计及冷负荷恢复特性的单节点最大负荷恢复量计算

大规模恢复负荷、减小停电损失是电力系统恢复的主要目标。本文根据环境温度、停电时间和温控负荷比例3个因素对冷负荷恢复的影响,提出一种冷负荷恢复量的计算模型。结合用电主体、负荷启动特性等两种母线负荷分类方式,并计及包括暂态频率在内的实际约束建立了以节点负荷恢复量最大为目标的通用模型。通过增广潮流计算、暂态能量函数计算及电力系统分析软件PSDBPA仿真对负荷恢复的稳态、暂态过程进行详细校核。新英格兰10机39节点系统算例验证了所提方法的合理性和有效性。     

电力系统负荷恢复控制协调优化策略

就黑启动最后阶段的负荷恢复问题,以全局恢复量最大为目标,计及负荷投载后系统暂态约束,构建了一种新的最优负荷恢复模型.通常依据发电侧调节能力增加一定的出力进行优化分配,缺乏对系统物理特性和运行工况的考虑,所增加量不一定是实际可恢复的最大量.提出在负荷侧求取最大可恢复量,同时将原动机响应特性用于算法初始化,提高寻优效率.所提方法对所有待恢复负荷进行编码,全局搜索,动态校验,能够协调系统暂态约束、可恢复负荷量与位置以及寻优速度三方面的要求,较好地解决了负荷恢复这一"技术-空间-时间"的多维问题.以IEEE-30节点测试系统为算例模型,验证了该方法的有效性.     

电力系统负荷恢复控制协调优化策略

就黑启动最后阶段的负荷恢复问题,以全局恢复量最大为目标,计及负荷投载后系统暂态约束,构建了一种新的最优负荷恢复模型。通常依据发电侧调节能力增加一定的出力进行优化分配,缺乏对系统物理特性和运行工况的考虑,所增加量不一定是实际可恢复的最大量。提出在负荷侧求取最大可恢复量,同时将原动机响应特性用于算法初始化,提高寻优效率。所提方法对所有待恢复负荷进行编码,全局搜索,动态校验,能够协调系统暂态约束、可恢复负荷量与位置以及寻优速度三方面的要求,较好地解决了负荷恢复这一“技术—空间—时间”的多维问题。以IEEE-30节点测试系统为算例模型,验证了该方法的有效性。     

电力系统动态安全域的实用解法

近年来，电力系统动态安全域（DSR)已越来越为人所接受，它可以提供更为丰富的安全信息，有着广阔的在线应用前景。该文基于暂态能量函数分析，推导出一种新的求取实用动态安全域(PDSR)的方法。通过大量的数值仿真计算表明，实用动态安全域(PDSR)可由描述各节点注入功率上、下限的垂直于坐标轴的超平面和描述暂态稳定性临界点的超平面围成。基于此事实，该文给出了一种快速计算对应于临界暂态稳定的边界超平面的直接法。这种方法是将溢出点处的暂态稳定域边界法矢量近似为常数，并通过线性化把事故后系统轨迹的切向量表示为注入功率的线性函数，然后依据在临界注入下两者之间的正交性，推导出了超平面型式PDSR边界的解析表达式。在新英格兰10机39节点系统上的测试结果表明了这种方法与数值仿真方法的一致性。     

电力系统负荷预后的动态建模新方法

本文提出了一种电力系统短期负荷预报的新算法。该算法首先利用模糊技术对历史负荷数据进行平滑处理，再根据平滑处理的负荷数据，分别建立了负荷变化的趋势项和波动项动态模型并作出预报，最后利用模糊综合评判的理论，考虑天气，假日等因素对负荷的影响，对预报值进行调整。该算法可实现提前１－２４上时的小时级负荷预报。     

电力系统动态安全调度新算法

提出了一种动态安全调度新算法。基于最大相容集的概念，从暂态稳定控制的工程背景出发，将可行域为空的动态安全调度优化问题扩展为在其最大相容集簇上的寻优问题。并将其转换成一个混合整数规划模型，解决了动态安全约束过强导致优化问题不可行及预防控制的经济代价过高等困难。试验算例证实了模型和方法的有效性，根据动态安全调度特点探讨了今后的研究方向。     

考虑可中断负荷的配电网分区动态故障恢复

为提高配电网故障恢复的计算效率和恢复质量并充分发挥可中断负荷的优势,提出了一种考虑可中断负荷参与的配电网分区协调动态恢复策略.首先建立了以恢复价值最大为目标的分区动态恢复优化模型,各分区分别采用动态规划算法求取各区域的解集;然后采用多代理方法解决分区恢复过程中全局最优解的检测和协调冲突问题;最后利用可中断负荷对最优解进行开关操作数量约束的协调,并给出负荷中断的评价指标和具体协调方案.算例仿真结果验证了该策略的合理性和有效性.     

