基于增广节点支路关联矩阵的前推回代潮流算法

含多电源的配电网进行优化调度分析时,对多个电气岛的潮流并行计算可提高计算效率。为了满足故障隔离、网络重构的需要,配电网在运行中会出现电气岛的供电区域及路径的改变,给配电网的拓扑分析及潮流计算带来麻烦。提出了基于增广节点支路关联矩阵的拓扑分析方法,该方法在基本的节点支路关联矩阵中增加了联络开关所在支路的信息,可以在不对节点重新编号的情况下分析拓扑改变后配电网的支路层次,还可以判断配电网是否有环、孤岛的存在,并为并行分析含多电气岛的配电网提供了基础。与前推回代法结合,可灵活计算配电网潮流,以支路功率的正负表示其实际流向。该方法简单、高效,并以IEEE-69节点算例验证了所提方法的正确性。     

配电网潮流计算的回路阻抗法

由Ｓ．Ｋ．Ｇｏｗｓａｍｉ等人提出的回路阻抗法是配电网潮流计算的一种有效方法,它处理网处能力较强,收敛性较好,但其节占和支路编号处理复杂。本文研究提出了一种简单可行的节点和支路编号方法,并对其求解过程进行了有效改进,显著提高了其计算速度。     

基于改进回路电流法的配电网潮流通用算法

针对传统的回路电流潮流算法在进行节点编号时需要添加虚拟支路形成二叉树的缺点,提出一种新的节点编号方法,简化编号过程并提高算法效率;针对回路阻抗矩阵分解算法的优化问题,在原有的只对其中部分元素优化计算的基础上,提出了所有元素均参与优化的回路阻抗矩阵LU分解算法;基于该改进的回路电流法,提出可以计算含有PV节点和弱环网的配电网潮流通用算法,并用PG&E的69节点配电网对算法的有效性进行了验证.     

基于改进回路电流法的配电网潮流通用算法

针对传统的回路电流潮流算法在进行节点编号时需要添加虚拟支路形成二叉树的缺点,提出一种新的节点编号方法,简化编号过程并提高算法效率;针对回路阻抗矩阵分解算法的优化问题,在原有的只对其中部分元素优化计算的基础上,提出了所有元素均参与优化的回路阻抗矩阵LU分解算法;基于该改进的回路电流法,提出可以计算含有PV节点和弱环网的配电网潮流通用算法,并用PG&E的69节点配电网对算法的有效性进行了验证。     

支路重载型潮流算法的研究

在牛顿-拉夫逊法的基础上提出了一种支路重载型潮流算法。这种算法对于变压器和线路等支路采用统一的反映支路自身参数的对称电路模型,可以直接用支路自导纳进行支路功率的计算和雅可比矩阵元素的求取,不需要专门再构建节点导纳矩阵。这种算法可以用来计算变压器的变比,特别适用于线路参数估计、变压器分接头估计。该算法对迭代过程中的修正方程式进行了大量的简化,使计算过程变得简单快速。详细地阐述了这种算法的处理策略,最后将它与牛顿-拉夫逊法进行了收敛程度和收敛速度的比较,结果令人满意。     

利用特殊的数据结构和支路电流迭代法计算配电网潮流

本文针对配电网存在的辐射状拓扑结构,Ｒ／Ｘ值较高,ＰＶ节点少等特点引起的牛顿一拉失逊法及ＰＱ分解法不易收敛的问题,提出了利用以支路电流迭代为核心的新算法,并建立了一套适合于配电网的数据结构,提高了计算效率。     

静态优化法编号在潮流计算中的应用

在静态优化法编号的基本原理上,提出了静态优化法鳊号的实现方法,并在此基础上编写了基于静态优化法编号的潮流计算程序,经IEE5节点和IEEE14节点算例验证,提出的静态优化法编号的实现方法和湖流计算程序都是有效的,具有很好的实用价值,并对其他节点优化方法在电力系统中的应用提供了一定的借鉴方法。     

计及接地支路的直流潮流算法

在考虑无功注入和线路电阻的基础上,计入接地支路的影响并仍保持了直流潮流方程的线性形式,提出了适合于计算输电系统无功功率的直流潮流算法。该算法利用完整的节点导纳矩阵形成相应的并联元件导纳项,在不改变直流潮流方程线性形式的情况下计入接地支路中并联元件的影响。通过修正相角的回代求出所有PQ节点的电压幅值,结合复功率潮流方程可同时求得系统的有功功率和无功功率。IEEE-118节点算例结果表明:与不考虑接地支路的直流潮流算法相比,所提出的算法在保持现有直流潮流算法的有功潮流计算精度的前提下,提升了电压幅值和无功潮流的计算精度,使直流潮流算法适用于输电系统无功功率的计算。     

配电网拓扑节点编号方案及其潮流计算

描述了配电网系统用树的遍历算法对节点编号方案进行归类和划分的方法,比较了配电系统2种节点和支路编号特点,提出采用广度优先搜索编号方案的逆序编号法,并阐述了管理系统中的网络拓扑的实现及相应的潮流分析算法的原理。     

支路潮流越限控制的虚拟支路法

为解决支路潮流越限问题,提出了支路潮流越限控制的虚拟支路法。通过对潮流越限支路并联虚拟支路法,使原潮流越限支路的电流降低到目标电流水平。虚拟支路导纳参数由目标分流系数、潮流越限支路导纳及戴维南等效阻抗共同确定。基于置换定理,将虚拟支路用含参数的虚拟功率源置换,将虚拟支路的切除问题转化为虚拟支路两端点注入功率的增长问题。根据支路视在功率对节点功率的灵敏度,逐步计算最小代价的控制方案。IEEE算例仿真显示该方法可将越限支路电流降低到目标电流水平,验证了其可行性和有效性。     

