基于交流潮流模型的电网供电能力评价算法

提出了扩展的具有变量范围约束的交流潮流模型及其求解方法，可以考虑对节点电压、有功和无功注入功率以及对支路潮流的变动范围约束。在此基础上提出了基于交流潮流模型的电网供电能力评价算法，不仅满足节点功率平衡方程，而且满足对节点电压、有功和无功注入功率以及对支路潮流的变动范围约束，可以更准确地分析电网对负荷变化的适应性及供电能力，找出制约电网供电能力的原因。给出了计算实例。     

机组出力调整对静态电压稳定影响的预测算法研究

为解决传统离线分析计算量大、在线分析对实时性要求高的缺陷,提出了无需实时数据的、可用于在线分析的电力系统电压稳定预测算法。根据正常工况下,支路有功功率与两端相位差近似成正比的规律,利用任意时刻的初始潮流数据,结合潮流转移因子表,即可快速估算发电机出力调整后的关键支路电压、潮流及临界运行状态。制定了反映有功裕度和无功电压灵敏度的综合稳定指标,利用估算值预测支路电压稳定水平的发展趋势,再由该指标与发电机无功出力限制确定有功功率的最大可行调节范围。最后通过加权指标评价不同出力调节量对系统电压稳定的影响。对我国某实际电网的仿真结果验证了本文算法的有效性。     

大规模可再生能源接入下的电力系统有功和无功综合安全校正问题研究

电力系统的有功和无功安全校正是运行和控制的一项重要内容,特别是在大规模可再生能源接入的情况下。文章首先将(回路)支路电流变量引入到电力网中,建立电力网络分析的拓展方程。其次根据支路电流、节点电压和平衡节点有功功率针对发电机节点注入的有功和无功功率灵敏度,以平衡节点有功功率变化表示网损的变化,以发电成本和网损综合最小为目标函数,考虑节点电压约束、支路潮流约束和发电机视在功率限制约束,建立电力系统线性化的有功和无功综合安全校正的数学模型,从而对电力系统的有功和无功安全校正问题进行综合考虑。最后以IEEE-30节点系统进行实例验证分析,证明该方法是有效的。     

平衡节点电压幅值影响电力系统经济运行的分析

电力系统平衡节点的等值负荷功率 PLS,QLS是给定的 ,节点电压的大小和相位角 US,δS也是给定的 ,待求的是等值电源功率 PGS,QGS。设立平衡节点的原由 ,一是网络中的有功功率损耗和无功功率损耗是未知的 ,因此网络中至少有一个节点的有功功率 P和无功功率 Q是不能给定的 ,这个节点承担了电力系统的有功功率和无功功率平衡 ;二是必须选定一个节点 ,指定其电压相位为零 ,作为计算各节点电压相位的参考。故平衡节点是电力系统潮流计算不可缺少的 ,也是电力系统维持功率平衡和系统安全稳定所必备的 ,并且进行电力系统潮流计算只能选择一个…     

电力系统负荷节点在线电压稳定指标研究

利用同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)测得任意(非PV)节点及其相邻母线的电压、线路潮流等实时数据,建立一种新的网络等值模型。同时,基于该模型提出了综合考虑负荷节点有功功率和无功功率的在线电压稳定指标;提出在线电压稳定有功功率指标和在线电压稳定无功功率指标分别用作表征负荷节点的有功功率裕度和无功功率裕度,作为对节点(系统)在线电压稳定指标的补充。如果负荷节点在线电压稳定指标值接近临界值1,则表明系统临近电压崩溃。EPRI-36节点仿真分析表明该方法可有效判断系统电压稳定性,适用于在线电压稳定监测和预估。与其他指标的对比结果体现了本文模型和指标的合理性与优越性。最后通过对山东电网500 k V主网负荷节点电压稳定裕度评估简要说明本文所提方法的可行性。     

含大规模风电场的电网静态电压稳定性评估

针对以往电压稳定评估指标从有功功率或无功功率单方面去建立而导致的评估结果差异问题,该文提出了一种用于评估大规模风电场接入电网后系统静态电压稳定性的双重电压稳定指标。通过连续潮流法求取风电场接入电网后的PV曲线和VQ曲线得到节点电压随风电场发出有功功率变化的灵敏度指标和节点无功裕度指标;在此基础上,提出根据结构熵权法确定两个指标的权重系数,得到可以同时考虑有功和无功影响的双重电压稳定指标。最后通过IEEE 10机39节点标准算例验证了文中提出的双重电压稳定指标的准确性和全面性。     

