基于连续参数追踪的静态电压稳定域边界迁移构建新方法

静态电压稳定域(static voltage stability region,SVSR)是监控电网电压安全运行的有效手段,其边界的求取是SVSR技术应用的关键。推导了简单系统单机单负荷模型的SVSR解析边界,在此基础上,针对复杂系统静态电压稳定域边界(static voltage stability region boundary,SVSRB)构建问题,提出了计及拓扑相关性的稳定域边界模型,并通过预估-校正方法完成了该模型在连续参数变化下的追踪求解。该方法能够以任一边界点为初值,快速迁移至整个稳定边界,实现了边界求取的"以点带面"。最后通过仿真算例验证了所提方法的准确性和时效性,具有一定的工程价值。     

考虑极限诱导分岔的静态电压稳定域

随着高比例可再生能源在电力系统中的广泛应用,可再生能源的波动性和随机性对电力系统静态电压稳定评估带来挑战,电力系统静态电压稳定域（static voltage stability region,SVSR）可以全面分析和监测电力系统电压稳定性,其关键是快速准确地构建稳定域边界。针对传统连续潮流法和非线性规划法计算量大的问题,提出一种基于SVSR边界拓扑性质的SVSR边界构建优化模型,根据边界连续且光滑的性质,由已知边界点通过预测-校正方法直接计算相邻边界点。在此模型基础上提出一种极限诱导分岔识别方法,构建考虑极限诱导分岔的SVSR边界。最后通过算例分析验证了所提方法的可行性和准确性。     

静态电压稳定域局部边界的快速搜索新方法

可再生能源的波动性、随机性和需求响应的不确定性对电力系统的静态电压稳定评估带来全新挑战,静态电压稳定域(static voltage stability region,SVSR)是分析和评估含随机性和不确定性因素影响的电力系统电压稳定性的重要工具。传统基于连续潮流的SVSR构建方法虽可保证构建精度,但计算效率较低。为提升高精度SVSR的构建效率,提出一种快速搜索SVSR边界的新方法。该方法基于SVSR边界的拓扑特性,根据SVSR边界上相邻临界点之间的关联关系,构造SVSR边界快速搜索的通用数学模型。针对该模型,首先采用连续潮流确定初始SVSR边界点,然后采用预测–校正方法求解所提模型,实现SVSR边界上所有边界点的快速搜索,进而构建出SVSR边界。最后,通过WSCC 3机9节点系统和IEEE-300节点系统对所提方法的正确性和有效性进行校验,结果表明,所提方法可实现高精度SVSR边界的快速搜索。     

电力系统静态电压稳定域边界近似的空间切向量法

针对电力系统静态电压稳定域边界(staticvoltage stability region boundary,SVSRB)近似解析表达式的构建问题,该文提出一种SVSRB近似的空间切向量法。首先采用SVSRB搜索的预测–校正算法搜索静态电压稳定域(static voltagestabilityregion,SVSR)临界点,然后基于该临界点处空间切向量的空间角与最大空间角阈值的关系,对SVSRB进行初始分段近似,以SVSR临界点到初始近似边界的距离与最大距离误差阈值的关系为依据,对初始近似边界进行二次近似,计及SVSRB曲率的变化,得到更为精确的SVSR分段超平面近似边界,实现SVSRB近似解析表达式的构建,该方法可有效提高SVSRB近似精度,增强电力系统电压稳定的态势感知能力。最后,将所提方法应用于WECC3机9节点测试系统和欧洲电网13659节点测试系统,结果表明,所提方法可有效实现SVSRB精确近似解析表达和准确构建。     

电力系统注入空间静态电压稳定域边界的实用表达式

电力系统注入空间上的静态电压稳定域(SVSR)是近年发展起来的一种有效的电压安全监控手段，对其边界的准确表达和快速求取是SVSR实用化的重要保证。该文推导了单机单负荷系统SVSR边界的解析表达式，在其启发下，通过将系统静态电压稳定临界条件做Taylor级数展开，给出了一种注入空间中SVSR边界的二次近似解析表达形式；基于模态分析，提出了选择系统关键节点的方法，以实现注入空间的有效降维。最后，通过IEEE14节点、57节点系统和EPRI1000节点测试系统的算例对文中方法的有效性进行了验证，结果表明：当发电与负荷大范围变动时，在不同运行条件下估计注入空间SVSR边界的误差均在3％以下。     

