配电网模糊潮流计算方法及其收敛性研究

针对配电系统中存在的大量不确定因素,提出一种改进的配电网模糊潮流支路前推回代法,充分考虑负荷的模糊性对潮流计算的影响,使算法能应用于复杂的实际配电系统。算法线性收敛,计算速度快,计算结果采用梯形模糊隶属函数来表达,能更准确的反映负荷模糊性对于各个节点电压和功率的影响。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点,同时给出收敛误差方程。在美国PG&E的69节点配电系统上的仿真结果表明,与确定性支路电流法和基于蒙特卡洛随机抽样的支路前推回代法相比,模糊支路前推回代法的计算结果能更准确地反映出更多的系统信息,验证了研究结论的正确性和实用性。     

一种提高断面功率传输能力的无功补偿方法

为了研究局部网络间的功率传输能力,利用断面输电功率参数化连续潮流研究了断面传送功率对系统电压稳定性的影响.为了保证获得符合系统正常运行要求的无越限运行方式,提出一种旨在增加断面传输能力的最优无功补偿策略.该策略基于电力系统输电断面功率参数化而不是节点负荷参数化重新设计连续潮流算法,以此为工具给出断面传输能力裕度信息及网络弱节点信息.将连续潮流结果作为优化算法的约束,选定电压稳定弱节点为无功补偿安装节点,以节点电压越限为触发条件,应用内点法计算最小无功补偿量.仿真结果证明该无功补偿策略可以有效提升断面功率传输能力.     

基于预测-校正内点法的HVDC交直流系统最优潮流

高压直流输电在远距离大容量输电、海底电缆输电等方面具有独特的优势,但直流设备的引入也使得交流系统最优潮流算法无法直接应用于现存的交直流系统,为此,先基于传统最优潮流算法,结合直流系统的稳态模型,提出一种含高压直流输电的预测-校正内点法最优潮流。多个算例仿真表明,该算法在不同的控制方式下均具有较好的适应性和收敛性,且迭代次数少于原对偶内点法,可减少计算量,节省计算时间。     

电力系统内-外点优化潮流算法

提出了利用内-外点算法(IEPM)求解电力系统最优潮流问题。内点法(IPM)具有全局收敛性好的优点,但有时在最优点附近其收敛速度会降低,而外点法(EPM)在满足二阶最优条件时具有1.5Q的超线性局部收敛速度。IEPM将原对偶内点法和外点法结合,利用内点法寻找全局最优点所在的邻域,当内点法收敛到全局最优点邻域时,转到外点算法继续进行优化潮流数值计算。内-外点优化潮流算法结合了内点法和外点法的各自优点,具有快速的全局收敛性和超线性局部收敛性。对4个IEEE标准测试系统和一个实际某区域685节点系统仿真结果表明,该方法能够保证优化潮流计算的全局收敛性,且收敛速度快,迭代次数少。     

电力系统潮流的自动计算方法

提出一个实用的电力系统潮流自动计算与分析方法,可以实现对年度逐小时电力系统潮流自动计算,其主要特点和功能包括:开发了具有变量范围约束的电力系统潮流算法,可满足潮流自动计算的要求,是实现潮流自动计算的关键算法;运用生产模拟和随机生产模拟方法,给出确定与逐小时负荷水平相应的机组出力及开停机安排的自动发电计划算法。运用该方法构建了潮流自动计算分析系统,并给出了实现潮流自动计算的实例。所提出的算法的收敛性、稳定性较好,能够满足实际计算的要求,可以快捷、准确、高效地开展系统运行分析。     

基于连续潮流的输电网可用输电能力计算

提出一种基于连续潮流的线性迭代法计算输电网可用输电能力ATC(AvailableTransferCa鄄pability),详细推导了该算法的数学模型,并给出计算方法及流程,将算法应用到IEEE-30节点系统,结果表明该方法具有一定的实用性、可靠性和有效性。同时,将基于连续潮流法与直流灵敏度法的计算精度进行比较,结果表明该方法精度高;此外讨论了负荷参数λ取固定增长步长与变增长步长两种情况下的计算精度与计算速度,结果表明两者计算精度差不多,但后者计算速度快一些。     

基于连续潮流和模态分析的电压稳定分析

针对电压稳定分析的连续潮流和模态分析方法进行研究,详细推导了连续潮流和模态分析的具体算法.连续潮流通过局部参数化和预测校正的方法克服其在拐点的奇异性,模态分析则给出节点参与因子和支路参与因子用于标识电压稳定性.结合某省网进行实例分析,证明了节点参与因子和P-U曲线在反映电压稳定性上具有一致性.计算结果表明:连续潮流方法可快速、准确求得系统最大负荷点,判断系统稳定裕度;模态分析方法可以很好定位电压稳定的薄弱区域.     