一种模拟负荷动态恢复特性的连续潮流模型

电力系统电压稳定监视与控制需要准确模拟负荷的电压响应特性。负荷在故障后的动态恢复特性是中长期电压失稳或电压崩溃的直接原因。该文提出一种模拟负荷动态恢复特性的连续潮流模型,将负荷功率的时域恢复特性等效转化为负荷静态电压模型中系数的连续变化。文中分别给出ZIP多项式和幂函数2种负荷模型的系数参数化方法,并推导和给出稳定临界点的灵敏度计算公式。负荷恢复型连续潮流可作为一种新的电压失稳故障识别方法。应用该模型在IEEE118节点系统,结果表明负荷恢复型连续潮流可模拟故障后负荷功率的动态恢复过程,识别失稳故障并给出可供预防控制用的灵敏度信息。     

考虑概率的冲击负荷对电力系统影响分析

针对冲击负荷中两类最典型的电弧炉和电解铝负荷,分析研究了电弧炉负荷和电解铝负荷的运行特性和各自对电力系统造成功率冲击的原因,理论分析了冲击负荷对电力系统的影响.依据冲击负荷实测数据以及冲击负荷生产规律,根据概率计算原理计算了冲击负荷的功率冲击发生概率.     

计及重要负荷优先恢复的局部电力系统恢复策略

与全系统大停电事故相比,局部电力系统停电事故发生得更为频繁。现有的研究大多集中于整个电力系统发生停电后的系统恢复问题,而对局部电力系统恢复问题的研究则相对较少。在此背景下,文中提出了考虑重要负荷恢复的局部电力系统恢复策略。考虑到局部电力系统恢复的特点,首先根据局部停电区域的网络拓扑生成恢复路径集,之后对线路过电压和不必要的恢复路径进行判断和筛选,最后在考虑系统非停电区域的传输能力约束和停电区域内部的负荷特性基础上,对局部停电区域恢复的子系统进行划分并对恢复路径进行优化,最终建立了相应的局部电力系统恢复的优化模型。与现有方法一般需要对线路和节点赋予权重不同,所提出的恢复策略基于客观信息,因而可以得到更为合理的优化结果。最后,采用修改的新英格兰系统对所提出的方法进行了验证。     

考虑系统安全因素的负荷恢复方案优化

在电力系统网架重构初期,电网结构相对薄弱,恢复部分负荷可以在一定程度上维持系统功率平衡,确保系统安全运行。文中结合系统安全运行特征和负荷投入特点,建立相关负荷恢复模型,提出了一种考虑系统安全因素的负荷恢复方法;以网架各节点电压偏移程度、机组进相运行程度和潮流熵为目标函数,根据实际变电站负荷投入进行潮流调整,确定各节点负荷投入量,以满足系统功率平衡的要求;采用改进粒子群算法对恢复方案进行多目标优化,获得其Pareto最优解集,并采用基于模糊反熵权的M-TOPSIS方法进行最优方案排序,以制订科学合理的负荷投入方案。最后,以新英格兰10机39节点系统和河北南网局部系统为算例验证了所述方法的有效性。     

Permutation-based Power System Restoration in Smart Grid Considering Load Prioritization

Abstract

In the smart grid environment, a power system restoration plan with flexibility is needed to improve reliability and efficiency in an automated way. Traditional system restoration methods based on fixed time intervals may not meet the requirement. This article proposes a new permutation-based model for power system restoration within an optimized flexible duration considering available generator capability and load prioritization. By utilizing this new model, power system restoration is formulated as a permutation-based combinatorial optimization problem to maximize the restored load per unit time. Finally an action-by-action flexible time schedule is obtained for generator startup. A novel quantum-inspired evolutionary algorithm, called the quantum-inspired differential evolutionary algorithm, has been applied to solve this problem due its to high population diversity and fast convergence. The effectiveness of the proposed restoration approach has been validated using IEEE 39- and 57-bus systems.     

