基于连续潮流的静态分岔点追踪方法

静态电压稳定性分析中,主要有两类分岔:鞍结分岔和极限诱导分岔,并以当前运行点离分岔点间的负荷距离评估电压的稳定裕度。对发电机无功受限后出现的无功/电压约束转换和极限诱导分岔现象进行了分析,并采用了发电机无功极限值引导变步长的连续潮流方法,对鞍结分岔点和极限诱导分岔点进行了搜索,继而利用潮流雅可比矩阵特征值的符号变化进行识别。该方法应用于IEEE 39节点测试系统,取得了比较理想的效果,从而验证了该方法的正确性和有效性。     

基于负荷模糊聚类的电压稳定概率评估

在对研究时段内多个负荷水平进行模糊C均值聚类的基础上,采用多维正态分布抽样技术,提出了一种同时计及节点负荷相关性和负荷预测不确定性的电压稳定概率评估方法。通过对负荷样本多次抽样后进行连续潮流计算及模态分析,可以获得系统功率极值、母线与支路参与因子的统计信息,以及系统在给定负荷水平下电压失稳的概率,从概率角度指出具有潜在电压稳定问题的区域,实现对系统电压稳定性的概率评估。通过对IEEE57节点系统进行分析计算,验证了算法的可行性和有效性,并就模糊聚类数、负荷预测不确定性和节点负荷相关性对电压稳定评估结果的影响进行了比较和分析。     

考虑直流输电的电力系统无功备用优化

目前无功备用研究较少涉及包含直流输电线路的电力系统。提出一种针对交直流混联系统的电力系统无功备用优化模型。基于交直流混联潮流方程,该模型首先利用发电机端电压及无功功率控制灵敏度定义直流输电系统的有效无功备用。以此为目标,在考虑各种系统约束的情况下建立考虑交直流混联的电力系统无功备用优化模型。针对无功备用优化模型耦合两个运行状态而难以准确求解的缺陷,提出一种解耦方法进行求解。对改进IEEE 39节点系统的算例分析结果表明,所提无功备用定义可有效衡量系统的无功电压水平,而所提模型可以有效提高含直流输电线路电力系统的无功备用和电压稳定裕度,保障电力系统的安全稳定性。     

大规模电力系统电压失稳区的确定方法

本文基于扩展潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法，提出了一种确定大规模电力系统电压失稳区的计算方法。该方法可以明确地给出系统在指定运行工况下，全网最有可能发生电压不稳定或电压崩溃的区域以及与之相关的关键发电机和输电支路。从而为诸如低压减载方案的设计、无功补偿的配置和系统的运行调控提供直接的依据。实际电力系统计算结果表明，该方法具有物理概念清晰、计算简单快速，尤其是适合于解算大规模电力系统的特点     

基于最小奇异值灵敏度的电压稳定薄弱节点研究

最小奇异值作为静态电压稳定指标已广泛应用于电力系统的稳定分析之中。在最小奇异值分析的基础上,给出了最小奇异值对负荷功率的灵敏度,提出将最小奇异值灵敏度用于薄弱节点的分析及无功补偿点的确定。以IEEE57节点系统为例,在考虑负荷平均增长的情况下,分析了负荷变化对最小奇异值的影响,确定了系统薄弱区域及最弱节点,算例表明在所确定的最弱节点处进行无功补偿,可更有效地提高系统电压水平和电压稳定性。     

基于最近电压稳定临界点的发电机无功备用优化方法

目前发电机的无功备用优化方法均基于固定的负荷增长方式,而当考虑负荷、新能源出力预测误差之后,这种优化方法无法有效评估最危险负荷增长方式下的无功备用水平。针对这一问题,文中提出基于最近电压稳定临界点的发电机无功备用优化非线性二层规划模型,上层问题在给定基态节点注入功率的情况下,将求取最近电压稳定临界点及对应的最危险负荷增长方式化为极限曲面二次近似和连续潮流校正的两层迭代格式,而下层模型则求解该最危险负荷增长方式下的无功备用问题,并将修正的基态节点注入功率返回上层模型。为证明该模型的有效性,首先在若干假设的前提下证明了最优解的存在性和充分必要条件,进一步分析表明所提方法可考虑节点负荷增长方式的不确定性,有效提升最危险负荷增长方式下系统的无功备用水平,提高系统的电压稳定裕度,保障系统的安全运行。     

多目标电网无功优化的量子遗传算法

在传统无功优化模型中引入静态电压稳定指标,建立了以网损最小、静态电压稳定裕度最大为目标的多目标无功优化模型。还介绍了量子遗传算法,它是一种基于量子计算概念的智能算法,用量子比特为基本信息位编码染色体,用基于量子概率门的量子变异实现个体进化,其收敛速度和全局寻优能力优于传统进化算法。将该算法用于电力系统无功优化并仿真计算了IEEE14、30节点系统,结果验证了模型和算法的有效性。     

发电机有效无功储备的分析和计算

从保证系统静态电压稳定性的角度阐述了发电机无功储备充裕的含义,提出了发电机有效无功储备的一种定义。给出了发电机无功储备构成的分析方法,建立了最小发电机无功储备分析的数学模型,并提出了一种近似求解框架。以某实际大区电网为例,说明了所述方法的应用结果,并将该结果与静态电压稳定分析和控制结果相互印证,表明了发电机无功储备分析...     