基于连续潮流法及内点法的交直流负荷裕度算法

基于连续潮流法和原始-对偶内点法,提出了一种新的分段求解交直流系统负荷裕度方法。首先根据直流系统的调节特性,运用连续潮流法计算初始运行点到直流控制方式调整点系统的负荷增量。然后基于交直流网络间的耦合关系,推导得到交直流系统的Jacob i、Hessian矩阵,进而运用原始-对偶内点法求解直流控制方式改变后交直流系统的负荷裕度。该方法具有较好的收敛性,且能方便考虑直流量的约束和控制方式调整的问题,并经算例仿真验证该方法的准确性和快速收敛性。     

基于卷积的风速和负荷相关性分类处理的概率潮流计算

含相关性风电的电力系统概率潮流算法需具备同时处理风速相关性和负荷相关性的能力。现有的概率潮流算法一般采用蒙特卡罗方法统一处理两类相关性,但该算法计算量较大,且忽视了风速和负荷在概率分布特性上的差异。为此,本文提出风速相关性和负荷相关性分类处理的概率潮流算法。该算法延用蒙特卡罗法计算相关风电场总出力的概率密度曲线,并利用负荷一般呈正态分布的特性,采用解析法快速求取总负荷的正态分布函数,最后将两类结果进行卷积计算获得支路潮流的概率密度函数。由于在处理具有相关性负荷时避免了负荷样本的生成与采样,该算法可以提高概率潮流的计算效率。以含多风电场的IEEE RTS-96系统和IEEE 118系统为算例,与蒙特卡罗法、点估计法及累积量法进行比较,验证了本文方法的有效性和优越性。     

基于连续潮流法及内点法的交直流负荷裕度算法

基于连续潮流法和原始-对偶内点法,提出了一种新的分段求解交直流系统负荷裕度方法.首先根据直流系统的调节特性,运用连续潮流法计算初始运行点到直流控制方式调整点系统的负荷增量.然后基于交直流网络间的耦合关系,推导得到交直流系统的Jacobi、Hessian矩阵,进而运用原始-对偶内点法求解直流控制方式改变后交直流系统的负荷裕度.该方法具有较好的收敛性,且能方便考虑直流量的约束和控制方式调整的问题,并经算例仿真验证该方法的准确性和快速收敛性.     

西北电网多直流外送条件下的ATC分析

采用连续潮流法和交流灵敏度法的计算方法,借助DSATools的VSAT工具,进行了不同直流多点送出方式和相同直流多点送出方式不同运行条件下的西北电网ATC计算和分析。ATC分析结果表明,对于典型运行方式考虑不同直流运行方式组合的情况下,西北电网新疆联网以及所有直流输电工程投运后,系统省际联络断面都具有较高的可用传输能力;西北电网750kV线路所形成的主网架结构在外送通道出力增加的情况下,仍有较强的省网间的电能交换能力。这对西北电网的未来规划和安全稳定运行具有一定的参考价值。     

基于改进遗传算法与原对偶内点法的无功优化混合算法

基于改进遗传算法和原对偶内点法提出一种求解无功优化问题的混合算法。首先通过改进遗传算法求解无功优化问题中的离散变量,然后采用原对偶内点法求解与已获得离散变量最匹配的连续变量。在改进遗传算法中采用交叉、变异算子并基于可行域规则处理离散约束,有效提高了混合优化算法的整体寻优效率。在IEEE 118节点系统中的仿真计算结果验证了本文方法的有效性。该方法已应用于福建电网自动电压控制系统中。     

连续潮流及其在电力系统静态稳定分析中的应用

对连续潮流问题及其在电力系统静态稳定性分析中的应用进行了全面的综述。从连续潮流用于系统静态稳定性分析的理论基础、连续潮流的模型分类、连续潮流的算法分类和连续潮流的用途等方面分别进行了评述。对于连续潮流的其他相关发展,如快速解耦法连续潮流问题、双参数稳定边界连续潮流问题、连续最优潮流问题及其考虑一些动态元件的静态特性的连续潮流模型做了介绍。随着电力系统静态稳定评估和控制功能的在线应用,连续潮流技术必将成为能量管理系统中一个基本的计算引擎。     

