电压稳定的概率特征根分析

将传统的小干扰电压稳定性分析法扩展到基于一般性多机系统表达(GMR)技术的概率特征根分析环境。在正态分布的假设下,考虑了由节点功率运行曲线确定的系统多运行方式。某特征根位于复平面左半平面的分布概率表征了该模式的稳定程度,从而由特征根的分布概率和特征根对节点电压的电压失稳模式系数可以判断系统多运行方式时系统电压稳定的薄弱点,同时可为SVC的安装地点提供选择依据。在3机9节点系统上的计算分析表明了该方法的有效性,对目前多馈入交直流混合输电系统中凸现的电压稳定性问题的研究具有一定的意义。     

计及负荷动态特性的电压稳定概率特征根分析

概率特征根分析可以将系统的多种运行方式融入到一次数值计算中,但是现有的概率特征根分析只考虑了负荷的电压指数依赖特性模型。负荷的动态特性是造成电压不稳定的主要原因,为此基于一般性的多机系统表达技术(GMR),将概率特征根分析进行扩展以包含负荷的动态特性模型,进而根据特征根的概率分布、动态负荷相关比以及特征根对节点电压的电压失稳模式系数确定系统的电压薄弱点,从而完成了系统多运行方式下的小干扰电压稳定性分析。最后,对五节点系统进行了计算,考察了在所确定的电压薄弱点进行电压控制的效果。     

计及负荷动态特性的电压稳定概率特征根分析

概率特征根分析可以将系统的多种运行方式融入到一次数值计算中,但是现有的概率特征根分析只考虑了负荷的电压指数依赖特性模型.负荷的动态特性是造成电压不稳定的主要原因,为此基于一般性的多机系统表达技术(GMR),将概率特征根分析进行扩展以包含负荷的动态特性模型,进而根据特征根的概率分布、动态负荷相关比以及特征根对节点电压的电压失稳模式系数确定系统的电压薄弱点,从而完成了系统多运行方式下的小干扰电压稳定性分析.最后,对五节点系统进行了计算,考察了在所确定的电压薄弱点进行电压控制的效果.     

考虑并网风电随机波动的电力系统小干扰概率稳定性分析

提出了一种在考虑并网风电随机波动时,进行电力系统小干扰概率稳定性计算的分析方法.根据并网风电随机波动的概率分布函数,计算其概率特征参数(阶距和半不变量),并据此计算电力系统关键特征值实部随机波动的概率特征参数(半不变量和中心距),按Gram-Charlier级数展开计算关键特征根实部随机变化量的概率分布函数,从而确定电力系统小干扰概率稳定性.该分析计算方法可以一次性确定并网风电影响下的电力系统小干扰概率稳定性.     

基于小扰动稳定域的电力系统概率安全分析

电力系统在运行过程中存在大量不确定性,对系统稳定运行会产生不利影响,因此可以考虑不确定因素的概率安全分析方法较传统的确定型安全分析方法更有意义。该文在电力系统小扰动稳定域研究成果的基础上,给出了一种可有效考虑功率注入等随机因素的小扰动稳定性概率安全分析方法。借助3机9节点系统对所给方法进行了示例和验证,同时深入讨论了负荷水平变动、运行点改变以及量测延时等因素对系统小扰动稳定性概率安全指标计算结果的影响。     

计及风-光-荷相关性的概率-区间约束潮流模型与算法

提出一种考虑风-光-荷随机性和相关性的概率-区间混合不确定约束潮流模型,并采用基于仿射空间变换的蒙特卡罗法加以求解。首先,基于不确定变量历史统计数据是否充裕2种情形,分别采用概率变量和区间变量描述其随机变化特征;然后,利用Box-Cox正态变换和区间变换对服从不同分布的随机变量进行标准化处理,同时将样本相关系数推广至含概率和区间2种随机变量的不确定分析当中,建立多元（概率-区间）随机变量的样本相关系数矩阵;基于该矩阵,通过Cholesky分解建立仿射空间坐标系,将具有相关性的概率和区间变量映射为仿射随机空间内线性无关的独立变量;最后,由蒙特卡罗模拟法获得系统待求变量的概率和区间分布。IEEE-57和118节点系统的计算结果表明,概率-区间约束潮流模型能定量分析不确定性和相关性对电力系统潮流的影响,有效实现了概率潮流和区间潮流的联合统一,对于指导系统规划运行具有一定的参考意义。     