黑启动过程中的负荷恢复

研究了黑启动中的负荷恢复与系统并网问题,将基于直角坐标的最优乘子牛顿潮流法与灵敏度技术相结合,采用连续线性规划法对负荷恢复阶段出现的N-1潮流不可行和状态越限问题建立了恢复控制的模型和算法。然后建立了负荷恢复阶段仿真各子系统频率变化过程的模型和算法,针对子系统的并网问题建立了基于连续线性规划的并网压差发电调度算法,有效地解决了并网电压差优化控制问题。用标准测试系统和实际电网的数值仿真试验证明了模型和算法的有效性。     

计及负荷波动率和互补系数的负荷恢复

在电力系统恢复过程中,待恢复负荷的波动性对系统的稳定恢复有直接影响。为了抑制负荷波动带来的冲击,考虑选择波动特性相互补的负荷在同一阶段完成恢复。引入负荷波动率和负荷互补系数来指导制定更优的负荷恢复方案,由此提出考虑负荷波动性和互补性的动态负荷组合恢复方案制定方法。仿真算例表明,通过该方法能够制定出更有利于系统稳定恢复的负荷恢复方案,同时可以发现"强互补、弱波动"趋势下的负荷组合方案更有利于电力系统稳定地完成负荷恢复。     

计及负荷模糊不确定性的网架重构后期负荷恢复优化

电力系统恢复过程中存在着大量的不确定因素,待恢复节点的实际负荷量与预期值往往存在偏差,现有的负荷恢复模型在解决负荷不确定问题时存在一定局限。为解决此问题,文中采用梯形模糊参数表示待恢复节点的负荷接入量,将确定性的约束条件改为模糊参数下的机会约束,综合考虑负荷恢复效益和负荷过载风险对负荷优选的影响,建立了网架重构后期的负荷恢复优化模型。在计算负荷权重时,引入模糊熵量化负荷的不确定性,将负荷重要度和不确定度纳入负荷评价指标。最后,采用模糊机会约束的清晰等价类将负荷恢复的不确定模型转化为确定性的0-1规划问题,并采用混合整数规划方法求解。仿真算例表明所提模型能够平衡恢复过程中的负荷恢复效益和负荷过载风险,得到的决策方案对负荷的模糊不确定性具有更好的适应性。     

考虑储能系统的直流配电网综合负载特性优化

直流综合负载接入到直流配电网中必定会影响系统的稳定性,为减轻负载对直流系统的影响,本文提出一种利用储能系统（energy storage system,ESS）对直流配电网中的综合负载进行优化的方法。首先,根据综合负载特性,研究负载和ESS之间的功率协调关系以改善负载特性。其次,在改善负载特性的同时,以ESS投资成本最小为目标对ESS进行优化配置。最后,进行算例分析,结果表明：本文提出的方法可有效改善负载特性,使得直流电压波动得到减少、直流配电网运行稳定性得到明显提高。     

电力系统动态模拟中可控负载的设计

针对电力系统负载的多样性和时变性,提出了一种应用于电力系统动态模拟的可控负载的设计方案.它采用双三相桥结构及脉宽调制控制策略,通过Matlab Simulink仿真实验,证明了该设计方案的有效性和优越性.     

计及暂态电压约束的负荷恢复能力快速计算

电力系统恢复过程中,需要确定变电站的单次最大负荷恢复量。通常主要考虑系统频率和稳态电压的约束,文中在此基础上加入了暂态电压安全的约束限制,建立了确定变电站最大负荷恢复量的数学模型。基于描述暂态电压安全问题的二元表,构建了分析暂态电压安全的微分代数方程组,对系统中各部分组成进行适当简化,在保证精度的前提下提高了计算速度。提出一种改进的二分法对模型进行求解,该方法考虑了每次迭代的约束裕度,加快了搜索寻优时的收敛速度。IEEE 14节点算例和山东电网仿真结果表明了模型的有效性和方法的快速性。     

机组启动过程中的负荷恢复优化

大停电后,应首先恢复系统内的主要机组,此过程中需要投入适量负荷以保证系统稳定和提高恢复效率.结合机组启动过程中的特点,分析了该阶段负荷恢复的主要内容,提出了与机组启动过程相协调的恢复流程.针对平衡机组出力的负荷恢复问题,建立了多目标的数学模型,并根据贪心算法考虑重点优化测度的思想,提出一种基于重要性优先的负荷恢复算法对...