电压稳定灵敏度分析计算方法

提出了电压稳定灵敏度分析计算方法，采用参数随运行状态变化的机理式负荷模型，对计及负荷特性的灵敏度分析计算的特点进行了分析。     

N-1网络电压及灵敏度快速算法

快速求取N-1网络下各节点电压和各节点电压对任一节点系统运行参数的灵敏度对于N-1网络下的实时电压稳定监视和分析具有重要意义.通过牛顿潮流计算出N网络的各节点电压及其对系统运行参数的灵敏度;利用已收敛的潮流修正方程式和N网络灵敏度计算方程式分别对线路开断参数多阶求导,从而计算出电压和灵敏度对此线路开断参数的多阶导数值;根据泰勒级数展开式修正N网络的电压和灵敏度值,得到N-1网络的电压和灵敏度值.并以IEEE118节点标准网络的结果证明了该方法的正确性和实用价值.     

考虑分布式电源的配电网电压控制新方法

针对含分布式电源的配电网电压越限问题,提出了一种基于灵敏度分析进行综合调节分布式电源出力和投切电容器组的电压控制新方法。当配电网出现节点电压越限,通过计算各个节点的注入无功功率对电压的灵敏度,以系统节点电压偏移最小为目标函数,采用和声算法,综合确定调节分布式电源出力大小和投切电容器组大小,并对分布式电源是否参与电压控制的控制效果和是否按电压灵敏度调节电压的控制效果进行了比较。文中推导出了直角坐标下的灵敏度矩阵,采用IEEE-33母线系统进行验证,表明了该方法的正确性和有效性。     

基于综合电压灵敏度的有源配电网过电压控制

随着配电网中以分布式光伏为代表的新能源渗透率不断上升，有源配电网中由于光伏倒送功率引发的过电压问题日趋严峻。从节点电压灵敏度计算分析入手，推导出光伏注入对目标节点及其他节点的电压灵敏度影响计算公式，并得出光伏有功无功输出-电压灵敏度变化的一般规律。为了解决单纯依靠电压灵敏度控制效率低的问题，提出综合电压灵敏度的概念，并针对复杂配电网结构提出过电压优化控制策略。算例验证了该优化控制策略的有效性，即在不影响光伏有功输出前提下，以光伏逆变器无功输出更小的调整就可以实现相同的过电压调节效果，最终实现过电压快速调节。     

负荷裕度及其与典型参数的灵敏度计算

针对已有的电压稳定指标得到的只是稳定的结果,而对影响系统电压稳定性的关键因素研究不够深入的问题,采用连续潮流算法进行裕度灵敏度分析,根据系统临界点附近的正切向量,并结合右特征向量与右奇异向量推导出电压稳定指标,此指标可用于描述影响系统电压稳定性的关键因素。通过对传输裕度预估计算,得出负荷裕度关于励磁系统参数、网络参数以及负荷参数灵敏度的计算。IEEE-39节点系统仿真结果表明:所提出的负荷裕度关于典型参数的灵敏度计算方法可用于估算系统参数变化情况下的电压稳定裕度、判断出系统电压稳定性敏感节点、选取最合适的无功补偿位置、确定维持电压稳定性的最佳切负荷量。     

基于负荷裕度灵敏度的电压稳定控制方法

提出应用系统控制参数与系统负荷裕度之间的灵敏度关系，对电力系统电压稳定进行控制的方法。首先建立了系统控制参数与系统负荷裕度之间灵敏度的数学模型，在此基础上对系统的各种控制参数的灵敏度值进行计算和排序，最后给出了预防电压失稳的控制方法。仿真结果证实了本方法计算控制参数灵敏度值排序的快速性、准确性以及控制的有效性。     

电压稳定在线监控的简化L指标及其灵敏度分析方法

提出了一种可应用于大规模电网电压稳定在线监测快速计算的简化L指标及其L-Q灵敏度分析新方法。针对实际电网的特点,以局部电压稳定指标(L指标)为基础,推导出负荷节点简化L指标。在此基础上,给出了简化L指标的全微分方程,借助全微分方程分析系统参数变化对电压稳定的影响;定义了电力系统L-Q灵敏度,定量分析了网络中负荷节点间的电压稳定相互影响关系,研究了不同电压失稳模式所涉及的区域划分,并就L-Q的物理意义进行了全面分析;比较了L-Q灵敏度分析方法与V-Q灵敏度分析方法的异同,给出了L-Q灵敏度分析方法的具体计算步骤。最后,将所提出的方法应用于New England 39节点、IEEE 118节点和IEEE 300节点系统中,算例仿真结果证明了所述方法的可行性和有效性。     