电力系统静态电压稳定域边界快速搜索的优化模型

电力系统静态电压稳定域(SVSR)是分析、评估含随机性和不确定性因素影响的电力系统静态电压稳定性的重要工具。连续潮流虽可构建高精度的SVSR,但其计算效率低;超平面近似可提高SVSR构建效率,但其构建的SVSR保守性较强。为提升高精度SVSR构建效率,提出一种SVSR边界快速搜索的优化模型。该优化模型基于电力系统SVSR边界拓扑特性,实现高精度SVSR边界的快速搜索。该优化模型首先采用传统优化潮流模型确定初始SVSR边界点,然后以已求SVSR边界点为初始点,采用所提优化模型搜索下一个SVSR边界点,实现SVSR边界上所有SNB点的快速搜索,进而构建出高精度SVSR边界。最后,通过WECC 3机9节点测试系统、IEEE-118节点测试系统和1354节点欧洲大陆互联电网,对该方法的有效性和实用性进行分析和验证,结果表明,该方法可实现高精度SVSR边界的快速搜索。     

含混合多端直流的电力系统静态电压稳定域构建

针对含混合多端直流输电(Hybrid-MTDC)的交直流系统静态电压稳定域(SVSR)构建难题,提出一种含Hybrid-MTDC的交直流系统静态电压稳定域边界(SVSRB)快速搜索的预测-校正方法。计及多类型换流站的控制策略切换特性和站间控制策略协同,构建含Hybrid-MTDC的交直流系统连续潮流模型,搜索SVSRB上的首个临界点。借助获取的首个临界点信息,根据SVSRB拓扑特性,通过所提预测-校正模型实现含Hybrid-MTDC的交直流系统SVSRB上相邻临界点的快速、准确获取,进而构建出含Hybrid-MTDC的交直流系统SVSR。通过含Hybrid-MTDC的IEEE 5节点和IEEE 118节点测试系统对所提方法进行分析验证,结果表明所提方法可实现含Hybrid-MTDC的交直流系统SVSR高效、准确构建。     

含多端柔性直流的交直流电力系统静态电压稳定域构建方法

针对高比例可再生能源并网给交直流电力系统静态电压稳定评估带来的挑战,提出一种含多端柔性直流(VSC-MTDC)的交直流电力系统静态电压稳定域(SVSR)构建方法.该方法根据含VSC-MTDC的交直流电力系统静态电压稳定域边界(SVSRB)的拓扑特性,计及SVSRB搜索过程中换流站控制策略的转换,构建含VSC-MTDC的...     

一种提高电力系统静态电压稳定裕度的切负荷算法

电力系统运行过程中发现静态电压稳定裕度低于临界值时,应及时采取控制措施以提高静态电压稳定裕度。给出一种电力系统静态电压稳定裕度的在线估计和提高静态电压稳定裕度的切负荷算法。该方法首先利用节点静态电压稳定指标（voltage stability index,VSI）识别出系统的薄弱节点,然后通过电压幅值优化来提高薄弱节点的电压幅值进而达到提高静态电压稳定裕度的目的。我国某实际682节点系统的仿真表明所提切负荷方法具有计算量小、速度快等特点。     

考虑相关不确定性的环网静态电压稳定极限二阶锥优化迭代算法

静态电压稳定极限(static voltage stability limit,SVSL)是电压稳定分析中的一个重要指标。然而，新能源出力的不确定性将导致SVSL的波动。基于二阶锥优化(second order coneprogramming,SOCP)，该文提出一种迭代算法，可用于跟踪环网SVSL或PV曲线的波动区间。首先提出扩展二阶锥最优潮流模型，表明能够通过一系列SOCP计算环网SVSL。然后，基于扩展二阶锥最优潮流模型，采用平行多面体非概率凸模型描述相关不确定性，建立max-min和min-min两个双层优化模型计算SVSL波动区间上、下限。提出通过二阶锥优化、线性优化交替优化原变量和对偶变量的方法求解该模型。最后，在多个IEEE标准系统上对所提算法进行了测试。结果表明，与其他区间方法相比，所提算法在具备通用性的同时，也具备更好的鲁棒性和准确性。     

