电压稳定裕度对线路功率灵敏度求解的新方法

在利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对支路连接参数的1~3阶灵敏度的基础上,提出一种基于支路视在功率灵敏度快速计算线路故障下静态电压稳定临界点的可靠方法.该方法将单条线路视在功率参数化,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对线路视在功率参数的1至3阶导数,用泰勒级数法进行逼近,从而快速精确的求解出线路故障情况下电压稳定临界点.求取不同故障各阶导数时,系数矩阵均是同一个矩阵,无需反复形成与分解.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.该方法的快速与精确通过在IEEE 30及118母线系统上的算例得以验证.     

最近电压稳定临界点的两层规划模型和信赖域算法

考虑了负荷变化的不确定性,提出负荷分布范围的棱锥状模型。建立了求解最近电压稳定临界点的非线性二层规划模型,提出一种求解该问题的信赖域方法。该方法先计算已知负荷增长方向上的电压稳定临界点,然后建立只有上、下界约束的近似模型,基于信赖域方法的思想迭代搜索最近电压稳定临界点,求取临界点时考虑了发电机无功出力的限制。算例分析表明,该算法收敛速度快、鲁棒性好,全局寻优能力强,并可找出系统电压稳定的薄弱区域和母线。     

功率圆确定稳定约束的可用输电能力分析

提出一种考虑功角和电压稳定约束计算可用输电能力的新方法。针对功角和电压稳定约束表达复杂的问题,首先基于功率圆推导出线路传输有功功率极限值,分析表明,当电力系统发生功角失稳或电压失稳前,输电网络中至少有1条线路输送的有功功率达到其传输有功功率极限。因此,用线路传输有功功率极限近似简洁地表达这2种复杂约束的方法,建立考虑功角和电压稳定约束的可用输电能力新模型。运用逐点线性化方法实现问题求解。算例仿真与分析的结果表明该文的方法有效、可行。     

考虑三重潮流约束的有功出力方式优化

为使系统以更安全的方式度过高峰负荷点,提出一种考虑三重潮流约束的有功出力方式优化模型.该模型分别在当前运行点、高峰负荷点和电压稳定临界点处建立潮流方程,通过对当前运行点的有功出力和高峰负荷点的出力增量同时进行优化,更有效地提高了电网的负荷裕度.最后,在IEEE14和118节点系统上验证了所提模型和求解方法的有效性.     

考虑发电出力调整的最近电压稳定临界点求取方法

对求取最近电压稳定临界点问题,同时考虑负荷变化的不确定性和发电机出力调整的影响,建立一种非线性二层规划问题模型。下层问题求解某个负荷变化方向上的最大负载裕度,上层问题考虑负荷变化方向的约束,寻找最近的电压稳定临界点。设计求解该问题的信赖域方法,该方法先采用内点法计算已知负荷增长方向上的静态电压稳定临界点,然后建立近似的单层线性混合整数规划模型并求解。基于信赖域方法的思想迭代逼近最近电压稳定临界点。算例分析表明了所提算法的有效性,并可找出系统静态电压稳定的薄弱区域和母线。     

N-1故障状态下电力系统静态电压稳定极限的快速计算

为了快速计算电力系统支路故障状态下的静态电压稳定临界点,提出了一种基于泰勒级数的计算方法。以支路导纳系数为参数,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对故障支路导纳系数的1至n阶导数,用泰勒级数法逼近电压崩溃点,从而快速求解出N-1故障情况下电压稳定临界点的精确解。采用该方法对IEEE 30及118母线系统进行验证,结果表明该方法能快速、精确地求得故障状态下的静态电压稳定临界点。     

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．     

静态电压崩溃点的实用解法

提出一种基于连续潮流求取电压稳定临界点的新方法,使其能够在考虑约束的情形下适用于任意形式的负荷增长方式,大大提高了求解精度。在求解临界点的过程中,以弱节点电压作为连续变量,先直接大步长降到临界点附近,再用小步长追踪临界点,这样大大减少了求解中间运行点的数量,使其更快地找到电压崩溃临界点。最后在IEEE14节点系统的计算证实了该方法的快速、有效性。     

静态电压崩溃点的实用解法

提出一种基于连续潮流求取电压稳定临界点的新方法,使其能够在考虑约束的情形下适用于任意形式的负荷增长方式,大大提高了求解精度.在求解临界点的过程中,以弱节点电压作为连续变量,先直接大步长降到一临界点附近,再用小步长追踪临界点,这样大大减少了求解中间运行点的数量,使其更快地找到电压崩溃临界点.最后在IEEE14节点系统的计算证实了该方法的快速、有效性.     

点估计法在电压稳定性分析中的应用

针对电压稳定概率评估中难以考虑支路故障随机性的问题,提出了基于点估计法的电压稳定分析方法。该方法不仅可以方便地统一处理线路故障及节点注入功率的不确定性,还克服了线性化方法难以计及发电机无功出力约束的不足;避免了潮流方程线性化,通过少量确定性计算即可求出系统负荷裕度以及电压崩溃临界点处节点电压幅值与相角的前几阶矩,从而获得各待求随机量的概率分布,确定某一负荷水平下的电压失稳概率。与蒙特卡罗方法相比,点估计法在具有较高计算精度的同时,体现出求解速度快的特点。数值仿真分析了随机变量标准差和系统规模对点估计法计算精度的影响,并指出在综合考虑计算精度和计算时间的情况下,2点估计法的结果令人满意。     