采用分段离散化和高斯混合模型的多场景概率潮流计算

针对电网运行中风电和负荷的不确定性,提出了一种采用风电场输出功率分段离散化和负荷高斯混合模型的多场景概率潮流计算方法。在风电场有向功率特性曲线的基础上,分段离散化处理风电场输出功率,构造风电场输出功率多场景。同时,建立负荷的高斯混合模型,构造负荷功率多场景。然后,确定系统注入功率多场景及其对应的概率,在系统注入功率的每个场景中,风电节点输出功率为定值,负荷节点功率均服从高斯分布。最后,应用全概率公式,将系统注入功率的每个场景中计算所得状态变量的概率分布以该场景对应的概率作为权重,整合计算得到最终的概率潮流结果。以改进的IEEE 57节点系统进行仿真分析,结果表明所提方法简化了概率潮流求解过程,提高了计算效率。     

计及多重不确定因素的输电网随机潮流计算

针对确定性潮流计算不能准确描述输电网随机特性的缺陷,本文考虑多重不确定因素影响的输电网随机潮流计算,研究多重随机故障对输电网电压分布和潮流分布的影响。首先对发电机故障、负荷波动以及断线故障进行组合分析;其次,应用半不变量和Gram-Charlier级数展开的随机潮流分析方法,求取多重不确定因素影响下输电网各节点电压和各支路潮流的概率分布;最终,得到不同工况下节点电压越限概率以及支路潮流过载概率,进而评价多重不确定因素对输电网电压和支路功率的影响程度。研究结果对输电网规划和运行具有重要的参考价值。     

新疆电网电力系统稳定器设计与仿真

采用传统频域方法进行电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)参数设计时只考虑本机组的运行,忽视了电网的整体运行情况。为此,文章基于降阶选择模式分析法对PSS参数进行优化,形成了系统的降阶状态方程。通过计算状态方程特征根与状态变量的相关性及灵敏度,确定了PSS的配置点。文中的方法不必计算系统全部特征根,所需的计算时间较少。针对新疆实际电网,文章还进行了PSS参数设计,确定了PSS的安装地点及安装机组,仿真结果表明文中的PSS抑制振荡的效果良好,验证了文中方法的正确性和有效性。     

基于解析法的电-热互联综合能源系统概率潮流计算

综合能源系统包含了大量的不确定因素,因此需要考虑综合能源系统在不确定环境下的运行状态。文中基于解析法和近似法,提出一种辐射状供热网络概率潮流快速计算方法。首先通过正态分布函数的数字特征得到管道流量的均值与方差,然后利用连续型随机变量的性质得到了节点温度的均值与方差,当求得热电联产机组热出力概率分布后可得机组电出力概率分布,最后求得电网各状态变量的概率分布。文中方法不需要迭代即可计算出稳态潮流与概率潮流,且不存在收敛性问题。该方法能在保证计算精度的同时,极大地提高计算速度,可为综合能源系统的不确定性分析和风险评估提供参考。     

A probabilistic load flow method considering branch outages

This paper proposes a probabilistic load flow method considering random branch outages as well as uncertainties of nodal power injections. Branch outages are simulated by fictitious power injections at the corresponding nodes. A unified procedure is given to deal with random branch outages, generating unit outages, and load uncertainties by their moments and cumulants. The variations of nodal voltages and line flows produced by normally and discretely distributed input variables are handled separately. The method proposed by Von Mises is employed to solve the discrete distribution part of each state and output variable. The final distribution of a desired variable is obtained by simply convoluting its continuous and discrete distribution part. Results of 24-bus IEEE Reliability Test System are analyzed and compared to those obtained by Monte Carlo simulation. A numerical test on a real power system shows the effectiveness of the proposed method.     

