面向运行规划可靠性的综合聚类负荷模型

针对目前运行规划可靠性评估中负荷模型的不足,提出了一种综合聚类负荷模型,该模型能综合考虑负荷节点的特征量信息,分类精度显著提高.对研究时段内的多个负荷水平进行综合聚类的基础上采用多维正态分布抽样技术,计及节点负荷相关性和负荷预测标准差,确定评估期间的节点负荷值.在负荷分类基础上结合累积概率负荷模型,推导了停电频率指标的计算公式,解决了非序贯仿真中考虑负荷转移的频率计算问题.通过算例,分析了负荷分类、负荷预测不确定性、节点负荷相关性和负荷转移频率对可靠性指标的影响,验证了模型的正确性和有效性.     

考虑风电接入与负荷不确定性的静态电压稳定性分析

随着风电渗透率不断提高,其对系统电压稳定性的影响已经不容忽略。根据风电特性,计及风电机组由于电压降低进入降功率运行的情况,同时考虑充分利用风电场无功补偿剩余容量,提出了一种考虑风电接入情况下的改进连续潮流算法。为了研究负荷不确定性对系统的影响,使用概率潮流法进行电压稳定性分析。分析过程中,以所提出的改进连续潮流法对含有风电系统的样本进行计算,同时使用模糊C均值聚类算法进行负荷聚类,建立基于负荷聚类的拉丁超立方抽样概率潮流模型。分别在IEEE 14节点系统和IEEE 57节点系统中加入风电进行算例分析。分析结果表明,所提方法分析结果更符合实际情况,而且提高了概率潮流算法的样本利用率。     

考虑负荷增长随机性的大电网电压稳定概率评估

针对电压稳定负荷裕度计算中负荷增长随机性的影响,提出一种大电网电压稳定概率评估方法。该方法根据历史负荷数据采用改进K均值聚类算法将负荷分类,基于负荷预测和负荷分类结果定义负荷随机增长的期望,在此基础上建立负荷增长方向概率模型,并采用拉丁超立方采样技术获得负荷增长方向样本,运用连续潮流对各样本进行确定性的负荷裕度计算。运用该方法对我国某实际电网进行电压稳定概率评估,评估结果验证了该方法的有效性和实用性。     

实际负荷变化模式下的静态电压稳定分析

负荷增长模式影响电压稳定裕度的评估。以实际短时-日负荷预测负荷增长模式对电力系统静态电压稳定进行分析。由实际电力系统的历史负荷数据进行模糊聚类形成负荷样本,以改进的BP神经网络模型进行负荷预测,产生负荷的增长模式,以此用连续潮流法对IEEE30系统进行电压稳定分析。并对IEEE30系统在不同时段运行状态进行负荷裕度分析。结果表明,以实际短时负荷预测的负荷增长模式符合电力系统的实际运行,对实时的电力系统调度有现实意义。     

基于Gram-Charlier级数的含风电电力系统静态电压稳定概率评估

可再生能源的波动性和随机性加剧了传统电力系统静态电压稳定评估的难度。为了有效计及风电出力不确定性对静态电压稳定评估的影响,提出了一种计及风电出力不确定性的静态电压稳定概率评估方法。首先,借助电力系统负荷裕度,推导各节点负荷裕度对风电注入功率的灵敏度,进而求解负荷裕度的各阶半不变量和负荷裕度的各阶矩。然后,结合风电所连节点注入功率的各阶矩和半不变量,对负荷裕度各阶矩进行Gram-Charlier展开,以求取计及风电不确定性的负荷裕度概率分布,进而实现电力系统静态电压稳定概率评估。最后,通过IEEE30节点系统验证所提方法的准确性和有效性。     

基于短时间尺度相关性聚类的负荷预测

负荷预测不仅是电力系统稳定、安全运行的基础,同样也是实现电力需求侧智能用电管理的基础。短时间尺度相关性分析能够挖掘一段时间内负荷的用电行为,相似用电行为分析有助于改善负荷预测效果,因此本文提出了基于短时间尺度相关性聚类的负荷预测方法。首先,根据短时间尺度用电时间序列之间的皮尔逊相关系数构造相关系数矩阵,并对相关系数矩阵进行去噪处理;然后,基于相关系数矩阵,利用模糊c均值聚类的方法来实现不同用电特性负荷之间的聚类,每类中负荷具有相似的用电行为;再分别对每一类中所有负荷数据求和并利用人工神经网络进行超短期负荷预测,基于每类的负荷预测结果计算系统的负荷预测;最后,通过对某110kV变电站10kV负荷馈线的实际数据进行分析,分析结果表明基于短时间尺度相关性分析的聚类提升了负荷预测的效果,从而验证了本文所提方法的有效性。     

