计及负荷电压静特性的有源配电网线性潮流计算

为了响应配电网快速分析和实时优化的需求,提出了一种基于直角坐标系下的潮流方程考虑负荷电压静特性的有源配电网线性潮流计算方法。在考虑负荷电压静特性和分布式电源DG的基础上,将恒功率负荷和DG模型表示为节点电压相关的二次函数,并通过曲线拟合技术得到函数各系数的最佳取值,最终实现潮流方程的线性化处理。所提方法兼顾了对弱环网的适应性,能够在不需要迭代的情况下实现对潮流模型的高精度逼近。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑负荷电压静特性和PV节点的配电网线性化潮流计算

鉴于原有的高维非线性潮流模型无法适用于配电网线性规划,而现有的线性化潮流模型存在通用性不强的问题,提出了一种考虑负荷电压静特性和PV节点的配电网线性化潮流计算方法。所提方法基于极坐标系下的潮流方程,利用配电网的特征对潮流方程的电压幅值和相角进行解耦;再根据PV节点自身的控制特性,推导出一种含PV节点的线性化潮流计算模型。所提模型不仅考虑了PV节点和负荷电压静特性,而且兼顾对过负载和弱环网的适应性,无需迭代便可求解配电网的电压分布。仿真结果表明：所提方法具有较高的精度和通用性,可用于配电网的快速分析。     

考虑带泵类负载感应电动机影响的静态电压稳定性分析

为了更准确计及泵类负载机械特性对配电网静态电压稳定的影响,建立了一种将感应电动机T型等效电路与泵类负载机械特性相结合的感应电动机负荷模型。将其用于配电网潮流计算,采用前推回代法求解。进而将其用于连续潮流计算,建立了带泵类负载多台相同感应电动机的等效负荷模型,分析负荷连续增长对配电网静态电压稳定的影响。采用IEEE33节点算例对提出的模型与方法进行仿真验证,并与负荷按恒功率因数增加模型的连续潮流进行了对比。仿真计算验证了所提方法的合理性和有效性,表明采用该模型所得的静态电压稳定裕度要小于采用恒功率因数负荷计算结果,更接近工程实际情况。     

适用于计及负荷电压静态特性的配网潮流新型前推回代算法

鉴于当前配电网潮流计算采用恒功率负荷模型不能准确反映网络潮流分布的现状,提出在潮流计算中考虑负荷静态电压特性.针对传统前推回代法在解决该问题时,存在算法效率降低、对负荷静态电压特性呈强敏感性的缺陷,将传统前推回代法中前推功率、回代电压改为前推回代都进行电压迭代,设计了一种新的前推回代法.IEEE36节点系统测试表明,所提算法能够准确、快速地求解配电网潮流,且算法效率对负荷静态电压特性变化具有弱敏感性.同时,通过潮流结果分析负荷静态电压特性变化对系统电压的影响.     

考虑分布式电源控制方程的中低压配电网三相潮流计算

针对中低压配电网网络拓扑结构特点,将分布式电源三相稳态模型引入潮流计算中,提出了考虑分布式电源控制方程的基于注入电流型牛顿拉夫逊三相潮流计算方法。该方法通过在迭代过程中将同步发电机和逆变电源的控制方程与注入电流偏差方程相结合,采用牛顿迭代解法对异步发电机和双馈式发电机控制方程中的待求变量进行求解,实现了控制方程与潮流计算的结合。通过在含多种分布式电源的72节点系统验证了所提方法的正确性及有效性。仿真结果表明,该方法能够反映多种节点类型、不同分布式电源出力的控制特性,适用于计算含多种分布式电源的中低压配电网三相潮流。     

考虑聚合节点高阶非线性电压支撑特性的潮流算法

随着高比例新能源渗透与大规模电力电子设备的广泛应用,电网中同时具备源荷双重属性的广义聚合节点的功率、电压特性会发生本质变化,常规以恒功率、恒阻抗、恒电流为分量加权组合的单纯负荷节点模型,已无法满足新形势下潮流计算精确性的更高要求。据此,提出一种考虑源荷聚合节点高阶非线性的潮流模型及其求解算法：采用高阶多项式形式解析节点非线性功率电压特性,引入潮流平衡方程,在NewtonRaphson法的基础上,推导和重构Jacobian矩阵,通过迭代计算完成求解。当阶数足够高时,能够高精度刻画和解析任意非线性节点电压特性,常规的幂指数模型等也可转换为高阶多项式形式以实现系统分析计算。算例分析中以包含电炉的聚合节点为例,分别考虑仅含恒功率、恒电流、恒阻抗的单纯负荷节点以及5阶非线性节点模型,在IEEE 14节点系统进行测试,验证了所提方法的可行性和有效性。     