静态电压稳定域边界的二次近似分析

提出基于隐函数求导法的注入空间静态电压稳定域和实用静态电压稳定域边界的二次近似算法。与现有的电压稳定域边界的线性近似方法相比,该方法能在大范围内更加精确地逼近稳定域边界,并能确定电压稳定域边界的凸凹性。进一步,利用状态变量对于参数变量的二次偏导数,给出线路空间中稳定域边界二次近似的解析表达式,进而得到割集空间中电压稳定域边界二次近似的解析表达式。据此可实现静态电压稳定域的可视化,并可指导电力系统的安全运行。IEEE-9和IEEE-39 节点系统仿真验证了所提出算法的有效性。     

基于PSS/E的节点静态电压稳定极限计算

提出了一种基于电力系统仿真软件 PSS/E( Power System Simulator for Engineering)的节点静态电压稳定极限计算方法。该方法通过 PSS/E提供的潮流计算模块 ,采用重负荷节点导纳模型 ,能有效地计算节点静态电压稳定极限。无需改动 PSS/E软件的潮流程序 ,能方便地在 PSS/E软件平台上求取节点静态电压稳定极限。对 IEEE 5节点系统和 IEEE 30节点系统的计算验证了该方法的正确性。     

基于有功负荷注入空间静态电压稳定域的最小切负荷算法

针对电力系统电压稳定控制中的切负荷量求解问题,提出基于有功负荷注入空间静态电压稳定域的最小切负荷量计算方法。首先给出该稳定域的2阶段求解方法,与传统基于拟合技术的求取方法相比,该方法通过聚类分析在保证计算精度的条件下减小了计算代价,同时可对临界点基于其局部切平面的法向量进行分类拟合,从而计及稳定域边界曲率的变化得到更加准确的边界估计。基于该稳定域提出最小切负荷量的计算方法,与基于灵敏度的连续线性规划法相比,该方法可利用全局信息给出最小切负荷量,并且在计算速度上具有优势。通过6节点算例的可视化稳定域计算结果说明2阶段求解方法的有效性,最后利用39节点系统验证该最小切负荷计算方法的准确性。     

基于割集功率空间上的静态电压稳定域局部可视化方法

提出了一种新型快速的割集功率空间上电压稳定域边界局部近似算法，以用于实现静态电压稳定域的可视化。该算法首先在电力系统状态空间上推导出求解电压稳定域边界局部的线性方程组，利用该方程组可快速地求解出状态空间上的一组近似电压稳定域边界点；然后通过潮流方程将边界映射到割集功率空间上，解决了电压稳定域可视化的降维问题。在此基础上，可利用最小二乘法拟合出割集功率空间上的一个超平面，用以近似地表达电压稳定域边界。IEEE118节点系统算例结果表明，该方法能在割集功率空间上以较小的误差快速地近似表达出电压稳定域边界的局部；算法对于实现电压稳定域的在线计算及可视化具有一定的实用价值。     

动态连续潮流与自适应混沌粒子群结合计算静态电压稳定裕度

提出一种动态连续潮流(Dynamic Continuation Power Flow,DCPF)与自适应混沌粒子群优化算法(Adaptive Chaotic Particle Swarm Optimization,ACPSO)结合求取系统最大静态电压稳定裕度的方法。该方法以静态电压稳定裕度最大为目标函数,针对连续潮流在处理不平衡功率上存在不足,将动态潮流算法引入到连续潮流模型中,根据发电机和负荷的静态频率特性分配系统的不平衡功率,建立DCPF模型;用DCPF计算每一组控制变量对应的静态电压稳定裕度;用ACPSO进行最优控制变量组合的搜索,求取最大静态电压稳定裕度;ACPSO算法通过将混沌算法引入到粒子群优化中,克服单纯粒子群优化算法计算速度慢、有时易陷入局部最优解的缺点。算例验证了该算法的有效性。     

