基于非线性灵敏度与曲线拟合法的负荷裕度快速算法

采用非线性灵敏度法对支路事故进行初步排序,避免了线性灵敏度方法筛选严重事故时可能导致的漏选.然后采用二次曲线拟合的方法,将非线性灵敏度得到的负荷裕度作为步长得到g:-个曲线拟合点进行拟合,比较精确地得到严重事故集的负荷裕度.该方法在IEEE30、IEEE57节点系统中得到了验证.     

基于连续潮流法的含双端VSC-HVDC交直流系统负荷裕度分析

为了分析含双端VSC-HVDC交直流系统的静态电压稳态特性,结合交替求解法和连续潮流法给出一种交直流连续潮流法。根据初始输入得到初始解确定负荷增长方向,引入负荷裕度参数。通过调节VSC-HVDC的控制策略,最终得到系统不同情况下的负荷裕度,采用左特征向量乘子法对系统进行负荷裕度灵敏度计算。对含双端VSC-HVDC的IEEE39节点系统和IEEE118节点系统进行建模仿真,得出了系统负荷裕度以及负荷裕度灵敏度近似线性的变化规律。直流线路功率流向对系统负荷裕度的影响相反,验证了方法的有效性。     

基于耦合单端口网络理论的广域负荷裕度灵敏度及其在电压稳定控制中的应用（英文）

负荷裕度灵敏度是分析和研究电压稳定评估和控制的重要方法。但传统基于电力系统代数模型的负荷裕度灵敏度分析方法需要全网精确的模型并且需要大量的运算,因此不适合在线应用。基于耦合单端口网络理论,提出一种适合在线应用的基于广域负荷裕度灵敏度的电压稳定评估与控制的新方法。利用电力系统的广域量测信息,推导出负荷裕度对有功功率、无功功率及机端电压的灵敏度,该方法比基于模型的分析方法在计算上更有效率。针对所提出的负荷裕度灵敏度,进一步提出了改善电压稳定性的多步骤控制策略。将该方法应用在IEEE 39节点系统中,仿真结果不仅验证了负荷裕度灵敏度,同时也验证了多步骤控制策略与传统连续潮流的方法相比在判定系统电压崩溃点上的有效性。为进一步验证所提出负荷灵敏度的通用性,将其应用到IEEE 14、IEEE 57、和IEEE 300节点系统中。在多个仿真系统中的结果表明,本文提出的基于广域负荷裕度灵敏度的电压稳定评估与控制的新方法有很好的在线应用的潜力。     

不需雅可比左特征向量的负荷裕度灵敏度新算法

电力系统静态电压稳定裕度灵敏度是电压稳定分析与控制的关键技术之一。目前广泛采用的负荷裕度灵敏度计算方法依赖于鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量。鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量需要计算2(n?1)个线性方程。如果控制变量个数较少,计算效率较低。提出了一种不需要鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量的负荷裕度灵敏度计算方法。在灵敏度自适应引导求取负荷裕度的最后一步,利用局部曲线拟合及相关高阶灵敏度技术,对弱节点分析得到了负荷裕度与控制参数的灵敏度。多个IEEE测试系统和湖南电网的数值计算结果表明,所提方法有效且实用。     

基于电压脆弱性的支路事故排序快速算法

提出一种基于电压脆弱性的支路事故排序快速算法。用线性灵敏度法快速得到各事故后的临界电压,根据静态能量与注入功率和节点电压的关系引出静态能量裕度的定义,提出两个可用于事故筛选与排序的电压脆弱性评估指标。其中局部指标计算事故后系统稳定运行时各节点能量裕度,并取最薄弱节点的值作为系统的能量裕度;整体指标取事故后系统稳定运行的总能量得到的能量裕度。由这两个指标分别对事故进行筛选与排序,得到严重事故集。对IEEE30、IEEE57母线系统的仿真结果与采用内点法精确计算的排序结果对比验证该思路的有效性。     

基于电压脆弱性的支路事故排序快速算法

提出一种基于电压脆弱性的支路事故排序快速算法.用线性灵敏度法快速得到各事故后的临界电压,根据静态能量与注入功率和节点电压的关系引出静态能量裕度的定义,提出两个可用于事故筛选与排序的电压脆弱性评估指标.其中局部指标计算事故后系统稳定运行时各节点能量裕度,并取最薄弱节点的值作为系统的能量裕度;整体指标取事故后系统稳定运行的总能量得到的能量裕度.由这两个指标分别对事故进行筛选与排序,得到严重事故集.对IEEE30、IEEE57母线系统的仿真结果与采用内点法精确计算的排序结果对比验证该思路的有效性.     