一种识别静态电压稳定分岔点的混合方法

基于连续潮流法和崩溃点法,提出了识别和计算极限诱导分岔点和鞍结分岔点的2阶段混合算法。该方法结合了连续潮流法和崩溃点法各自的优点,并能考虑到所有发电机（包括平衡发电机）的功率限制。在第1阶段中应用常规的连续潮流法,加大步长快速穿越崩溃点;第2阶段通过分析比较,选用不同的算法精确识别和计算崩溃点。对IEEE 118节点和IEEE 300节点试验系统的计算结果表明,该算法能准确地识别静态电压稳定崩溃点,并有效地解决连续潮流计算中平衡发电机功率越限问题。     

基于改进Chord法的电力系统连续潮流计算新方法

连续潮流计算是电力系统研究静态电压稳定和传输能力应用的重要工具,但临界点处的奇异性制约了连续潮流计算的应用和发展。因此,解决好临界点病态问题是更好应用连续潮流的关键。应用改进Chord法处理连续潮流问题中临界点处的计算,能够快速计算该点处的解,收敛速度快,达到二阶收敛。不用扩展原雅可比矩阵,因此不需要担心原系统中的非奇异点变为系统扩展雅可比矩阵的奇异点问题,使计算过程更为简单。应用线性化方法预测连续潮流计算方向,整个计算过程简洁方便。在计算及分析中与扩展潮流计算方法进行比较,体现了所提Chord法简洁、高效的优点。不同工况下,IEEE39和IEEE57节点系统仿真算例结果表明,所提模型和方法能够快速有效地计算连续潮流和临界点处的奇异解,有着很好的精确性和鲁棒性。     

Total transfer capability computation for multi-area power systems

This paper presents a method for multi-area power system total transfer capability (TTC) computation. This computation takes into account the limits on the line flows, bus voltage magnitude, generator reactive power, voltage stability, as well as the loss of line contingencies. The multi-area TTC problem is solved by using a network decomposition approach based on REI-type network equivalents. Each area uses REI equivalents of external areas to compute its TTC via the continuation power flow (CPF). The choice and updating procedure for the continuation parameter employed by the CPF is implemented in a distributed but coordinated manner. The proposed method leads to potential gains in the computational efficiency with limited data exchanges between areas. The developed procedure is successfully applied to the three-area IEEE 118-bus test system. Numerical comparisons between the integrated and the proposed multi-area solutions are presented for validation.     

Voltage security evaluation based on perturbation method

This paper proposes a new algorithm for estimating voltage security margin. The algorithm is based on the perturbation method and has significant computational efficiency. The proposed algorithm can be used for on-line voltage security evaluation. It has been validated using IEEE-14, IEEE-30 and IEEE-57 bus systems. Results from the tests show higher efficiency and smaller error margins compared to continuation power flow (CPF) method.Voltage collapse is a serious threat to the security of stressed power systems; therefore, voltage security (VS) has become a major challenge for management of power systems. The motivation for this research is a direct consequence of the deregulation of electricity industries and markets worldwide.     

基于动态潮流方程的连续潮流模型与方法

连续潮流法(continuation power flow,CPF)是静态电压稳定分析的一个基本工具。针对常规连续潮流法在处理不平衡功率上的不足,建立基于动态潮流方程的连续潮流模型,称之为动态连续潮流模型(dynamic continuation power flow,DCPF)。作为一种系统化的方法,DCPF合理地分配了系统不平衡功率,解决了常规连续潮流计算结果依赖于平衡节点选择的问题,提高了电压稳定评估的精度。IEEE-39节点和实际省级电网的算例结果表明:动态连续潮流模型计算结果不依赖于平衡节点的选择,计算速度可满足在线运行的需要。     

Optimal placement of multiple STATCOM for voltage stability margin enhancement using particle swarm optimization

This paper proposes an approach for optimal placement of STATic synchronous COMpensator (STATCOM) in power systems. The approach is based on the simultaneous application of particle swarm optimization (PSO) and continuation power flow (CPF) to improve voltage profile, minimizing power system total losses, and for maximizing system loadability with respect to the size of STATCOM. Simulation results show the suitability of the PSO technique in finding multiple optimal solutions to the problem with reasonable computational effort. The installation of the STATOCM on these buses can increase the system voltage stability margin. The proposed technique is examined on the IEEE57 bus test system.