基于共轭电流全损耗分量法的输电损耗在线分摊计算

主要讨论了基于共轭电流全损耗分量法的输电损耗在线分摊计算,通过IEEE-30节点系统验证了该算法,在计算过程中采用短时分段积分的方式进行在线电能损耗分摊计算,全年的电能损耗则利用了典型运行方式来计算.该算法根据各电源对支路的使用程度计算各电源对各支路应承担的损耗,从而计算系统网损在电源中的分摊量.它反映了各电源对网络的使用程度,因此趋于合理,而且算法基于潮流计算,算法简单,计算速度快.     

含VSC-HVDC的交直流混合系统潮流统一迭代求解算法

介绍基于电压源换流器(VSC)的新一代高压直流输电(VSC-HVDC)技术,具有可向无源网络供电、不会出现换相失败等众多优点。分析VSC-HVDC输电系统的原理及其中VSC的控制方式。针对不同控制方式下的VSC,分别推导其交流母线及直流系统相应的潮流修正方程式。提出VSC-HVDC交直流混合系统潮流的统一迭代求解算法,并以修改后的WSCC-9节点交直流混合系统的潮流计算为例,验证统一迭代求解算法的有效性。通过该潮流算法分析VSC-HVDC输电系统的稳态特性和有功功率损耗特性。     

含柔性直流电网的交直流网络潮流计算方法综述

为解决大规模新能源并网和消纳问题,基于柔性直流输电的直流电网技术备受关注。相比传统高压直流输电,基于电压源型换流器的直流电网运行方式更为灵活,其控制方式的多样化将使得传统潮流算法不再完全适用。总结了目前含柔性直流电网的交直流网络潮流计算的相关文献,分析了两端、多端直流输电潮流求解算法以及考虑损耗的换流站建模处理方法。梳理了换流器和直流电网不同控制方式与潮流节点类型的对应关系以及对构建潮流方程的影响,并针对不同控制方式切换带来的雅可比矩阵维数变化问题,总结了交直流网络潮流统一表达和高效求解方法。结合柔性直流电网发展方向,展望了未来潮流计算相关技术领域的研究重点并提出了相关建议。     

计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法

基于分布式电源下垂控制、负荷静态特性和三相不平衡网络模型,提出了一种三相不平衡孤岛微电网的直接潮流算法。首先基于配电网直接潮流算法,并计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的影响,推导建立了三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法的计算模型。为了求解所提直接潮流算法的计算模型,提出了一种两层潮流迭代法,其中内层潮流迭代法用于求解除虚拟节点外的三相不平衡孤岛微电网的潮流计算,外层潮流迭代法用于更新虚拟节点电压和系统角频率。最后分别基于澳大利亚真实网络和25节点典型微电网开展多场景仿真分析,并将其与牛顿信赖域方法进行对比分析,仿真及对比结果表明所提算法能够快速准确地反映微电网的特点以及真实运行状态,并能够解决三相不平衡孤岛微电网的潮流计算问题。     

计及统一潮流控制器的可用输电能力的计算

在电力市场环境下，研究和计算区域间可用输电能力可以引导市场参与者进行电能交易，保证充分利用电网输电容量，而研究计及FACTS装置的可用输电能力的计算更具有理论和实际意义。文中基于最优潮流，提出计及统一潮流控制器的可用输电能力的计算模型，利用功率注入法，将统一潮流控制器对潮流的控制作用转移到所在线路两侧的节点上，在不修改原有节点导纳阵的情况下嵌入模型。算法上采用逐步二次规划法，IEEE．30节点系统的计算结果表明，所提出的模型及算法是有效的和可行的。     

基于序电流注入模型的三相潮流计算方法

针对三相潮流计算中,不对称输电线路间弱耦合关系处理难的问题,引入不对称输电线路的补偿注入电流模型,并提出基于节点注入序电流的牛顿-拉夫逊法。这种方法使PQ节点对应的Jacobian矩阵成为一个常系数矩阵．避免了迭代过程中对Jacobian矩阵的更新。在迭代中通过逐次更新序电流实现潮流求解。克服了序电压变化对方程求解速度的影响。仿真结果表明,该方法较其他算法对不平衡功率、R／X比值敏感度低,能够大幅度地减少迭代次数．缩短不对称输电线路三相潮流的计算时间。     

基于序电流注入模型的三相潮流计算方法

针对三相潮流计算中,不对称输电线路间弱耦合关系处理难的问题,引入不对称输电线路的补偿注入电流模型.并提出基于节点注入序电流的牛顿-拉夫逊法.这种方法使PQ节点对应的Jacobian矩阵成为一个常系数矩阵.避免了迭代过程中对Jacobian矩阵的更新.在迭代中通过逐次更新序电流实现潮流求解.克服了序电压变化对方程求解速度的影响.仿真结果表明,该方法较其他算法对不平衡功率、R/X比值敏感度低.能够大幅度地减少迭代次数,缩短不对称输电线路三相潮流的计算时间.     