基于有序BDL树集的船舶电网潮流算法及执行时间分析

针对嵌入式船舶电力模拟训练系统在频繁模拟操作指令下对潮流计算的快速性需求以及嵌入式模拟训练系统极其有限的运算资源之间的矛盾,提出一种基于有序BDL树集的船舶电网潮流算法。该算法在常规回推前推法基础上对节点编号进行优化,将多电站船舶电力系统在实际开环运行模式下等效为由多个辐射状电网构成的有序BDL树集,树集中的每个有序BDL树包含单个电站中的主配电板层、配电层和负载层,并把发电机潮流整合入主配电板层,避免了常规潮流算法中节点编号突变问题。对该算法的时间复杂度分析结果及实际运行结果进行比较分析,证明该算法比常规船舶电网潮流算法更优。     

一种病态电网潮流的数值解法

针对病态电网的潮流计算问题,提出对潮流延拓方程的龙格–库塔数值计算方法。其核心在于:在延拓法的基础上,将潮流方程解的问题转变为微分方程的初值问题,通过龙格–库塔法进行求解。在求解过程中,沿用多延拓多启动技术,以扩大解的收敛范围;将计算格式转变为常规牛顿潮流法形式,与成熟(如稀疏)技术有机衔接,使该算法符合工程实际。总之,该算法是一种大范围收敛的潮流算法,对病态潮流及电压静态稳定等问题分析有良好的适应性,修改后的IEEE 5和IEEE 118系统算例,验证了该算法的有效性。     

基于交直流关联最小雅可比矩阵结构的潮流算法

随着直流输电比例的不断增加,以交流输电为主的电网,其潮流计算必将考虑直流输电影响以及交直流关联的机制等基础问题。为此,文中根据直流输电单元的物理方程,以及其不同控制方式间的相通性,在潮流计算中增加直流输电单元的直流电流作为状态变量,以实现直流输电单元与交流(整流、逆变)系统的有机关联。由此建立交直流混合潮流模型,并基于牛顿法进行求解。该研究在力求保留交直流潮流关联机制前提下,使雅可比矩阵维数最小,实现交直流潮流关联机制的直接可观,为评价或调控交直流混合电网提供基础工具。以22节点系统为例,验证了所提算法的有效性。     

一种基于直流法潮流的快速潮流计算方法

直流法潮流在交流潮流模型的基础上根据实际电网特点做出合理假设,在确保较高准确率的情况下大大简化了潮流计算过程。提出了一种基于直流法潮流的快速潮流计算方法,可通过手工计算快速得到计算结果,可应用于电网规划设计、运行方式安排及调度操作等。通过实际电网算例证明,该方法计算简便快速,在对电网进行合理简化的基础上该算法的计算精度一般可达90%以上,完全可以满足工程计算的要求。     

基于电力系统支路切割的潮流并行协调算法

在研究基于支路切割的网络分块方法的基础上,提出了一种通过切割支路实现网络分块的新算法。该算法将切割支路的潮流以虚拟负荷的形式作为协调变量对子网络之间的耦合影响进行处理,并有效地将大规模电力系统的潮流计算问题转化为若干个子网络的潮流计算问题,是一种基于电力系统潮流调度概念的准并行算法,可以方便地在PC机群上实现。该算法在IEEE 14节点、IEEE 30节点和IEEE 118 节点网络上的验算结果表明:应用该算法获得的潮流计算结果正确,切割支路的选择对算法性能存在一定影响,划分网络的具体技术措施还有待深入研究。     

变压器励磁支路对电力系统谐波潮流的影响

由于变压器励磁的非线性特点,在电力系统谐波潮流分析时,必须把变压器作为一个谐波源来考虑。本文利用磁化曲线的解析分析,提出了变压器磁化支路谐波电流的估算方法。     

基于节点类型转换的潮流收敛性调整方法

潮流收敛性调整对于电网的安全经济运行具有重要意义。针对无功功率不平衡导致的系统潮流计算不收敛,提出一种基于节点类型转换的潮流收敛性调整方法。在潮流不收敛的情况下,将系统全部PQ节点设置为PV节点,按该方法中的无功缺额指标将节点逐步恢复为PQ节点,确定无法恢复的节点。该结果给工作人员提供了潮流调整的依据,也为潮流合理性调整奠定了基础。对IEEE 39节点系统和韶关市电网进行仿真计算,验证了所述方法的有效性和对大规模电网的适应性。     

A Novel Power Flow Algorithm for Hybrid AC/DC Power Grids

This study introduces a novel unified power flow algorithm for hybrid AC/DC power grids. For hybrid AC/DC power grids that incorporate voltage source converters (VSCs), the proposed algorithm uses the voltage amplitude and the phase angle of the AC bus and the voltage of the DC bus as the minimum set of state variables. The power equation of the converter is deduced by these state variables. Then, the bus-power-equilibrium (BPE) equations can be deduced based on the DC node classification and VSC converter station control modes. The Newton–Raphson method can be used to solve these BPE equations with good convergence behavior. In addition, the DC grid and converter station modeling impose no restriction on the hybrid grid topology. As a result, the Jacobian matrix in the modified equations can accurately reflect the coupling relationship between AC and DC grids and simultaneously maintain the sparse feature. The proposed unified algorithm uses the sparse technology and can solve the power flow problem for a large hybrid power grid. A simulation is implemented to illustrate the effectiveness of the proposed algorithm.