基于戴维南等值和支路传输功率极限的电压稳定评估方法

提出了一种基于戴维南等值和支路传输功率极限的电压稳定评估方法。通过增大所要评估负荷节点的注入功率,并计算该状态下的系统潮流,求得该负荷节点对应的戴维南等值参数。利用所得到的戴维南等值参数构建包含该负荷节点的2节点系统,分析其节点功率平衡方程,得到其静态电压稳定的判别式。由判别式计算得到2节点系统的支路传输功率极限以及该节点的相对功率裕度,进一步建立整个系统的静态电压稳定指标,将其用于在线评估。此方法无需本地量测数据、计算快速方便、能够给出包含极限传输功率的评估指标,适用于电网调度中心,可实现对电网的在线电压稳定评估。运用该方法对IEEE14节点与118节点系统进行电压稳定评估,验证了此方法的合理性与正确性。     

基于支路潮流线性化方程的有序充电快速求解方法

针对传统有序充电方法计算效率低、未计及配电网三相不平衡与节点电压和支路电流约束的不足,推导了三相平衡与不平衡配电网的支路潮流方程,提出了将方程非线性项线性化的方法。构建了以车主充电总费用最小为目标函数,节点电压、支路功率、充电功率为不等式约束,支路潮流方程、充电需求为等式约束的电动汽车有序充电的模型。提出了采用二阶段线性规划进行求解的方法。第1阶段线性规划采用忽略支路潮流方程非线性项的简化线性模型求取估算的支路优化有功功率、无功功率、节点电压,作为支路潮流方程非线性项线性化的初始点。第2阶段线性规划采用近似线性模型计算最优充电功率。采用3个仿真算例与其他方法进行了对比,验证了所提出方法的性能。     

基于改进有功潮流介数的继电保护定值在线校核评估方法

为了使继电保护在线校核更高效合理,本文提出了按照保护重要度对继电保护定值进行顺序校核。该方法首先在有功潮流介数的基础上,引入信息熵的概念,计及了支路功率的方向性,克服了有功潮流介数指标忽略线路功率具有方向性的弊端,同时还考虑了电网的实际运行状态,物理背景更符合电力工程实际。然后考虑到各继电保护装置所属支路和节点的重要度不同,即保护的重要度不同,提出了将保护所属支路和节点的改进有功潮流介数之和作为保护重要度的评估指标,并以此给出了一种继电保护在线校核评估方法。最后通过仿真算例,验证了该方法的正确性和有效性。     

利用电流的实部与虚部分量进行复功率追踪

输电设备利用份额问题不仅与系统的有功功率有关,而且与系统的无功功率有关。提出了一种基于电流的实部与虚部分量进行复功率全面追踪的方法。在潮流求解的基础上,将系统中所有的发电机注入功率、负荷功率和接地支路的注入功率均转换成电流的实部与虚部分量,然后根据电流在支路中不变的特点分别对电流的实部与虚部进行追踪,求出各源点电流在支路电流中所占的份额,最后再合成为相应的复功率分量,并通过向支路复功率方向投影的方式确定出各源点复功率的利用份额,这样克服了电网中由于有功及无功功率的耦合而难以分别对其进行追踪的问题,其特点是计算结果与平衡点的选择无关且计算过程简单。算例表明该方法可以简洁有效地给出电源点或负荷点的复功率在各支路复功率中所占的份额,并与单纯的有功功率追踪结果进行了对比。     

基于局部相量量测的电压稳定评估方法评述

基于局部相量量测的在线电压稳定监测是目前电压稳定研究中一个活跃的分支。它可分为基于节点局部量测和基于支路局部量测两大类。后者又可分为基于一元二次方程根的可行解域、基于支路传输功率极限和基于支路复功率摄动为0的3种电压稳定指标和方法。文中首先对基于戴维南等值参数辨识的指标和方法进行了分析和评述,继而对3种基于支路量测的指标和方法分别进行了分析和质疑。通过IEEE39节点测试系统进行了数值分析和比较。结果表明,基于支路当地量测的电压稳定指标和方法不能用于复杂电力系统的电压稳定在线监测。     

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。     

基于广域测量的在线电压稳定监视

广域测量技术的发展和应用为电力系统电压稳定监视奠定了基础。对采用局部电压、电流变化估计电网侧等值阻抗进行了分析,指出利用SCADA/EMS测量数据不能准确估计电网侧等值阻抗的缺陷,提出基于节点电压和负荷电流相量变化的改进方法和电压稳定性指标。采用广域测量系统间接地避免潮流方程在临界点的不收敛,弥补传统方法在应用中存在的系统规模过大、非线性模型不准确、数据多且更新不及时、速度慢等缺陷。通过仿真计算表明该指标能够正确指示节点的电压稳定性,适于对节点在线静态电压稳定的监视,具有一定实用性。     