考虑风电的电压稳定概率评估的随机响应面法

为了准确描述电力系统中不确定因素对静态电压稳定分析的影响,掌握负荷裕度或临界功率的概率分布信息,确定某一负荷水平下电压失稳的概率,提出了基于随机响应面方法的电压稳定概率评估方法。用随机响应面法将概率分析问题转化为确定性的非线性规划问题,然后采用内点法求解。电压稳定概率评估模型中考虑了并网风电场输出功率的随机性和负荷的不确定性,并利用正交变换技术处理风电场间风速相关性,分析了风速相关性对临界功率概率分布的影响。IEEE 118和IEEE 300节点系统计算结果表明,与蒙特卡罗方法相比,该方法在保持较高计算精度的同时,需要较少量的采样。     

一种电压薄弱负荷节点群的戴维南等值参数跟踪方法研究

提出了用戴维南等值参数对电压薄弱负荷节点群进行监视的一种方案。静态分析中,采用连续潮流法确定负荷节点电压——负荷参数曲线;在负荷变化率相同情况下,根据电压幅值变化量确定电压薄弱负荷节点;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出电压幅值变化率作为电压薄弱负荷节点分群所观察信息,考虑地理因素,将电压薄弱负荷节点模糊聚类分群;将每个电压薄弱负荷节点群中典型节点电网侧戴维南等值参数跟踪。提出基于潮流的仿真计算方法进行戴维南等值参数跟踪,观测电压薄弱负荷节点群的电压稳定裕度。该方法在IEEE 118节点系统上验证了其有效性。     

一种电压薄弱负荷节点群的戴维南等值参数跟踪方法研究

提出了用戴维南等值参数对电压薄弱负荷节点群进行监视的一种方案.静态分析中,采用连续潮流法确定负荷节点电压--负荷参数曲线;在负荷变化率相同情况下,根据电压幅值变化量确定电压薄弱负荷节点;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出电压幅值变化率作为电压薄弱负荷节点分群所观察信息,考虑地理因素,将电压薄弱负荷节点模糊聚类分群;将每个电压薄弱负荷节点群中典型节点电网侧戴维南等值参数跟踪.提出基于潮流的仿真计算方法进行戴维南等值参数跟踪,观测电压薄弱负荷节点群的电压稳定裕度.该方法在IEEE 118节点系统上验证了其有效性.     

基于改进k-均值聚类的负荷概率模型

提出采用改进的k-均值聚类方法对电力系统小时负荷进行聚类,避免了传统k-均值聚类存在的聚类中心初始值难以确定、聚类结果不稳定的问题。在建立聚类负荷模型的基础上,进一步建立了考虑负荷不确定性和相关性的负荷概率模型。RBTS和IEEE RTS79算例分析结果表明,采用所建立的聚类负荷模型时的发电系统可靠性计算结果精度高,节省了状态抽样法的计算时间;负荷不确定性和相关性对发电系统可靠性有较大影响。所建立的负荷概率模型为采用解析法和状态抽样法进行发电和发输电系统可靠性评估提供了基础。     

结合证据理论和双层规划的电压稳定不确定分析

提出了一种基于证据理论和双层规划的含风电系统静态电压稳定不确定分析方法。首先,以证据理论中基本可信度分配的概念来描述风速不确定性,建立了静态电压稳定不确定分析模型。然后,通过构造多个风电场风速的联合可信度分配,建立风速的若干个超立方体域,从而将原电压稳定不确定分析问题转化为超立方域内最远和最近电压稳定临界点问题。最后,采用双层规划方法分别求解最远和最近临界点问题,得到各超立方域的负荷裕度最大值和最小值,并合成负荷裕度的信任累积概率分布和似然累积概率分布。IEEE 118节点和IEEE 300节点标准系统的计算结果表明,相比传统概率方法,所提模型与方法能够有效描述风速的客观不确定性和主观不确定性信息,利用负荷裕度的信任和似然分布可确定系统发生电压失稳的最小和最大概率,符合电力调度人员的思维习惯。     

