电力市场非线性费用函数分摊公平性准则

非线性函数值分摊理论中改变路径函数后,函数值的分摊将发生变化,因而自变量的分摊值可表达为路径函数的泛函。如何选择非线性函数值分摊路径与评判分摊结果的合理性是关键。为此对电力系统非线性费用函数值分摊理论中的积分区间划分原则进行了研究,根据泛函极值理论提出了电力系统非线性费用函数值分摊的合理性评判准则与公平性条件。网损交互项分摊的数值计算表明:自变量按同比例的变化路径能满足基于泛函极值理论的合理性评判准则,按等比例步长划分积分区间是所有满足合理性准则中的最简单的一种。     

函数值分摊理论及其在电力市场中的应用

电力市场中，输电使用份额的确定、网损分摊等问题的实质都是将某个函数值在其自变量之间分摊。该文在对函数值分摊问题进行定义和系统分析的基础上，对目前主要的分摊方法进行了归类、分析和比较，然后对电力系统中常见的多项式函数推导出了用各种方法进行分摊的公式，得到了一些有用的结论：最后对电力市场中进行函数值分摊存在的特殊问题包括自变量的选择、初始点的选择、负值的处理等进行了分析。     

非合同交易电力市场中固定费用的组合分摊

对现有固定费用分摊方法进行了分析。根据MVA贡献固子理论,非线性函数值贡献因子理论,EMS瞬时功率测量,提出了用户对输电设备的MVA积分使用程度概念及其算法。分析了各种方法的适用情况提出了组合分摊方法,并将其用于固定费用的分摊,给出分析实例。     

网损分摊问题的思考

该文对网损分摊问题进行了深入的研究。指出分摊因子为复数的分摊方法会造成一种“无中生有”的现象(即本来没有有功(无功)损耗，分摊后却产生了有功(无功)损耗在原则上是难以接受的；指出某些情况下之所以导出分摊因子为复数的分摊方法是由于忽视了网络中任一点电压都是由所有节点注入功率共同维持的，同时由于这一点，任何一种将网络节点电压当作常数的网损分摊方法都是近似的，其合理性无法得到严格证明；把网损分摊问题归结为只用功率量表达的非线性函数值对其自变量的分摊问题，发现数学上非线性函数值对其自变量分摊问题的解是不唯一的，基于这种不唯一性，提出网损分摊的唯一原则是能够提供正确的经济信号、促使整个网络损耗的降低，任何一种网损分摊方法都只能是启发性的。     

联营电力市场结算盈余的分摊研究

在节点电价体系下,联营电力市场必将出现结算盈余。在理论上阐述了联营电力市场结算盈余产生的根本原因,然后尝试应用成本分摊理论来分摊网损结算盈余。并结合具体算例讨论了网损结算盈余分摊的核的存在性问题。在对网损结算盈余函数特性进行分析的基础上,提出采用Shapley值法来分摊网损结算盈余。基于Shapley值的网损结算盈余分摊方法平等地对待每个负荷,其分摊原理公平,计算方法简便,收支完全平衡。数值算例结果表明,基于Shapley值的网损结算盈余分摊方法是公平有效的。     

辅助服务中的网损分摊

分析了现有的某些网损分摊方法的不足，指出分摊因子为复数的分摊方法造成的“无中生有”的分摊结果，是由于忽视了网络中任一点的节点电压都是由所有节点的注入功率共同维持而造成的。在此基础上给出了一种用于辅助服务中网损分摊的网损表达式，并提出了一种基于最优性偏差的非线性函数值对其自变量的分摊方案，这种分摊方案着力于促使整个系统运行效率的提高，能够提供正确的经济信号。数值算例表明，所提出的网损分摊方案是有效的，具有较好的合理性。     

考虑削负荷责任分摊的电力系统可靠性跟踪方法

电力系统可靠性跟踪方法可以定量分析电力元件（设备）对系统可靠性的贡献并有效识别电力系统的可靠性薄弱环节。然而,现有的可靠性跟踪方法均是基于比例分摊准则,“一刀切”式地平均化处理元件对系统不可靠性,精度不高。在这种情况下,尝试基于Shapley值分摊不同元件停运对系统削负荷责任的贡献,提出了一种新的可靠性跟踪方法及相应的准则。首先,通过状态枚举,梳理出所有由元件停运导致的停电事件集合。然后,基于所提出的Shapley值可靠性跟踪准则,将每个停电事件集合的可靠性指标分摊到相关的停运元件上。最后,将所有停电事件集合的分摊结果累计,得到各个元件对系统可靠性的贡献量。以RTS-79系统为例,验证了所提方法的有效性和可行性。     