计及TCSC的电压稳定性灵敏度指标计算

鉴于电力系统中日益出现的动态无功不足而导致的电压稳定性问题,基于潮流计算法,将可控串联补偿装置(thyristor controlled series compensator,TCSC)的稳态模型加入到潮流方程中,推导出带有TCSC的雅可比矩阵,并将其用于计算电压稳定性灵敏度。在此基础上,用灵敏度指标对比计算和分析了TCSC安装前后整个系统和TCSC安装节点的电压稳定性,结果表明,安装TCSC后的电压稳定性灵敏度指标有较大改善。运用电力系统分析工具PSAT1.3.4对WSCC-3机9节点系统进行仿真,结果再次验证了文中方法的正确性、有效性和可行性。     

多风电场接入的灵敏度场景静态无功/电压评估

风电出力对电力系统运行的影响存在复杂的非线性,现有处理风电随机性的风电场景模型难以保证风电场景与电力系统优化运行保持一致,为此提出含多风电场的电力系统无功/电压灵敏度场景分析方法。首先利用网损/电压灵敏度计算方法计算多风电场相关性出力样本的网损/电压灵敏度,再基于主成分分析构建联合网损/电压灵敏度特征空间,并在此基础上进行场景聚类,得到多风电场网损/电压灵敏度场景。将某2个风电场的实际数据接入IEEE 30节点系统中分别进行传统风电场景分析和所提灵敏度场景分析,验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于GMR技术确定电压弱节点的特征根灵敏度指标

一般性的多机系统表达(GMR)技术能够简单快速地形成系统的状态矩阵,从而方便地计算系统的特征根及特征根灵敏度。基于GMR技术,分别给出了两种确定系统电压弱节点(或无功补偿点)的特征根灵敏度指标,即特征根的无功灵敏度指标和导纳灵敏度指标。根据该灵敏度指标可以有效地选择系统的电压薄弱点,进行节点电压控制。并在五节点的系统上进行了计算分析,结果表明在该特征根灵敏度指标所确定的电压弱节点进行无功补偿可以得到最佳的补偿效果。     

基于GMR技术确定电压弱节点的特征根灵敏度指标

一般性的多机系统表达(GMR)技术能够简单快速地形成系统的状态矩阵,从而方便地计算系统的特征根及特征根灵敏度.基于GMR技术,分别给出了两种确定系统电压弱节点(或无功补偿点)的特征根灵敏度指标,即特征根的无功灵敏度指标和导纳灵敏度指标.根据该灵敏度指标可以有效地选择系统的电压薄弱点,进行节点电压控制.并在五节点的系统上进行了计算分析,结果表明在该特征根灵敏度指标所确定的电压弱节点进行无功补偿可以得到最佳的补偿效果.     

基于支路视在功率灵敏度的故障后电压计算

提出了基于支路视在功率灵敏度的N-1网络电压快速计算方法。支路故障采用故障开断参数来模拟,首先通过牛顿潮流计算出故障前网络节点电压,然后利用已收敛潮流修正方程式对支路开断参数求导,从而计算出电压对相应支路开断参数的导数,进一步得到节点电压对故障支路故障前视在功率的导数,最后根据视在功率灵敏度修正故障前网络电压,得到故障后网络电压。方法特点是在计算不同支路故障的导数时共用潮流计算收敛时的雅可比矩阵,不用重新进行因子表分解。由于节点电压与支路功率之间的良好线性关系,所提方法计算精度较高。IEEE14节点、IEEE30节点、IEEE118节点网络和湖南实际系统的测试结果证明了该方法的正确性和实用价值。     

计及设备损耗成本的含光储配电网分布式电压控制策略

针对分布式光伏接入配电网带来的电压越限问题，考虑电池储能与光伏逆变器的调压经济性，本文基于一致性算法提出一种计及设备寿命损耗成本的分布式电压控制策略。首先，分析光伏逆变器与储能的调压机理，推导出可用于分布式迭代计算的配电网电压灵敏度参数；其次，分别建立储能电池与光伏逆变器的寿命损耗模型，并利用寿命损耗模型推导出单位功率成本模型，再结合电压灵敏度参数构建出单位调压成本模型；然后，以单位调压成本作为一致性变量，设计基于一致性算法的分布式电压控制策略，得到各节点储能与光伏逆变器的功率调节方案。算例结果表明，所提控制策略能够兼顾各节点设备寿命损耗与总体调压经济性，在有效抑制电压越限的前提下充分降低配电网电压控制成本。     

