基于支路电压方程的在线电压稳定指标

提出一种基于支路电压方程的电压稳定指标,该指标具有显式表达式,可结合PMU量测实现在线计算和应用。首先,利用电压功率灵敏度在电压崩溃点趋于无穷大的特性,推导获得该指标。其次,通过分析静态负荷特性对该指标假设条件(即P-V曲线电压崩溃点处特性)的影响,揭示了该指标对静态负荷特性的适应性,并用单支路系统进行了仿真验证。进一步,采用多支路系统验证了该指标可有效表征支路电压的稳定性,且具有较高的适用性。最后,探讨了应用等效方法改进该指标,从而提升多节点系统中该指标准确性的方法,并用10节点系统验证了改进指标的有效性。     

基于差分正交匹配追踪和Prony算法的低频振荡模态辨识

根据实测数据对电力系统低频振荡模态进行辨识,有助于实现电力系统有效的阻尼控制,从而提高电网的稳定性。文中介绍了利用Prony算法辨识低频振荡模态参数的原理,针对Prony算法对噪声干扰敏感以及模型阶数辨识困难导致出现伪模态的缺点,提出了一种基于差分正交匹配追踪(DOMP)和Prony算法相结合的低频振荡模态参数辨识方法。EPRI-36节点系统和实际系统相量测量单元数据算例的仿真结果表明,所述方法能够准确地辨识出系统低频振荡模态参数。通过与Prony算法结果对比验证表明,该方法辨识结果更加准确,能够满足低频振荡模态参数辨识要求。     

基于混合整数半定规划的含分布式电源配电网无功优化

含分布式电源配电网的无功优化是一个复杂的非凸非线性混合整数规划问题。提出一种求解含分布式电源配电网无功优化问题的新方法。该方法首先将不含离散变量的无功优化原始数学模型转化并松弛为凸的半定规划模型,以保证解的全局最优性,且能在多项式时间内完成;然后,加入离散变量将该模型扩展为混合整数半定规划模型。采用奔德斯分解法将该模型分解为简单的混合整数线性规划主问题和仅含连续变量的半定规划子问题,通过主子问题的交替迭代求得最优解。最后,通过算例系统仿真验证了所提方法具有松弛精确、求解高效、寻优准确等优点。     

基于本地可测量参数的UPFC暂态能量控制

分析了UPFC的动态运行机理，推导出计及UPFC直流电容器动态特性的UPFC动态数学模型，并在此基础上利用UPFC装置的本地可测量状态参数—UPFC安装处的系统电压和功率，估算出UPFC暂态能量最小控制的输入信号(转子角度差)，从而实现了控制的输入参数本地化。仿真计算结果表明，这种基于本地可测量参数的UPFC暂态能量最小控制方法对抑制系统区域间振荡是有效的。     

高比例新能源电力系统静态电压稳定裕度在线概率评估

新能源的随机性、波动性及弱调节特性给电力系统静态电压的安全及稳定性带来了挑战。针对此问题，提出一种考虑源荷双侧不确定性的高比例新能源电力系统静态电压稳定裕度在线概率评估方法。首先，基于新能源无功调节特性与传统机组的差异，分析了大量新能源替代传统机组对稳定裕度的影响。然后，分析了新能源出力不确定性对稳定裕度分布范围的影响，并建立源荷不确定性模型以生成典型场景。最后，为了应对新能源快速波动性给稳定裕度带来的影响，提出基于优化ELM-KDE的稳定裕度在线概率评估方法。利用优化极限学习机(extreme learning machine, ELM)预测典型场景稳定裕度并通过核密度估计(kernel density estimation, KDE)准确获得其概率分布函数。构建了静态电压稳定期望裕度和静态电压稳定风险度两个指标对结果进行表征。分别在New England 39和IEEE300节点系统进行了仿真测试，并将结果与传统蒙特卡洛方法计算结果对比，验证了所提方法的有效性。     

面向电力系统智能分析的机器学习可解释性方法研究(二)：电网稳定分析的物理内嵌式机器学习

将知识融入机器学习模型是提升算法可解释性与计算性能的重要途径之一。针对电力系统运行的稳定分析问题，提出一种新的物理内嵌式机器学习框架与方法，将描述故障动态过程的微分-代数方程作为先验知识，引导神经网络模型训练。相比于完全依赖数据的通用机器学习方法，物理内嵌式机器学习直接模拟物理过程，通过数据背后所蕴含的物理方程来约束机器学习决策空间，并输出故障后的动态曲线，结果物理含义与可解释性更强。同时，物理内嵌模式也大幅降低了模型训练对海量数据的依赖，为小样本学习及以及模型向真实系统迁移应用过程中的参数辨识提供一种新的思路。     

特高压直流换流站培训模拟系统的研究与应用

以±800 kV复奉直流特高压输电系统为原型,开发了首套特高压直流输电培训模拟系统（UHVDC TS）。使用该系统不仅对±800 kV换流站一二次设备、控保系统进行了完整仿真,而且对换流站的监控系统,以及所在的特高压交直流电网进行了详细仿真,实现了换流站设备、换流站监控系统和特高压交直流电网一体化联合仿真,可以对±800 kV特高压直流系统的运行进行全过程、全场景模拟,满足特高压直流运行相关人员的培训需要。该系统已成功投入运行,取得了良好的培训效果。     

变电站集中监控仿真培训系统的设计与实现

作开发和实现了一种新型的变电站集中监控仿真培训系统。该系统不仅对两种典型的集中监控系统(SCADA)进行了完整仿真,而且对集控站所在电网及其所监控的500kV,220kV,110kV,三个不同电压等级各具特点的变电站和综合自动化系统进行了详细仿真,实现了集控中心仿真、变电站仿真和电网仿真的一体化联合仿真,从而可以对整个集控站的生产运行过程进行全仿真。该系统已在广电集团广帅供电分公司成功投入运行,取得了良好的培训效果。     

配电系统短期可靠性评估方案

现有配电系统可靠性评估大多基于长期历史数据的平均可靠性,缺少对配电系统短期可靠性快速评估的模型及方法。针对配电网具体元件特点及短期内元件状态,提出一种配电系统短期可靠性评估方案,分别由基于失负荷的配电系统短期可靠性指标,基于改进条件相依的元件短期停运率模型以及基于前推故障扩散算法的配电系统短期可靠性评估分析方法。通过仿真分析,说明所定义的短期可靠性指标的实用性以及评估算法的有效性,为配电系统的短期现场运行提供理论基础与调度指导。     

综合考虑网络结构不确定性的概率潮流计算方法

目前,在概率潮流计算方法中,不确定性因素多数仅考虑了负荷的不确定性及发电机的随机故障,而不计及网络结构的变化。文中提出一种概率潮流计算新方法,综合考虑了负荷、发电机、网络结构不确定性对潮流结果的影响。文中推导了线路故障时节点注入功率与各支路有功功率的线性关系,应用半不变量法和Gram-Charlier级数展开式求取各支路潮流的概率分布,避免了复杂的卷积运算;结合补偿法及全概率理论来处理网络结构变化的随机因素,建立了综合考虑负荷随机变化、发电机随机故障和网络结构随机变化的概率潮流计算模型,可以快速求得各支路潮流的概率分布函数(CDF)和概率密度函数(PDF)。通过对IEEE 39节点及某区域电网实际系统的算例分析,表明网络结构的不确定性对待求量的概率分布有显著影响。因此,利用所提方法得到的概率潮流结果能为规划人员提供更准确和全面的信息。通过与蒙特卡罗方法进行比较,验证了该方法的快速性与准确性,说明所提方法具有实际应用前景。