应用微分同胚正规形提高静态电压稳定

无功功率的合理补偿是电力系统稳定性和安全运行的一个重要因素,为研究其补偿方式,采用微分同胚正规形理论分析电力系统的潮流方程,提出了以节点电压非线性参与因子为指标来衡量电力系统中不同节点无功功率对静态电压稳定性的影响程度的方法。根据最危险模式的节点电压非线性参与因子大小分配无功功率,可以得到合理的无功补偿方式,有效地增强电力系统的电压稳定性。将所提出的方法用于New England39节点系统的仿真结果表明,随着电压非线性参与因子之间差值的减小,无功补偿方式趋于合理,系统电压稳定性逐渐提高。因此,节点电压非线性参与因子是分析电力系统电压稳定性的一个有效指标,可以用该指标对无功进行合理的分配,从而提高电力系统静态电压稳定性。     

基于广域量测信息的负荷裕度灵敏度计算新方法

提出一种基于广域量测信息的电力系统负荷裕度灵敏度(LMS)分析方法。根据电力系统的广域量测信息,在线计算电力系统中各负荷节点的负荷裕度;依据所得的负荷裕度,提出一种基于广域量测信息的节点负荷裕度对有功、无功及机端电压的灵敏度分析方法;针对所提的LMS方法,进一步提出了改善系统电压稳定性的相关控制策略;最后将所提方法应用到New England 39节点系统和IEEE 118节点系统中,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

DETERMINATION OF WEAK BUS ORDERING VECTOR IN MULTIMACHINE POWER SYSTEMS FROM VOLTAGE STABILITY VIEWPOINT

ABSTRACT

It is well known that the increase in load demand with a small increase in transmission capacity of a power system leads to voltage instability problems. Deficit of reactive power in the system leads to poor voltage profiles and with increased loading it leads to voltage collapse. The voltage stability condition of the system can be improved by providing reactive power support at certain buses, called the weak buses of the network. Thus determination of the weakest bus and the Weak Bus Ordering Vector (WBOV) assumes great importance. In this paper, a new and simple method is proposed to identify the weakest bus and obtain WBOV in a multimachine power system. The given system is replaced by the equivalent multiport Thevenin network and then the voltage stability limit condition is derived. The weakest bus and WBOV are obtained from an index called, Voltage Change Index. The method is very simple since it requires only one load flow solution for computing the entire WBOV for a given operating condition and it does not require complex multidirectional optimisation. Also, it is applicable to any pattern of load change in the system.     

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。     

电力系统静态电压稳定性在线监控(一)--一种可在线应用的计及负荷静态特性的电压稳定指标

基于局部量测数据和负荷静态特性．提出了一种可在线应用的节点静态电压稳定指标。首先介绍了ZIP负荷模型,然后用戴维南等值电路简化系统,将线路电流表达式整理成实部和虚部．消去负荷有功后代入ZIP负荷模型中的无功表达式得二次方程式．用根判别式得到以无功表示的电压稳定指标VSIQ;同理得以有功表示的电压稳定指标VSIP;取两者中的较小值作为节点电压稳定指标VSI。比较各节点VSI,最小值对应的节点即为系统最薄弱节点。以IEEE14节点和IEEE30节点系统为例,仿真系统在不同负荷特性下VSI的变化曲线。结果显示：恒定功率分量所占比例越大则节点VSI越小,电压稳定性越差;恒定功率比重相等情况下,恒定电流分量比重越大．节点电压稳定性越差．     

基于两点估计法的交直流混合系统电压稳定概率评估

传统的交直流系统电压稳定分析大多是建立在确定性方法上的,没有考虑系统中各种随机因素的影响,不利于交直流系统运行的经济性和合理性。为了弥补确定性方法的不足,提出了一种基于两点估计法的交直流混合系统电压稳定分析方法。该方法考虑负荷水平和负荷增长系数的随机性,建立了交直流混合系统的负荷裕度模型。通过少量确定性计算求出负荷裕度和临界点处节点电压的前3阶矩,从而得到待求变量的近似概率分布,确定某一负荷水平下交直流系统电压失稳的概率。与蒙特卡罗法进行比较,计算精度满足要求,并且大大地缩短了计算时间。     