采用非线性互补约束模型确定静态电压稳定临界点

提出一种新的计算静态电压稳定临界点非线性规划模型与评估方法。为能正确地描述各种动态调节设备限制作用对临界点的影响,将发电机、有载调压变压器和静止无功补偿器的限制作用特性采用非线性互补模型描述并加入到计算系统电压稳定临界点的最优化模型中。通过临界点的互补约束的严格性条件和拉格朗日乘子快速判断临界点的类型。同时,提出在互补约束的松弛参数更新方程中加入加速收敛因子,提高考虑互补约束后算法的收敛性。通过对多个测试系统和一个实际系统的仿真计算,验证所提出方法的有效性。     

考虑电压稳定约束的无功优化新模型

为了提高电力系统的安全水平,有必要在无功优化中考虑静态电压稳定约束.现有模型以发电机组恒定不变的无功上下限值来确定电压稳定极限,由此可能导致无功的优化运行不满足实际发电机组的运行极限约束.建立了一种含静态电压稳定约束的无功优化新模型.其中,目标函数为正常状态的有功网损最小,约束方程包括正常状态和临界状态的潮流及其他安全约束和电压稳定裕度约束.由于采用一组基于发电机运行极限图的分段函数来准确反映发电机组的无功限制,从而克服了现有模型可能违反发电机组运行极限约束的问题.采用预测-校正原对偶内点法来求解无功优化新模型,通过IEEE30节点系统的仿真计算,验证了本文所建模型的可行性.     

考虑线路多种停运模式的静态电压稳定风险评估

鉴于双回平行输电线路共同模式停运和相关停运对系统电压稳定性影响较大,本文重点建立了双回线多种停运模式重叠的支路等效停运模型,进而计算输电系统状态概率。在输电系统状态概率模型的基础上,提出输电系统静态电压稳定风险评估指标体系及各项指标计算方法,其中通过基于连续潮流的电压稳定性判据及最优切负荷模型,对输电系统电压失稳进行判定及校正控制。最后以华东某地区电网为例进行静态电压稳定风险评估,说明本文所提方法的有效性。     

混合双馈入高压直流系统最大传输功率控制方法

常规高压直流(LCC-HVDC)与柔性高压直流(VSC-HVDC)落点之间存在电气通路时就构成了混合双馈入高压直流系统。VSC-HVDC系统具有有功、无功功率独立可调的特点,通过调节VSC-HVDC系统输出的有功、无功功率,可以提高在同等受端电网强度下LCC-HVDC系统的功率输送能力。在建立混合双馈入高压直流系统的数学模型和仿真模型的基础上,通过给出求解混合双馈入高压直流系统临界稳定状态的数值解法,分析了混合双馈入高压直流系统在不同受端电网强度下的功率输送能力,总结出调节VSC-HVDC系统输出的有功、无功功率对LCC-HVDC系统功率输送能力的作用规律,并在此基础上根据系统状态参数随受端电网强度的变化规律提出了混合双馈入高压直流系统基于定虚拟点电压控制的最大传输功率控制方法,该控制模式能针对受端电网强度的变化自动调节系统的功率参考值,使得混合双馈入高压直流系统能始终运行在输送最大有功功率的工作状态。     

基于静态安全和稳定约束的地区电网接入风电容量算法

介绍一种基于静态安全约束和稳定性约束的地区电网可接入风电容量计算方法,给出相应的程序框图。该方法除考虑节点电压和输电线路功率2个静态安全约束条件外,还将静态稳定性约束和暂态稳定性约束作为限制因素,形成一个综合了各种约束条件的地区电网可接入风电容量计算程序,并以某地区电网为例,对计算方法的应用进行说明。考虑稳定性约束后,将能更合理地估计地区电网的可接入风电装机容量。     

基于局部数据的评估电压稳定性新方法

提出一种新的评估电力系统电压稳定性方法,这种方法只使用局部测量数据——每条线路上的电流和母线电压,证明了在电压崩溃点,所增长的发出功率全部供给了网络传输线路的损耗,而没有增加受端功率量,对应着潮流方程雅可比矩阵的奇异,表明了可以利用这种信息来指示电压稳定的程度。测试系统的测试结果表明所提出的方法是有效的,结果也证明比已有的动静态计算方法具有更多优势。     

基于内点算法的电压校正控制

电力系统的实际运行中可能存在某些状态变量的越限，在线运动的无功／电压控制软件必须首先满足运行安全要求，保证电压在其合格范围内，并进一步在电压安全的基础上降低有功损耗。通过将越限约束转化为等式约束，推导了进行电压越限校正的原－对偶内点算法。求解目标函数为控制变量运作次数量少的优化问题得到电压校正控制。并针对控制变量的选取，违限约束校正方法问题进行了分析。实际计算表明，可以有效地降低问题规模，减少校正控制次数。     

电力系统动态稳定性的解析延拓分析

在静态电压稳定性分析中，常把潮流极限或PV曲线的顶点视为电压稳定的临界点，由于这种分析方法未计及系统元件的动态特性，使分析结果的可信度受到影响。该文在延拓算法基础上利用小扰动分析法进行动态稳定性研究，并采用状态变量的模式参与因子进行稳定类型判别：采用带预测-校正步骤的延拓算法追踪系统的平衡解流形，延拓过程使用局部参数化方法；由获得的各平衡点出发，在计及发电 机、励磁与调速系统和SVC动态的情况下，利用小扰动分析法分析电力系统的电压稳定性，系统相关状态矩阵的形成采用对状态变量逐个施加扰动的数值计算方法。算例分析结果表明，与静态分析法得到的电压稳定极限相比，文中使用计及元件动态特性的小扰动分析法所获得的电压稳定极限具有明显的不同，而且在考虑元件动态特性的情况下，系统可以运行于PV曲线下半支的部分区域。