基于拟合方法的N-1静态电压稳定裕度计算

提出一种兼顾精度与速度的计算线路N-1故障下静态电压稳定临界点的拟合方法。该方法用左特征向量排队找出较严重故障,再利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对严重故障支路连接参数的1～3阶灵敏度,在此基础上用四参数拟合方法进行逼近,从而快速精确地求解出关键线路故障情况下电压稳定临界点。该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度,可用于调度中心作监控估算工具。IEEE30及IEEE57母线系统上的算例验证了该方法。     

基于拟合方法的N-1静态电压稳定裕度计算

提出一种兼顾精度与速度的计算线路N-1故障下静态电压稳定临界点的拟合方法.该方法用左特征向量排队找出较严重故障,再利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对严重故障支路连接参数的1～3阶灵敏度,在此基础上用四参数拟合方法进行逼近,从而快速精确地求解出关键线路故障情况下电压稳定临界点.该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度,可用于调度中心作监控估算工具.IEEE30及IEEE57母线系统上的算例验证了该方法.     

交直流系统的快速复故障过滤算法

高压直流输电的出现给电压稳定研究带来了新的挑战,其中在线电压稳定分析是一项具有挑战性而又不可避免的工作。提出了系统发生鞍结分岔情况下,以负荷裕度为排序依据的快速复故障过滤算法。在典型的直流控制方式下,通过线性灵敏度法获得复故障时负荷裕度和电压的线性评估值。然后通过考虑潮流方程的非线性提出了非线性灵敏度算法,并利用快速线搜索技术,对线性评估值加以改进。通过对IEEE57节点系统的仿真分析,验证了该方法的有效性和可行性。     

计及负荷电压静态特性的电力系统最小负荷裕度的快速评估

负荷裕度是静态电压稳定性最重要指标之一,定义了非线性复变电力系统的最小负荷裕度。利用非线性电路动态等值方法,引入功率参变量,构造拉格朗日函数。证明非线性电力网络负荷节点获取极大有功功率的必要条件：负荷静态等值阻抗模等于负荷节点看进系统的动态等值阻抗模,然后提出评估电压稳定性的阻抗模裕度指标。同一扰动下,阻抗模裕度越小,电压稳定性越薄弱,节点负荷裕度越小,只需计算最薄弱节点的最大负荷裕度,即系统最小负荷裕度。通过阻抗模裕度最先到达零来确定最薄弱节点获取的极大有功功率,计算其最大负荷裕度。计及负荷功率扰动方式与负荷电压静态特性,通过对IEEE30节点系统的仿真表明：单节点负荷功率扰动方式及恒定阻抗与恒定电流负荷比例的增加,提高了系统的最小负荷裕度。     

极限诱导分岔最小负荷裕度计算方法

由于极限诱导分岔点处的潮流雅可比矩阵非奇异,因此电压稳定裕度对参数灵敏度的计算存在困难。对此,采用分岔点处参数灵敏度计算的新方法,只需求解一个左端系数阵为扩展潮流雅可比矩阵的线性方程组,进而提出了包含极限诱导分岔点在内的静态电压稳定最小负荷裕度计算方法。该方法结合负荷增长模式及其波动形式,建立了连续潮流模型和求取最小负荷裕度的优化模型。IEEE 118节点系统的仿真算例验证了所述方法的简单有效性。     

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。     

基于综合灵敏度的交直流多预想故障下静态电压稳定控制

针对大型交直流混联系统预想故障集规模大的特点,考虑直流系统控制量调制,协调交流系统和直流系统的各控制量,提出一种实现静态电压稳定增强控制的启发式算法。首先根据曲线拟合技术,在考虑直流系统限值的情况下,快速扫描系统的预想故障集并求出负荷裕度对控制参数的灵敏度信息,得到严重预想故障集。采用灵敏度方法将直流系统控制加入到系统静态电压稳定控制措施集当中。计及控制措施可行性、有效性和经济性的综合灵敏度对各控制措施进行排序,并以此指导系统进行两阶段负荷裕度增强控制;第1阶段根据综合灵敏度由高到低的顺序对系统进行控制,直到各故障场景下的负荷裕度均满足要求为止;第2阶段根据综合灵敏度由低到高的顺序检验去除各控制措施后负荷裕度是否达标,以此筛除冗余的控制措施。利用改造后的IEEE 118节点系统的数值仿真验证所提算法的有效性。     

电力系统静态电压稳定性在线监控(二)--一种在线确定负荷裕度的方法

提出了一种可在线应用的静态电压稳定裕度计算方法．首先基于计及负荷静态特性的节点静态电压稳定指标（VSI）,用直线拟合VSI变化曲线．计算系统最大负荷系数,推导出负荷系数裕度指标,然后将此指标和发电机无功越界裕度指标配合使用．从而可以较好地对系统的负荷裕度进行在线估计．IEEE 30节点的仿真表明该方法应用简单、计算速度快．可用于电力系统运行状态的实时监控.     