考虑风电接入的超短期阻塞概率动态预测

研究了接入风电场后的区域电网输电阻塞概率预测问题,提出了一种边界潮流优化算法和一种超短期输电阻塞概率动态预测方法。应用概率分布表示风电接入带来的不确定性,采用优化潮流作为电网潮流的计算框架,通过基于对偶抽样的蒙特卡洛仿真和边界潮流优化算法获取断面潮流的概率分布及边界,然后预测输电断面的阻塞概率。IEEE 39节点和IEEE 118节点系统的算例表明,所提出的阻塞概率动态预测方法是有效的。     

电力系统潮流算法的几点改进

对电力系统传统潮流算法进行了如下几点改进：①提出了基于诺顿等值的多平衡节点处理方法。该方法既能解算具有多个平衡平点的同一电网潮流问题。也能够同时解算相互解列的、各自内部具有多个平衡节点的不同子网潮流问题。②针对小阻抗和零阻抗网络参数易导致节点导纳矩阵病态并影响潮流收敛速度和精度的同时,提出了基于节点等效附加注入的小阻抗和零阻抗处理方法。该方法可使节点导纳矩阵良性化,从而保证算法快速、准确地收敛。③针对PQ分解法的收剑性敏感于R/X比的问题,提出了基于节点等效附加注入的改进PQ分解法,使适用于高压输电系统的PQ分解法能够成功地应用于具有大R/X比的低压配电网潮流解算中。     

基于节点电流关系的多端柔性直流输电系统潮流计算

多端柔性直流输电系统是近年来的研究热点,而关于其潮流计算的研究是系统稳定控制和故障分析的基础,迄今为止,已有很多文献对此做了研究,但从其使用的求解潮流的数学模型方面看,都是基于节点功率关系的。提出了一种基于节点电流关系的多端柔性直流网络潮流算法,且考虑了下垂控制方式,以6节点直流网络和11节点交直流混联网络为例,在Matlab中编制了相应的程序,并与现有文献中的基于节点功率关系的潮流算法做了对比。对比结果显示,在不同的网络运行方式下达到相同的预定计算精度时,均比基于节点功率关系的潮流算法迭代次数少,所用时间短且当节点电压初值发生一系列变化时,所提算法依然可以快速求解出收敛解,而基于节点功率关系的算法,对于电压初值变化很敏感,迭代次数随初值的变化而变化。算例结果表明,所提算法对含有多端柔性直流系统的网络潮流计算具有较好的快速性和计算精度。     

基于BPA潮流的电力系统中长期频率电压稳定仿真方法

随着电力系统的复杂化,电力系统中长期动态过程频率电压稳定对系统安全性的影响愈加明显。针对该问题,提出了基于潮流计算的中长期准稳态时域仿真方法。该方法在传统时域仿真方法的基础上综合利用准稳态思想和潮流计算模块,再进一步针对效率问题提出自适应变步长仿真策略和多时步预测辅助方法。所提方法的算法主体部分和潮流计算部分分别在Mathematica科学计算软件和BPA潮流计算功能模块中实现,通过自定义数据接口进行数据对接。通过在Nordic32标准算例系统和某大区电网实际算例系统中对该方法进行验证,表明该方法显著降低实现成本,并提高了仿真计算的效率。     

基于自适应幂级数初始点的电力系统全纯嵌入潮流并行计算

在利用全纯嵌入潮流计算方法求解电力系统潮流时,若平启动的电压幂级数初始点远离系统潮流解实际值,则易导致计算量增大,且在求解各节点电压的过程中,传统基于中央处理器(CPU)串行计算架构的计算耗时较长。提出一种基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流并行计算方法。根据系统节点导纳矩阵和平衡节点电压自适应调整系统全纯嵌入潮流的幂级数初始点,构建基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流计算模型,以加快电压幂级数的收敛。借助多核CPU计算平台实现各节点电压Padé近似的并行化,以提高系统潮流方程的求解效率。不同规模测试系统的仿真结果表明,所提方法可实现电力系统全纯嵌入潮流的高效、准确求解。     