多直流馈入系统电压支撑强度指标及其在南方电网STATCOM配置方案研究的应用

采用EMTDC和BPA仿真工具,分析了动态无功设备对交流系统故障情况下直流逆变站母线电压和直流功率的影响。配置动态无功设备情况下故障后直流逆变站电压及功率恢复的时间加快,同一时刻直流逆变站电压及功率都比无动态无功设备情况下有所提高,且直流功率的增量与电压的增量基本呈比例关系。从有效抬高各逆变站的母线电压,改善直流功率的恢复特性,提高系统稳定性的角度出发,提出各母线对多回直流逆变站电压支撑强度的指标。该指标可以用于动态无功设备配置站点对多回直流支撑作用的敏感性分析。在该指标计算和系统稳定分析的基础上,提出了南方电网STATCOM的配置方案。该方案被采纳,相关工程已在2013年投产。     

基于人工蜂群算法的配电网无功优化

针对配电网电压质量较低的问题,建立了完整的无功优化模型。首先提出了一种新的无功补偿候选点的方法,即先基于网损最小选择无功补偿点,在此基础上再用动态优化选择无功补偿点;然后建立以网损最小、并联电容器容量最小、电压水平最好、两类电压稳定裕度最大的无功优化目标函数,用模糊方法将含有量纲的多目标问题转化为没有量纲的单目标问题;接着用人工蜂群(ABC)算法确定无功补偿点和容量。最后对IEEE-33节点配电网系统进行了测试分析,并与其它两种优化算法相比较,结果表明使用该优化算法,配电网无功配置方案较优,线路损耗明显降低,电压质量和电压稳定裕度明显提高。     

基于动态模式切换的分布式电源电压无功控制方案

本文介绍了一种基于动态模式切换的分布式电源电压无功协调控制方案。该方案以电压和无功功率为判断条件,确定各个设备在不同状态下采用的具体控制模式;各个设备所起到的作用也将随系统状态改变而动态变化。该方法具有以下三种优势:1)最大化DG的无功功率储备;2)在正常操作条件下提供电压调节;3)最小化系统中的实际功率损耗。为验证其有效性,本文以12节点系统为算例在三种场景下对该协调控制方法进行测试。研究结果表明该方法可在保障实际功率损耗最小化和无功功率储备的最大化的前提下,实现电压状况的明显改善。     

基于灵敏系数和模型预测控制的电压优化策略

针对智能算法的计算量大、没有考虑发电机旋转备用等问题,提出基于灵敏度系数和模型预测控制(MPC)的电压优化控制策略,可以对大负荷节点和枢纽节点进行电压优化,提高系统电压稳定性.建立了系统无功电压的预测模型,研究了旋转备用容量对系统静态电压和暂态电压稳定性的影响.提出的策略可以有效提高系统故障后暂态电压的稳定性,故障切除...     

基于功率传输路径的在线电压稳定性评估新方法

电压失稳本质上是一种局部现象,系统的电压稳定程度可以由最易于电压失稳的功率传输路径的电压稳定性来表征。文中应用局部电压稳定性指标确定薄弱负荷节点,并借助电气距离信息,从无功、有功传输路径两方面确定路径参与节点和关键功率源点,得到系统功率传输的薄弱路径集,通过等值判别最弱功率传输路径,将该路径的电压稳定性指标与关键发电机的无功储备指标相结合,评估整个系统的电压稳定程度。新英格兰10机39节点算例系统的仿真结果表明,该方法速度快、精度高,适合于在线应用。     

AN EFFICIENT CONTINUATION POWER FLOW METHOD FOR VOLTAGE STABILITY ANALYSIS

ABSTRACT

This paper presents an efficient continuation power flow-method for determining voltage stability limit of interconnected power systems. Decoupled power-flow solutions are extremely popular because of lesser storage and faster solution speed as compared to coupled power flow solution. However, it is generally believed that decoupling cannot be used near critical loading conditions. This paper shows that decoupled power-flow solution is possible even under such adverse operating conditions, it is achieved by judiciously incorporating the effects of non-negligible off diagonal submatrices through a subiteration scheme. The load parameter is included in both sets of equations. Bus angle (other than slack bus) and load parameter are used as continuation parameters for solving real & reactive power equations respectively. Results for 5-bus, 14-bus and a practical 91 -bus test systems have been obtained with the coupled and proposed decoupled versions of continuation power-flow to demonstrate the validity and efficiency of the proposed algorithm.