式在内的系统全部特征值，都可取得满意的计算结果。     

大规模风电并网系统容量效益裕度计算模型研究

可用输电能力(ATC)是衡量系统安全稳定运行的技术指标,对于电网运行的可靠性和经济性具有重要的意义。容量效益裕度(CBM)作为直接影响ATC计算可信度的一个重要因素,需要构建更加合理、准确的计算模型。针对大规模风电并网后系统的CBM计算模型开展研究:首先,为应对风电间歇性扰动,提出基于可靠性指标(缺电时间期望指标)的区域电网CBM概率性计算模型;然后,对于多区域电网,计算出某时段各区域的缺电量后,以经济性最佳为目标,构建送电区域各机组发电裕度优化分配模型,进而确定区域间各输电断面CBM的大小;最后,以IEEE 30和IEEE 118节点系统为例分析验证了所构建模型的合理性和有效性。     

大规模风电并网系统容量效益裕度计算模型研究

可用输电能力（ATC）是衡量系统安全稳定运行的技术指标,对于电网运行的可靠性和经济性具有重要的意义。容量效益裕度（CBM）作为直接影响ATC计算可信度的一个重要因素,需要构建更加合理、准确的计算模型。针对大规模风电并网后系统的CBM计算模型开展研究：首先,为应对风电间歇性扰动,提出基于可靠性指标（缺电时间期望指标）的区域电网CBM概率性计算模型;然后,对于多区域电网,计算出某时段各区域的缺电量后,以经济性最佳为目标,构建送电区域各机组发电裕度优化分配模型,进而确定区域间各输电断面CBM的大小;最后,以IEEE 30和IEEE 118节点系统为例分析验证了所构建模型的合理性和有效性。     

大规模风电并网系统容量效益裕度计算模型研究

可用输电能力（ATC）是衡量系统安全稳定运行的技术指标,对于电网运行的可靠性和经济性具有重要的意义。容量效益裕度（CBM）作为直接影响ATC计算可信度的一个重要因素,需要构建更加合理、准确的计算模型。针对大规模风电并网后系统的CBM计算模型开展研究：首先,为应对风电间歇性扰动,提出基于可靠性指标（缺电时间期望指标）的区域电网CBM概率性计算模型;然后,对于多区域电网,计算出某时段各区域的缺电量后,以经济性最佳为目标,构建送电区域各机组发电裕度优化分配模型,进而确定区域间各输电断面CBM的大小;最后,以IEEE 30和IEEE 118节点系统为例分析验证了所构建模型的合理性和有效性。     

大规模复杂配电网三相不平衡潮流并行计算方法

以牛顿拉夫逊法为基础,建立了复杂配电网中的三相配电线路、负荷、变压器和调压器等的数学模型,提出了复杂配电网三相不平衡潮流的并行计算方法,以提高大规模复杂配电网潮流计算的性能。考虑配电网的馈线数和节点数,设计了同构模式下多核(2、4)处理器的任务分配,对比负载均衡、并行加速比。通过IEEE 123节点标准馈线、某电网1000节点馈线及IEEE 123、37、34和13标准馈线拆装重组而成的数十条馈线等的仿真,对所提并行潮流计算方法的计算速度、收敛性和加速比进行测试和比较分析。仿真结果表明,所提并行计算算法能充分利用计算机的多核资源、显著提高了计算效率。     

可重构技术在电力系统实时计算中的应用

可重构计算技术是一类新兴的高性能计算技术。简述了可重构计算这一新的技术,并概述了可重构计算技术在电力系统潮流及暂态稳定性计算中的应用。可重构计算技术结合适当的计算方法,可以大大提高电力系统分析计算的效率,因而在现代大规模电力系统实时分析计算及控制中具有广泛的应用前景。     

大规模电力系统潮流计算收敛性诊断与调整方法

在对大规模电网进行潮流仿真时,容易出现潮流计算不收敛的情况。针对潮流计算不收敛时难以定位关键影响因素的问题,通过分析迭代中间数据的变化规律,建立判别潮流计算收敛性的指标,提出一种导致潮流计算不收敛关键因素的辨识方法,并基于潮流收敛域,对辨识得到的关键因素进行修正,为运行人员进行潮流调整提供直观的参考依据。通过对某省220 kV及以上电压等级电网和欧洲13659节点系统进行仿真计算,验证了所提方法的有效性。     

基于预处理BICGSTAB法的电力系统潮流并行计算方法

为实现大规模电力系统潮流的准确、快速求解,以非精确牛顿法为基础,提出一种基于CPU-GPU异构平台的电力系统潮流并行计算方法。修正方程组的求解是牛拉法潮流计算中最为耗时的部分,提升修正方程组的求解效率可有效提升潮流计算效率。为此,根据雅可比矩阵的不对称不定性,采用稳定双正交共轭梯度(bi-conjugate gradient stabilized, BICGSTAB)法进行修正方程组的求解。进一步,为改善BICGSTAB法的收敛性,根据雅可比矩阵的稀疏性和类对角占优性,提出一种改进PPAT(Preconditioner with sparsity Pattern of AT, PPAT)预处理器和改进Jacobi预处理器相结合的两阶段预处理方法,并对雅可比矩阵进行预处理,提升BICGSTAB法的收敛性能。然后,将上述潮流算法移植到CPU-GPU异构平台,实现电力系统潮流的并行求解。最后,通过不同测试系统算例对所提方法进行验证、分析。结果表明,所提潮流并行计算方法可实现电力系统潮流的准确、快速求解。     

基于云计算平台的动态电源管理策略研究

低功耗的嵌入式系统是物联网的核心技术之一。而应用于嵌入式系统中的动态电源管理是保证系统低功耗和可靠运行的关键。利用云计算平台,提出了一种基于自适应学习过程的神经网络算法,用来预测电源系统的欠载状态。实验结果表明,该方法具有很强的适应性和稳定性,对于嵌入式系统的空闲时段的预测,具有相当的准确性。     

基于云计算的分布式电源管理系统设计与实现

为了解决分布式电源管理系统海量数据处理的难题,提出了一种基于Hadoop的云计算解决方案,通过云平台实现对海量数据的快速、高效处理。设计了一种有效的数据存储方案,通过HBase数据库实现了海量数据的分布式存储,并利用高效的分布式文件系统(HDFS)集群架构实现了数据存储的高可用性(HA)设计。针对数据处理结果的特点,提出了一种对处理结果的有效存储方案。