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。     

Algorithm for power system dynamic stability studies taking account of the variation of load power

This paper presents a probabilistic algorithm for determining the effect of initial state variation on the dynamic stability of power systems. Variation of operating conditions due to the uncertainties in load and generation is represented by the statistical attributes of nodal voltages. Expectation and covariance are employed to describe the distribution nature of random variables. The expected coefficient matrix in the state space equation is corrected by the second-order covariances. The solution gives the probabilistic distributions and conditional probabilities of eigenvalues. The proposed algorithm is examined on a two test systems.     

考虑不确定因素的逐步倒推法电网规划

针对电力市场环境下输电网络规划面临大量不确定因素的影响,提出考虑不确定因素的逐步倒推法电网规划方法.该方法采用半不变量法计算节点注入功率的各阶半不变量,按直流潮流方程计算状态相量的各阶半不变量,取一阶半不变量为节点状态相量的期望值,二阶半不变量的开二次方为其均方差,并定义待选线路功率的期望值与其投资的二次方之比为其有效...     

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UPFC&DC-SDC的交直流电网低频振荡抑制研究

针对交直流混联电网的低频振荡问题,提出一种将统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller, UPFC)及直流附加阻尼控制器(DC Supplementary Damping Controller, DC-SDC)相结合的UPFCDC-SDC综合阻尼控制系统。为使UPFCDC-SDC综合控制系统发挥最佳控制效果,由UPFC及DC-SDC的状态变量,推导了含UPFCDC-SDC综合控制系统的基于VSC-HVDC的交直流混联系统特征根增广矩阵。基于该矩阵计算了多运行方式下系统小干扰概率特征值。以该矩阵特征值实部加权后的和最小为目标函数,考虑该矩阵阻尼比、线路传输极限及安全等约束,构建了确定UPFCDC-SDC综合控制系统参数的优化方程,并通过粒子群优化算法求解。以CEPRI36v7系统为例,验证了所提方法能在不制约直流输电能力的同时抑制低频振荡。     

基于GATS混合算法的PSS与SVC控制器参数设计

随着电力网络规模的扩大,电力系统优化问题日益复杂,故提出了一种采用遗传禁忌GATS混合优化策略对电力系统稳定器PSS和静止无功补偿器SVC附加线性稳定控制器进行参数协调优化的设计方法。该方法结合遗传算法GA和禁忌搜索算法TS各自的优点,将禁忌搜索引入到遗传算法的变异操作,改进了遗传算法的变异算子,具有比常规遗传算法更强的局部搜索能力。在10机新英格兰电力系统上对该优化方法进行了测试。特征值分析表明,该设计方法能有效地将多种不同运行方式下系统的特征根移到复平面目标函数限定的区域内,保证了小扰动稳定性控制的鲁棒。同时还对不同优化方法的收敛性及计算时间进行了比对,结果表明遗传禁忌混合策略的性能优于常规遗传算法以及遗传模拟退火混合优化策略。     

点估计法在电压稳定性分析中的应用

针对电压稳定概率评估中难以考虑支路故障随机性的问题,提出了基于点估计法的电压稳定分析方法。该方法不仅可以方便地统一处理线路故障及节点注入功率的不确定性,还克服了线性化方法难以计及发电机无功出力约束的不足;避免了潮流方程线性化,通过少量确定性计算即可求出系统负荷裕度以及电压崩溃临界点处节点电压幅值与相角的前几阶矩,从而获得各待求随机量的概率分布,确定某一负荷水平下的电压失稳概率。与蒙特卡罗方法相比,点估计法在具有较高计算精度的同时,体现出求解速度快的特点。数值仿真分析了随机变量标准差和系统规模对点估计法计算精度的影响,并指出在综合考虑计算精度和计算时间的情况下,2点估计法的结果令人满意。     

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