基于静态电压稳定性指标的等价性研究

基于连续潮流分析方法,依据三种电压稳定指标(V-Q灵敏度、模态分析母线参与因子及负荷裕度灵敏度),在电力系统电压稳定崩溃点时的数量大小,识别对电压稳定有重要影响的负荷节点,找出这三种指标的等价性关系。利用上述方法对IEEE14节点算例系统和新英格兰10机39节点算例系统进行了分析,理论和算例都说明了在电压崩溃点处V-Q灵敏度、参与因子指标及负荷裕度灵敏度指标是互相吻合的。     

交直流系统负荷裕度的快速算法

高压直流输电的出现给电压稳定研究带来了新的发展前景,在线电压稳定性评估是其中一个重要的研究方向.针对传统方法仅适用于交流系统的电压稳定评估,提出了一种基于线性灵敏度方法的交直流系统求解负荷裕度的快速算法.在典型的直流控制方式下,通过求解交直流系统的负荷裕度,并结合线性灵敏度方法对N-1故障进行过滤和排序.同时阐述了新方法的应用背景和实现原理,并对IEEE30及IEEE57节点系统进行仿真分析,仿真结果验证了该方法的有效性和准确性.     

基于神经网络模型的在线电压稳定裕度评估

为了在线快速评估当前电力系统稳定裕度,将回归分析和人工神经网络模型同时应用于电压稳定评估,用回归分析法来求负荷对电压稳定裕度的灵敏度,此种方法克服了传统潮流方法求取灵敏度的缺陷。为了改善神经网络模型的性能,根据预先设置好的灵敏度阀值来进行特征选择,从而减少输入变量的维数;然后设计了一个三层BP神经网络进行训练,求取电压稳定裕度,取得了很好的预测效果,最后在IEEE30节点系统上进行了验证。证明此方法的有效性。     

利用混合块消去算法的电压稳定负荷裕度灵敏度计算

电力系统中目前多采用潮流雅可比矩阵在鞍结分歧点(saddle-node bifurcation point,SNBP)零特征值对应的左特征向量计算负荷裕度对参数变化的灵敏度,存在零特征值左特征向量和负荷裕度高阶灵敏度不容易计算等难题。与传统方法不同,给出了一种直角坐标中通过递归求解系列线性方程组计算任意阶负荷裕度灵敏度的方法。线性方程组的右端向量通过双线性函数计算,采用W.Govaerts提出的数值向后稳定(backward stable)的混合块消去(mixed block elimination,BEM)算法求解线性方程组。在计算各阶灵敏度时,只需一次潮流雅可比矩阵三角分解。以实际电网为背景研究了网络参数、负荷变化、支路开断等对负荷裕度的影响。计算结果表明,当参数变化范围较大或系统非线性程度较强时,高阶灵敏度的计算精度要远高于1阶灵敏度,且不需要附加太多计算量。     

考虑动态电压安全的发电机有功出力最优调整

在灵敏度方法的基础上,以系统当前运行点与最近的电压崩溃点的负荷几何距离作为电压稳定指标,提出了有效提高系统稳定裕度的发电机有功出力调整方案。在开放输电环境下,系统发生N-1故障后,首先进行电压稳定裕度分析,对于不满足系统安全运行要求的状态,计算发电机有功出力对稳定裕度的灵敏度,并以此为基准调整发电机有功出力,从而增大系统稳定裕度。IEEE 57节点系统仿真算例验证了所提出方法的有效性。     

考虑参数化特征值灵敏度的含风电电力系统VSM计算

风电场接入对电力系统的电压稳定裕度( Voltage Stability Margin,VSM)有一定的影响.通常使用的VSM计算方法是连续潮流法,但是该方法有一定的乐观性,即系统达到电压稳定极限点之前往往已出现振荡或不稳定,因而提出了一种考虑参数化特征值灵敏度的方法计算VSM.该方法在延拓潮流空间中,将负荷参数作为系统状态矩阵的自变量,在各个负荷水平下计算系统特征值及特征值对负荷参数的灵敏度,通过参数化的特征值灵敏度找到特征值随负荷水平的变化规律,以此考察系统在电压崩溃点之前是否出现振荡或不稳定的情况,从而修正系统VSM.对改进的IEEE - 14节点算例进行仿真计算,显示考虑参数化特征值灵敏度的电压稳定裕度计算方法能得到较准确的VSM,该算法对系统安全稳定分析计算及系统规划设计有一定参考.