基于BX型潮流算法的无功电压灵敏度校正方法研究

随着社会生产和生活水平的提高,电压质量问题日益突出,已成为当前电能质量的主要矛盾之一。研究了基于灵敏度的电力系统无功电压校正,详细论述了无功电压校正的方法,根据可调无功节点对需要校正电压节点进行灵敏度计算,并且利用IEEE-5节点系统作为算例进行了校正分析。     

基于向量相似度的无功电压分区方法的研究

以电力网络无功电压灵敏度为基础,提出基于向量相似度理论的无功电压分区新方法。首先,在分区前,利用广义Tellegen定理计算出网络中每个节点相对于其他节点的无功电压灵敏度,并形成电压无功灵敏度矩阵;其次,利用向量相似度数学方法计算灵敏度矩阵各列的相似度,由此定义了新的电气距离,形成电气距离矩阵;最后,建立模糊相似矩阵,利用模糊聚类理论划分电压控制区域。IEEE-30系统和IEEE-118系统仿真结果表明所提分区方法的准确性和合理性。     

四川电网静态电压稳定分析

采用电力系统综合分析程序PSASP对2010年四川电网进行静态电压稳定分析,研究电网的电压无功问题。通过连续潮流计算、V-P曲线分析和灵敏度分析计算电压稳定裕度,寻求电网电压薄弱节点、薄弱线路以及薄弱区域。     

基于HEM灵敏度的配电网分层分区电压调节策略

针对光伏接入后潮流倒送和出力波动带来的电压越限问题,提出一种基于全纯嵌入法(holomorphic embedding method, HEM)灵敏度分析的光储参与配电网分层分区电压调节方法。首先,建立储能和光伏的无功出力模型,并推导出基于HEM的配电网电压灵敏度矩阵,根据灵敏度矩阵运用聚类对配电网进行分区。然后,建立上层电压优化模型,通过全局和分区优化协调调度并网储能、光伏电站与无功调压设备对节点电压和网损进行优化;下层电压调节模型进一步挖掘并网小型分布式光伏及储能的无功能力,基于所得电压灵敏度对各区内越限节点的电压进行调节。最后,应用于某省35 kV的配电网实际系统,验证了所提灵敏度计算方法能够提高电压灵敏度的计算效率以及所提分层分区调压策略能够较好地改善光伏并网后电压越限问题。     

基于灵敏度方法的大规模风电接入区域电压优化控制

对大规模风电接入区域的电压问题提出优化控制措施.首先分析目前3种主流的风电机组的无功电压特性、大型风电场接入区域的电压波动机理以及含大规模风电区域电压的空间特性.其次推导出电压／无功灵敏度系数计算方法以及影响因素,并基于该系数提出大规模风电区域电压优化控制目标和优化控制流程.最后对国内某含大规模风电区域实际电网进行仿真计算分析,仿真结果表明,采取优化措施后能以较少的调压手段有效提高大规模风电区域电压运行水平.     

基于节点注入功率——电压变化比灵敏度的交换容量极限计算研究

提出基于节点注入功率—电压变化比灵敏度分析方法,对大区电网间潮流断面上的交换容量—静态电压稳定性进行了分析,得到系统电压最敏感节点.对基于节点注入功率—电压变化比灵敏度分析的电压最敏感节点灵敏度变化趋势进行样条插值,对样条插值所得的离散值进行非齐次指数函数拟合,通过对该非齐次指数函数求导得出电压灵敏度的变化率函数,根据电压稳定临界点的判别条件计算交换容量极限.对华东、华中、华北“三华”特高压电网交换容量评估的应用证明了所提方法的正确性、有效性,且具有较高的精度.     

功率调节与STATCOM输出电压关系的灵敏度分析

为定量分析静止无功补偿器(STATCOM)传递功率与其交流侧输出电压之间的关系,采用了基于灵敏度的分析方法。以基尔霍夫电压定律为基础,列写了STATCOM系统的电压相量方程,并根据实部与虚部得到两个独立等式。通过计算STATCOM交流侧输出电压有效值与相角对有功功率和无功功率的偏导数,求出了相应的灵敏度。灵敏度计算结果表明,当系统侧电压、线路参数均不变时,STATCOM交流侧输出电压有效值和相角均主要受无功功率的影响,受有功功率影响较小。同时用直接求取法计算STATCOM交流侧输出电压,通过与灵敏度法的计算结果进行数值比较,验证灵敏度分析方法的准确性。