广域测量系统下基于PMU的在线电压稳定指标

针对系统电压稳定课题,提出了一种在线电压稳定监测指标。该指标采用精确的线路模型,考虑了线路分布电容的充电作用,不受无功功率流向不确定性的影响。该指标算法形式非常简单,便于微机实现。通过IEEE标准算例进行验证,结果分析表明它比其它指标有更好的指示效果。将该指标结合PMU的实时同步数据,可以实现广域测量系统在线电压稳定监测,为电压稳定控制提供更加准确的信息。     

基于PMU的支路电压稳定指标研究

基于PMU技术的电压稳定预警需要对功率传输通道的运行情况进行实时监测。已有的支路电压稳定指标忽略了无功的影响因素,且仅适用于负荷功率因数恒定的情况。文中提出了综合考虑支路有功与无功的新指标．该指标适用于任何负荷功率因数的情况,并对该指标进行了详细的推导。用IEEE14节点系统对该指标进行了测试．结果表明该指标能更好地反映支路的运行和电压稳定情况．     

电力系统综合节能的有功与无功功率协调优化

针对将有功功率与无功功率分开优化的不合理性,将网损以发电费用最小的原则分摊到各个发电机上,建立电力系统综合节能的有功与无功功率协调优化模型.在求解模型时,首先利用梯度法初始收敛速度快的特点将控制变量迅速收敛至最优解域,同时通过节点和支路类型转换处理节点电压和支路潮流越限问题;在最优解附近系统起作用不等式约束集基本确定的情况下,再利用牛顿法的二次收敛特性,求解精确最优解,提高了牛顿法的计算效率.研究结果可以为自动发电控制和自动电压控制系统的协调优化控制提供参考.在IEEE-30节点系统上的仿真结果验证了所建模型和算法的有效性.     

基于微扰的割集电压稳定域局部边界求解方法

给出通过对运行点实施微扰以获得割集电压稳定域(CVSR)局部边界的新方法.首先利用潮流追踪,确定对割集每条支路潮流影响最大的发电机-负荷节点对,通过对其实施控制以实现对每条支路潮流增、减双向的精确微扰;然后利用微扰后的运行点,确定系统的电压稳定临界点,进一步得到CVSR边界在增、减两扰动方向上的局部近似边界;最后,通过平移和加权处理,得到CVSR局部边界的精确结果.多个系统的验证结果表明,该方法可有效降低CVSR边界的拟合误差.     

考虑网损及电压约束的发输电系统可靠性评估

基于直流潮流的有功调整模型广泛应用在发输电系统可靠性评估中,但其忽略了系统网损,当系统出现发电容量不足时,网损的存在会使系统切除更多的负荷,从而影响系统的可靠性;同时,该模型没有考虑系统电压/无功因素的影响,无法发现系统存在的电压问题.因此,将网损引入到可靠性评估的有功调整模型中,使系统状态调整后的交流潮流计算结果变得合理,避免出现平衡机出力越限问题;然后在潮流PQ分解法的基础上提出了电压/无功调整的线性化模型,以研究电压因素对系统可靠性指标的影响.最后,对IEEE-RTS系统进行了发输电系统可靠性评估,研究了网损及不同调压手段对系统可靠性指标的影响.     

计及感应电动机负荷的静态电压稳定性分析

该文建立计及感应电动机机电暂态过程的单负荷无穷大系统的小干扰电压稳定分析数学模型，分析了感应电动机负荷参数变化对小干扰电压稳定性的影响。以简单系统为例，说明了基于潮流模型的静态电压稳定指标的共同物理本质，文中通过不同感应电动机负荷参数的小干扰稳定分析和时域仿真，对基于潮流模型的静态电压稳定指标进行了准确性分析。分析结果表明：以前基于潮流模型的静态电压稳定指标忽略了电力系统的动态负荷因素，其指标认为是电压稳定的系统却可能发生电压失稳，因此，基于潮流模型的静态电压稳定指标是不准确的。该文提出的小干扰电压稳定分析数学模型是电压稳定的一种简化分析，在实时等值系统的基础上具有在线应用的前景。     

湖北电网线路检修在线分析系统的开发和应用

编制了基于生产实时数据库的在线分析软件，该软件运用数据库技术和可视化技术，能够在线进行潮流，稳定，电压无功的分析计算并指导合理的编制方式，同时阐述了电压无功优化控制方案，对临时检修和事故检修以及调度员培训等有一定的意义，实践证明该软件具有一定的工程精度和应用价值。