配电系统非恒功率负荷潮流计算方法

针对配电系统中负荷的非恒功率特性对潮流计算的影响,提出一类改进的基于负荷电压-功率特性的配电网潮流支路前推回代法。算法线性收敛,计算速度快,计算结果能更准确地反映负荷实际电压特性对于各个节点电压和功率的影响。而且对算法收敛性进行分析和证明,给出算法的收敛判据,并证明当满足收敛条件时必存在唯一平衡收敛,说明恒功率潮流计算方法仅是该文提出方法的特例。在美国PG&E的69节点配电系统上的仿真结果表明,与恒功率支路电流法相比,在故障情况下该文提出的方法计算结果能更准确地反映出更多的系统信息,结果验证研究结论的正确性流计算方法相比,在故障情况下该文提出的方法计算结果能更准确地反映出更多的系统信息,结果验证研究结论的正确性和实用性。     

含线间潮流控制器的电力系统联合潮流计算

线间潮流控制器(IPFC)能实现线路间的潮流转移和分配,可用于解决电力系统中潮流不均引起的一系列问题,具有较大的应用潜力和价值。为评估IPFC工程应用价值,需实现含IPFC的大系统潮流计算,但目前我国多用于电网规划设计的大型电力系统分析软件中没有开发IPFC模型。为解决上述问题,提出了一种基于Matlab与PSD-BPA的含IPFC电力系统的联合潮流计算方法。首先推导了IPFC功率注入模型的数学表达式,并设计了Matlab与BPA联合潮流计算的计算框架,由Matlab进行IPFC求解计算,BPA进行大电网潮流计算,通过数据交换接口完成两种仿真软件的交互与交替求解。进一步对IPFC功率注入模型进行改进,提出了一种基于PI控制器的变步长潮流迭代策略提高了计算方法的收敛性。以南通西北片电网为例,对提出方法进行了仿真验证,计算结果表明了提出方法的正确性和有效性。     

基于面向对象的电力网潮流计算软件开发

采用PQ分解法数学模型,运用面向对象的编程思想,在VC 开发环境下,自主开发了实用高效的电力网潮流计算软件,并对一典型电网络进行实际计算。算例分析表明,开发的潮流计算软件具有速度快、精度高、使用方便等特点。     

含TCSC的电力系统潮流计算研究

为了寻找能够充分考虑FACTS元件对整个电力系统影响的潮流计算方法,在常规的潮流计算基础上,根据可控串联补偿器(TCSC)的工作原理和数学模型,采用节点等效注入功率法处理网络中的TCSC支路,建立了计及TCSC的潮流计算数学模型,并以TCSC所在线路的有功功率为控制目标进行潮流计算。通过潮流结果分析,可以证明该计算方法能够将TCSC的影响考虑到潮流计算中。在采用牛顿-拉夫逊法进行求解时,含TCSC的潮流计算与普通潮流区别不大,编程时做一下改动即可。通过比较,可以得出了在不同的线路安装TCSC后得到不同的潮流结果的结论,并对TCSC的最佳安装地点问题进行简单讨论。IEEE 4节点系统和IEEE14节点系统的仿真验证了该计算方法的有效性。编程采用MATLAB语言,利用稀疏矩阵潮流算法形成导纳矩阵则节省了存储空间,加快了运算速度。     

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。     

配电网络拓扑分析与三相潮流计算的实现

根据配电网三相潮流计算的基本原理 ,按面向对象技术设计并实现了配电网拓扑分析和三相潮流计算算法。潮流计算算法采用实用高效的前推回推法 ,拓扑分析则根据前推回推法的特点采用支路分层的方法 ,两者结合有效地保证了算法的效率。在实现中 ,按面向对象技术设计了支路、节点、层和馈线类 ,并在这些类的基础上实现了拓扑分析和潮流计算。利用 33节点、1 2 3节点和 2 92节点系统对实现的算法软件进行了性能测试 ,结果表明 ,算法软件具有很高的效率     

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。