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。     

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。     

考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法

为了有效地分析电力系统设备故障和新能源发电不确定性对系统静态电压稳定的影响,提出了一种考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法。假设各新能源发电出力为均值,建立N-1故障场景下确定性的电压稳定临界点模型,根据所得的故障后负荷裕度筛选得到严重故障集。考虑风电和光伏发电的随机分布,建立故障场景下的电压稳定概率评估模型,采用随机响应面法求解获得故障场景的负荷裕度累积概率分布。根据负荷裕度累积概率分布,设计了2种故障后系统电压稳定性的排序指标,确定严重故障集的排序。IEEE 118节点标准系统的计算结果表明,所提故障筛选与排序方法是有效的,可以甄别和排序各故障场景下系统的概率静态电压稳定性;根据故障排序结果构建的电力系统概率电压稳定域有助于对概率稳定边界的分析和研究。     

考虑负荷模糊性的最优协调电压控制

现有电压控制中没有考虑预测负荷和实际负荷之间的偏差,电压控制效果难以保证。为此引入负荷模糊数度量负荷偏离不确定性,提出考虑负荷模糊性的长期电压稳定最优协调控制方法。在含有连续离散时间微分代数方程约束和以负荷节点电压偏差与控制成本最小为控制目标的准稳态控制模型的基础上,建立协调电压控制模糊非线性规划模型;然后,根据最大隶属度原则,将模糊非线性规划问题转化为普通非线性规划问题,并基于内点法求解。通过新英格兰10机39节点系统算例仿真验证该模糊优化电压控制方法的有效性和鲁棒性。     

计及双馈风力发电机内部等值电路的电力系统随机潮流计算

研究了含变速恒频双馈式发电机的风电场接入系统后对电压质量的影响.在双馈式发电机简化等值电路的基础上建立了风电场的确定性潮流模型,建立了风力发电机的随机分析模型,并在这二者的基础上运用基于半不变量法的随机潮流进行计算.算例结果表明,风电场接入系统后,对系统中各节点的电压质量均产生影响,其中风电场节点的电压越限概率最高,对非风电场节点,其电压越限概率与其基准电压值及距风电场节点电气距离远近有关.     

负荷不确定性电网的电压稳定性评价方法

提出一种基于负荷不确定性电网的电压稳定性评价方法.在电网各节点及总负荷水平不确定、只能给出一个区间范围的情况下,首先定义了一种电压稳定性评价模型,采用边界定值法进行求解,找出一组最恶劣的负荷分布,使其在满足负荷取值范围的约束下离崩溃曲面的负荷距离最短.所述方法考虑了各节点和系统总负荷水平的不确定性,为电网的电压稳定性评估提供了一种新思路.在IEEE 14和IEEE 57节点系统中验证了所述算法的快速性和有效性.     

基于网损灵敏度二阶指标的电压稳定概率评估

大多数电力系统电压稳定评估主要采用的是确定性的分析方法。简要介绍了概率的分析方法在进行电力系统电压稳定分析中的应用,提出了一种以蒙特卡罗法和网损灵敏度二阶指标确定电压稳定负荷裕度相结合的方法,同时引入两个概率指标———电压崩溃概率指标和电压崩溃点负荷水平期望值。采用该方法对重载下的AEP30节点系统进行了电压崩溃的概率评估,并侧重于分析负荷的随机特性对负荷水平(电压崩溃点)的影响,以及输电线断线的概率评估和相应减小电压崩溃概率的措施比较。     

基于频率动态特性的电力系统频率失稳概率评估

提出一种电力系统频率失稳风险评估方法,该方法计及了旋转备用的频率动态特性,建立了低频减载作用下的频率稳定分析模型。基于非序贯蒙特卡洛仿真,计算分析了失稳概率、失稳频率、期望切负荷量和频率动态指标,实现了对频率稳定性的概率量化评估。探讨了旋转备用容量变化、低频切机容量变化对频率稳定性的影响,并计算了在多层负荷模型中计及和不计及不确定性两种情况下的频率稳定年度指标。IEEE RTS79系统算例分析表明所提方法能从概率角度全面深入评价电力系统的频率稳定性,可为低频减载配置方案的合理性和机-网的协调性提供一定参考依据。     

基于概率的最近电压崩溃临界点计算

考虑负荷变化的不确定性和相关性,将静态电压稳定分析的直接算法引入到概率环境下,进行最近电压崩溃临界点的分析计算.以一段时间内的系统运行状态作为计算初始条件,负荷增长方式中包含了负荷之间的彼此相关性,计及了更多的负荷变化信息.对临界点的描述不再是传统的确定性表达,而是一定范围内的统计分布.