发输配全局潮流计算第一部分:数学模型和基本算法

提出发输配全局潮流计算这一新课题,它以全局电力系统为研究对象,能计算出一体化的全局电力系统状态,弥补了传统潮流计算中发输电系统和配电系统完全独立进行的局限性,可满足全局控制决策的需要。建立了数学模型,构造了全局潮流主从分裂法,自然地将规模庞大的全局潮流问题分解成发输电潮流和一系列小规模的配电馈线潮流子问题,发输电和配电可用不同的潮流算法,满足了全局潮流在分布式计算的要求。     

发输配全局潮流计算第二部分:收敛性、实用算法和算例

主从分裂法是一种适合于全局潮流计算的基本算法,文章对该算法的收敛性进行了理论研究,给出了实用的收敛性分析方法,讨论了该算法的收敛机理,研究了实用迭代算法的构造,提出了两类不同特点的主从分裂迭代算法,并通过算例,验证了关于全局潮流问题和主从分裂法的一些重要观点和结论。     

含环状配电网的输配全局潮流分布式计算

传统的基于主从分裂法的全局潮流计算对于辐射状配电网比较有效,但应用于环状配电网则存在收敛性问题。针对该问题,提出了基于配电网等值的主从分裂法,引入边界虚拟功率,将环状配电网的等值网络和循环功率考虑到输电潮流方程中,构造了新的主从分裂迭代格式。给出了算法实现和若干讨论及在线计算的分布式组织。针对算例,对传统方法和新方法的收敛性进行了理论分析,并用数值计算进行了对比验证。结果表明,新方法收敛可靠、通信数据量少,适用于输电和配电控制中心之间的在线分布式计算。     

含电磁环网的输配电网全局动态潮流主从分裂算法

全局动态潮流在计算发输配一体的电网预想事故后的新稳态工况时,比只在主网侧计算的动态潮流更贴近实际。为解决全局动态潮流的分布式计算问题,需要采用主从分裂法。该方法根据配电网等值将输配电网分裂后,分别在主网侧和配电网侧计算动态潮流,然后交换少量数据,实现主从迭代。根据电磁环网理论,在首次主从迭代添加起步加速环节,可以在迭代前期得到更接近真实解的系统频率增量,加快计算速度。算例表明,含起步加速的全局动态潮流主从分裂算法能够更加准确且快速地计算电网在预想事故后的新稳态工况,适用于在输配电网之间进行分布式计算。     

基于配网功率预估的输配网全局潮流计算

在输配网全局潮流计算中,当前的需求是有效减少配网潮流计算量并保证收敛精度。对此,提出一种基于配网功率预估的输配网全局潮流计算方法。首先,建立边界点交互功率预估函数,在此基础上构建主从迭代和预估迭代交替使用的输配网潮流计算模型,通过主从迭代得到配网功率和边界点电压,求解功率预估函数参数进行预估迭代,减少了主从迭代次数。在潮流迭代的过程中不断修正预估函数,使功率预估值不断逼近真实值,保证了潮流的收敛精度。采用修正函数对配网潮流计算初值进行修正,使初值更接近真实值,减少了每次主从迭代中配网子迭代次数。仿真及其分析表明,所提方法在提高计算速度方面效果非常显著,同时计算结果具有很小的误差。     

使用“BPA电力系统分析程序”的体会

电科院从美国引进的“ＢＰＡ电力系统分析程序”是具有国际先进水平的电力系统分析软件包。在实际应用该程序时,在潮流计算中,并联电抗器的额定电压与所接节点基准电压一致,分析低压电抗器投切对系统电压的影响时将各发电机出口电压恒定,在稳定计算中,发电机稳定数据必须与潮流数据完全对应。     

南方电网交直流混合实时状态估计的应用

基于数学上严格的主从分裂法,通过对现有成熟软件的较小修改,实现了交直流混合实时状态估计器,并在南方电网投入了现场试运行.分析了实现中提出的特殊问题,包括:软件总体流程、直流系统的参数辨识、直流系统可观测性分析和直流系统量测的处理,提出了相应的解决措施.分别针对南方电网的核心模型和全模型,报告了现场应用经验和效果,特别是报告了针对全模型的24 h持续运行的详细情况,验证了状态估计的精度、效率、收敛性和24 h持续运行的可靠性.     

基于主从分裂法的交直流混合状态估计

直流输电技术的快速发展迫切要求提出实用的交直流混合状态估计方法。该文将交流系统看成主系统，将直流系统看成从系统，提出了交直流混合状态估计的一种新方法，即主从分裂法。该方法自然地将整个电力网络的状态估计问题分解成交流估计和直流估计两个子问题，通过主从分裂迭代，可获得严格的全局状态估计解。其中，交流系统和直流系统可以采用不同的状态估计算法，只需对调度中心现有状态估计软件进行少量修改，即可实现交直流混合状态估计。理论分析和数值试验结果均表明了新方法的实用性、正确性和良好的收敛性。     

全局输配电网电压稳定故障筛选与排序的分布式计算方法

随着传统配电网向含大量分布式电源的主动配电网转变,输电网、配电网电压稳定评估已不再适宜各自独立计算。基于输电网、配电网分属于不同控制中心调控,提出一种全局输配电网电压稳定故障筛选与排序的分布式计算方法。该方法分为两阶段：阶段1中采用输配电网主从分裂分布式潮流工具在系统要求最小负荷裕度值的工况下进行各预想故障的潮流计算,采用最优乘子法筛选出潮流不可解的严重故障;阶段2中采用基于输配电网分布式连续潮流的步长加速二次曲线拟合方法计算严重故障的负荷裕度并进行排序。由1个IEEE 118节点输电网和2个IEEE 33节点配电网组成的全局输配系统的仿真算例表明所提方法能够快速可靠地实现全局输配电网电压稳定故障筛选与排序。     