输电网网损分摊方法的比较研究

电力市场改革应关注网损的归属问题,即网损分摊问题。对该问题进行了阐述,研究了近年来国内外基于物理层面的网损分摊方法,包括比例分摊方法和非线性函数分摊方法,基于功率分布的分摊方法。指出了各种方法的优点和不足,结合2个算例进行了分析。提出了网损分摊尚需解决的问题。     

电力系统静态稳定裕度及极限功率贡献因子分析研究

根据最新发展的非线性函数贡献因子理论和电力系统静态稳定实用分析方法,对单机无穷大系统以及多机电力系统静态稳定裕度及极限功率进行了分摊研究,得出了发电节点有功无功在静态稳定裕度及极限功率中的贡献。贡献因子分析不仅给出了发电节点有功无功对静态稳定裕度及极限功率的影响,而且给出了它们之间的量化关系。单机无穷大系统所得分摊结果十分简捷有趣。所得量化关系可作为电力市场中调节节点功率、稳定事故分析及稳定奖罚的理论依据。     

非合同交易电力市场网损和输电设备瞬时使用程度分摊

该文根据交流潮流计算结果，将线路充电电容功率、区域静止无功补偿功率、线路潮流、负荷节点和发电机节点功率分别用电流表示，得出支路电流有向流图。利用比例共享原则得出非合同交易中负荷节点MVA功率、发电节点MVA功率在线路电流中的贡献。利用非线性函数贡献因子理论得出负荷节点MVA功率、发电节点MVA功率对线路损耗功率、瞬时使用程度的贡献因子。由此能增加电力市场的透明度。该文方法的一显著特点是理论基础可靠，所得分摊结果十分简捷，可适用于电流实部和虚部方向不相同的系统运行情况。另外，区域无功补偿装置和线路充电无功不会直接负担网损。     

考虑SVC影响的电力系统多目标交易计划

提出一种基于最优潮流、计及SVC影响,同时考虑经济效益和环境效益的电力系统多目标交易计划模型.首先对各单目标确定性模型求解,得到目标函数值,其次对目标值进行一定程度的伸缩,并定义目标隶属度函数,将确定性问题模糊化.接着采用最大满意度法将多目标问题转化为单目标问题,然后采用非线性规划方法求解,得到新的潮流结果.仿真结果验证了算法的有效性.     

基于双插值FFT算法的间谐波分析

为了减小频谱泄漏的影响,提高间谐波分析精度,提出了加余弦窗双插值FFT算法来分析间谐波。该算法通过选取合适的窗函数,对采样信号进行加窗后,用FFT计算出离散频谱,再利用多项式逼近的方法得到频率和幅值的修正公式来对谐波分析结果进行修正。修正谐波幅值时,选择距频点最近的左右两根谱线进行加权,对两根谱线采用的权重与它们各自的幅值成正比。该算法能够有效地降低泄漏和噪声干扰,提高了间谐波和谐波分析的准确性。仿真结果证实了算法的正确性与易实现性。     

Nonlinear distortion analysis via perturbation method

An analytical method based on the classical perturbation method and the harmonic balance method is presented to analyze the distortion due to circuit nonlinearities. Starting from the time‐domain‐modified nodal analysis formulation for a nonlinear dynamic circuit, a calculation procedure of the periodic solution is developed, leading to general formulae for harmonics and nonlinear distortion figures. These formulae are then particularized for the widely used polynomial and exponential nonlinearities. Circuit simulations are performed showing the accuracy of the presented formulae. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种基于潮流追踪的电力系统无功补偿方法

提出了一种旨在改善电力系统无功传输和降低有功网损的无功补偿点选择和补偿容量确定方法。该方法通过无功潮流追踪,获得负荷无功功率的传输路径,结合无功流动与支路有功网损的关系,定义了节点的网损分摊系数,进而根据系数的大小选择无功补偿点;推导了网损分摊系数对负荷无功功率的近似表达式,结合网损优化的近似模型,推导出了各补偿点最优补偿容量的计算公式;通过39节点测试系统,验证了该方法的有效性。所提出的网损分摊系数的物理概念清晰,计算便捷,据此进行的无功补偿对改善无功分布和降低网损均有较好的效果。     