电网的分散负荷安全域及其应用(二)：线路静态失稳的边界-本质-形态及负荷安全域的稳定裕度

交流线路承载的静态稳定边界问题一直悬而未决。负荷安全域可约束线路压差、维持多级电网电压安全水平,但稳定裕度未知。传统静态功角稳定与电压稳定的概念、机理及分析方法都不相同。研究发现,针对线路两种静态稳定可形成统一的概念、机理,而全网静态稳定的充要条件是每条支路都满足静态稳定。基于线路的复变量状态方程,得到末端的复功率-电压(即P_j-Q_j-U_j)、复功率-功角(即P_j-Q_j-θ_ij)的独立方程;通过可解条件分析、偏导证明,得到唯一的P_j-Q_j稳定边界及其特征,证明两种失稳的同质性;通过解析几何分析,推导U_j和θ_ij的稳定边界及其特征,得到符合实际情况的失稳形态解释。基于P_j-Q_j稳定边界,提出线路负荷安全域的稳定裕度指标以及电压安全水平的修正方法。理论验证基于首端参考系线路模型分析的可行性,提出电网上下级拓扑的稳定域匹配方法。最后...     

静态电压稳定域的三维可视化技术

近年来对静态电压稳定域的研究表明其边界可在较大范围内以超平面的形式近似拟合,在三维空间中体现为一个空间平面,该结论降低了实现静态电压稳定域可视化的难度.文章利用上述研究成果依据同一断面上不同线路的电压稳定严重程度对其进行排序,以OpenGL为图形开发工具开发了静态电压稳定域的三维可视化系统.该系统已在河南电网投入使用,可帮助调度人员在线监视与评估不同运行工况和不同负荷增长方式下的电网电压稳定裕度.     

电压稳定极限附近神经网络模拟及静态稳定裕度判定

基于系统电压静态稳定的观点,对给系统给定运行状态,在求取某节点一对相关邻近潮流解的基础上,用误差反向传播模型的人工神经网络来模拟该节点电压静态稳定临界状态附近的过渡过,较为准确地确定了节点电压稳定的临界状态,并可以确定过渡过程中任意状态下节点电压静态稳定裕度。     

考虑静态电压稳定约束并计及负荷和发电机出力不确定性因素的概率最大输电能力快速计算

针对电压稳定约束条件下的概率最大输电能力(TTC)进行了研究,考虑了负荷和发电机出力分配不确定性因素对TTC的影响,提出了一种将MonteCarlo仿真和静态电压稳定域方法相结合的概率TTC快速计算方法。文中推导出全注入空间中静态电压稳定域边界的局部切平面表达式,结合聚类分析,采用多个切平面描述静态电压稳定域边界,经验证,该方法计算速度远远快于传统方法,并且具有较高精度,能够满足工程上概率ATC在线计算的需要。     

混合多馈入直流系统换相失败免疫水平快速评估方法

针对目前混合多馈入直流输电系统(hybrid multiinfeed high voltage direct current,HMIDC)换相失败研究中采用仿真手段而导致计算量大的情况,提出了一种其换相失败免疫水平的快速评估方法。首先针对单馈入电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)系统,提出了计及直流系统一、二次参数影响的基于电压稳定因子(voltage stability indicator,VSI)的换相失败免疫水平快速评估方法,基于CIGRE Benchmark标准直流系统搭建了LCC-HVDC测试算例,仿真分析了所提方法的准确性和快速性;建立了HMIDC系统在LCC-HVDC换流母线处的双母线戴维南等值单馈入分析模型,然后定义了在对应LCC-HVDC换流母线处的等值单馈入电压稳定因子(equivalent voltage stability indicator,EVSI)。在分析换流器功率–电压特性和相角–电压特性的基础上,研究了EVSI的求取方法;最后提出了基于EVSI的HMIDC换相失败免疫水平快速评估方法,基于混合双馈入直流输电系统模型的仿真结果验证了所提方法的有效性。