全局电力管理系统(GEMS)的新构想

传统的能量管理系统（EMS）和配电管理系统（DMS）相互独立,分别对发输电系统和配电系统实行监控和调度管理。提出全局电力管理系统（GEMS）的新概念,将发输配全局电力系统看成是有机整体,在EMS和DMS之间建立深层次的有机联系,为发输配全局电力系统提供全局协调的调度控制,实现发输电资源和配电资源的互补,充分发挥全局控制的潜力和效益。初步探讨了GEMS的特征和分布式计算的理论和方法。随着国家电力数据网的全面建成,GEMS的实现将成为可能。     

配电匹配潮流技术及其在配电状态估计中的应用

针对配电系统的实时量测冗余度低,提出了用配电匹配潮流技术来求解配电技术状态估计的方法,并推导了最优估计意义下的配电匹配潮流方程及其系统化的求解方法,理论分析和算例结果表明,利用配电匹配潮流进行状态估计高效可行,符合当前配电系统在线应用的实际要求。     

三相不平衡配电网的潮流故障统一分析方法

摘要： 针对配电网的辐射状和弱环网以及三相不平衡的特点，在前代回推的基础上，提出了一种利用多端口混合补偿技术的三相潮流和故障计算的统一分析方法。提出了对各种故障具有统一形式的故障端口补偿电路，并且该方法在电网的正常和故障两种情况下具有统一的计算公式和迭代步骤。因而，故障计算与普通潮流计算具有相同的收敛性。并且，计算模型中可以考虑详细的负荷模型，提高了故障电流计算值的精确度。数值算例表明该方法具有很高的效率和计算精度，完全可以应用于实时控制系统。     

基于潮流定解条件的电力系统状态估计可观测性分析

提出了一种新的形成电力系统状态估计可观测岛的拓扑分析方法。该方法利用内网等值的思想隐去支路量测岛内部节点，将仅由边界节点和它们之间的岛际互连支路构成的若干待并网作为分析对象，总结了关于度1，度2节点的特殊合并规则，当量测岛互联成网状时，提出了利用潮流定解条件判定量测岛是否可合并的简单规则，文中对所提规则进行了验证并对所提方法的有效性进行了讨论。     

面向对象的电力系统潮流计算与静态安全分析

采用C＋＋语言、面向对象的方法,开发了一种通用式分层管理的电力系统网络类库,并着眼于实时系统,实现了分层分步式实时接线分析、面向对象的快速分解法潮流计算与规范化的计算机静态安全分析计算。计算中,算法作了一些改进,提高了计算速度,各个类的有效封装又使程序具有很好的模块性、可维护性和可重用性。     

不对称三相电力系统潮流、故障的统一分析法

提出了不对称三相系统故障分析的新算法，该算法直接利用本相潮流计算时所形成的节点导纳阵因子表，实现了潮流、故障计算的有机结合，故障计算时还充分利用了近年来发展的稀疏补偿法和稀疏向量法，从而进一步提高了计算速度。     

电力系统状态估计问题的研究现状和展望

状态估计是现代ＥＭＳ的重要组成部分,文中从状态估计的准则,加权最小二乘估计器,坏数据的处理,外部网络和可观测性分析及其它问题等方面综合论述状态估计问题的研究现状,对值得研究的问题进行展望。     

基于扩展潮流模型的电力系统电压稳定分析

提出了一种用于电力系统电压稳定分析的扩展潮流模型并用连续潮流法求解。这个模型的突出优点在于它不但包括了关键动态设备的运行特性，而且在稳态条件下还可以转化为求解代数微分方程的问题，它为电压稳定裕度计算中设备运行特性的描述提供了一种精确的表示方法。试验系统仿真结果表明该模型的有效性和合理性。     

基于节点注入电流模型的配电网潮流算法

文中的潮流方程是基于节点注入电流模型的非线性方程组,通过梯度求解,可以解决具有多回路和多电源的配电网潮流。通过与电网最常用的Ｎ－Ｒ法和前推／回代法在收敛速度、算法稳定性和适应面等方面的比较与分析,并结合多个算例验证了该算法的有效性和正确性。     

驻马店和信阳地区电网与河南主网解列事故分析

2000年12月8日19时41分,河南电网发生了驻马店,信阳受端电网与主网解列事故。事故的特点是,短路故障持续时间长,两解列后的小网功率缺额大,其频率,电压变化过程复杂。在低压解列及低频减载装置正确动作后,两小网保住了京广电铁负荷并维持住了孤网运行。文中分析了小网在大功率缺额下的频率,电压变化过程。     

基于灵敏度分析与最优潮流的电网无功/电压考核方法

针对电网的无功/电压水平考核问题,提出了一种综合应用灵敏度分析和最优潮流的实用化考核方法.当供电公司所辖电网内有节点电压越限时,通过计算各负荷节点的注入无功功率对节点电压变化的灵敏度,可以直接根据考核点的电压偏差求得相应的无功功率偏差;当所有节点电压都在规定范围内时,以全网有功网损最小为目标函数进行最优潮流计算,求得各节点的最优无功补偿量.该方法考虑了电网运行的安全性和经济性,考核结果可以为供电公司实施关于无功/电压水平考核的奖惩提供科学的决策依据,同时也可以对供电公司合理进行无功补偿起到指导作用.