谐振直流环节变换器非线性特性分析及仿真

针对谐振软开关ＤＣ／ＡＣ功率变换器,提出了非线性特性分析的分级建模思想。首先,建立了谐振直流环节的非线性模型,提出了适用于谐振开关环节的等效小参量分析方法,导出了其近似简化计算公式;其次,研究了脉宽调制（ＰＷＭ）逆变桥的开关非线性分析;最后,将谐振直流环节非线性模型与ＰＷＭ逆变桥开关部分模型相结合构杨整体开关非线性系统进行计算机仿真,获得了系统稳态输出特性。新方法不但可以得到解析求解公式,而且计算     

Boost变换器带恒功率负载状态反馈精确线性化与最优跟踪控制技术研究

分析了Boost变换器带恒功率负载的特性，推导出系统传递函数并得到系统稳定运行条件。采用状态反馈精确线性化技术对系统进行控制。根据Boost变换器带恒功率负载的特点，将最优跟踪技术应用于精确线性化控制中，得到系统非线性控制律。用SABER软件对得到的控制律进行了仿真。仿真结果表明：精确反馈线性化结合最优跟踪可以对Boost变换器带恒功率负载系统进行有效的控制，使系统具有理想的稳态特性和动态响应，在电源及负载大范围变化时，保证系统的稳定运行，满足不同类型负载的要求，具有大信号稳定特性。     

基于直流潮流的UPFC优化配置研究

在电力系统中采用UPFC装置可以调节线路潮流分布以及改善经济成本,因此在输电线路规划中,UPFC优化配置问题有比较高的研究价值。在UPFC直流潮流模型基础上,忽略功率损耗和无功功率,以发电机的经济成本作为目标函数建立UPFC优化配置数学模型,并采用Big-M法对其非线性潮流方程进行处理。将混合整数非线性规划问题转化为适应更多求解器的混合整数线性规划问题,对统一潮流控制器在线路中的安装位置和容量进行寻优。在Matlab中利用算例进行仿真计算,验证了该模型和策略的正确性和有效性。     

基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器非线性控制方法

针对有源电力滤波器电流谐波分量检测复杂、非线性负载变化时电源电流畸变的问题,提出基于李雅普诺夫函数的并联型混合有源电力滤波器(SHAPF)非线性控制方法。在建立SHAPF仿射非线性模型的基础上,设计电压-电流双闭环控制回路。从稳定性角度出发,针对内环电流环提出基于Lyapunov函数的非线性控制策略,实现无功补偿电流的解耦控制,快速跟踪谐波参考电流,并以增强系统抗干扰性能为优化目标,求取控制器最优增益,确保线路参数发生摄动或负载需求发生阶跃变化时,系统仍能稳定运行。外环电压环采用滑模非线性控制方法,保持电容电压平稳,实现负载突变时的动态调节。应用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,并基于d SPACE实验平台验证所提出控制策略的可行性和有效性。仿真和实验结果表明:基于Lyapunov函数的非线性控制方法具有简单易行、稳定性高、鲁棒性强的特点。     

计算土壤参数的一种新方法

确认大地模型和土壤参数是变电站接地网模拟计算的首要工作。通过电磁场理论和格林函数 ,利用递推算法获得水平多层土壤中电流场的地电位分布 ,结合复镜像法 ,推导出四极法所测视在电阻率与极间距的关系。引入非线性目标函数 ,将土壤参数问题转化为求目标函数的极值问题 ,采用拟牛顿的最优化方法 ,可快速求出土壤的参数。用该方法编制的软件可准确地确定任意层土壤模型。     

NPC型三电平三相四线制SAPF非线性无源控制策略

针对线性控制器依赖局部线性化方法的缺点,提出并联型有源滤波器(SAPF)非线性无源控制策略。根据被控对象二极管钳位(NPC)型三电平三相四线制SAPF在dq0坐标系下的欧拉(EL)数学模型分析其无源性;从能量角度出发构造能量存储函数,得到能使被控量收敛至期望值的无源控制规律;以使内环电流解耦为目的,采用阻尼注入法对其简化,提高系统的动态性能;对所设计的NPC型三电平SAPF的非线性无源控制方法进行了仿真及硬件实验。结果表明,所设计的基于非线性无源控制策略的NPC型三电平SAPF能够实现电网平衡/不平衡情况下的电流低谐波、直流侧电压稳定及中点电压平衡;与传统的双环PI控制策略相比,具有较好的补偿效果。