适用于计及负荷电压静态特性的配网潮流新型前推回代算法

鉴于当前配电网潮流计算采用恒功率负荷模型不能准确反映网络潮流分布的现状,提出在潮流计算中考虑负荷静态电压特性.针对传统前推回代法在解决该问题时,存在算法效率降低、对负荷静态电压特性呈强敏感性的缺陷,将传统前推回代法中前推功率、回代电压改为前推回代都进行电压迭代,设计了一种新的前推回代法.IEEE36节点系统测试表明,所...     

考虑三相负荷平衡的电动汽车有序充电策略

电动汽车负荷的大规模接入可能导致配电网出现三相不平衡问题,威胁电网安全经济运行。当前提出的大部分有序充电方法均针对等效的单相系统进行建模,忽略了三相不平衡问题的处理。文中提出一种考虑三相负荷平衡的电动汽车有序充电策略。算法外层运用三相前推回代法迭代修正节点电压,内层则通过求解一个电动汽车有序充电三相模型获得优化充电功率。通过调控电动汽车的充电功率及时段,可实现降低配电网网损以及三相之间负荷平衡的控制目标。仿真结果表明,所提出的有序充电策略可以有效避免电动汽车负荷大规模接入导致的三相不平衡现象,同时降低配电网网损、平抑负荷波动,保障电网安全经济运行。     

基于回路电流与负荷节点电压方程的配电网潮流计算

将配电网负荷支路与形成环网支路选定为连支,据此将所有回路分为第1类回路及第2类回路,建立配电网的回路电流-负荷节点电压网络方程。方程中含有回路电流和负荷节点电压,网络回路阻抗与节点负荷等效阻抗分离。基于所建方程实现了配电网潮流计算的直接解法和前推回代法。进一步将模型和算法应用于三相不平衡配电网,针对单相负荷为零给直接解法带来的影响提出两种处理方法:将负荷等效为导纳或移除零负荷回路方程。提出的前推回代法直接根据节点负荷和电压计算回路电流,使前推计算得以高效进行,极大地提高了潮流计算速度。     

考虑泵类负荷特性的低压配电网分散无功补偿优化配置

针对以增氧泵、抽水泵等农业负荷为主的低压配电网台区常出现馈线末端电压过低而导致泵类负荷无法正常启动的问题,提出了考虑泵类负荷特性的低压配电网分散无功补偿优化配置模型。模型中目标函数综合考虑了补偿装置的投资成本和降低台区网损的经济效益,约束条件包括配电台区在泵类负荷正常运行和启动条件下的各种约束。采用sigmoid函数近似逼近目标函数中不连续的符号函数,并采用在离散取值附近曲率较大的非线性罚函数处理无功补偿容量的离散变量特性,进而采用原对偶内点法求解优化模型。通过对某个实际低压配电台区的计算分析,验证了该方法获得的补偿方案能够改善配电台区电压质量,保证泵类负荷的正常启动,并能有效降低台区网损。     

一种基于回路电流法的有源配电网潮流算法

提出一种基于回路电流法的主动配电网三相潮流算法,并提出风机等多种分布式电源在该算法中的计算模型。首先建立配电网络对应的图,然后将基本回路电流、变压器原边支路电压、非恒阻抗负荷支路电压、分布式电源支路电压、异步电机正序负序电压、转差率作为未知量,列写回路KVL方程、变压器原副边电流方程、负荷功率平衡方程以及分布式电源相关方程,推导Jacobian矩阵,并利用牛顿法求解方程。该方法不需要PV节点转化为PQ节点的过程,也不需要将环路解列及复杂的节点编号,没有对Jacobian矩阵进行简化和近似,具有二阶收敛性。算例表明,所提方法计算速度快,能够处理所有常见的分布式电源,具有较强环路处理能力,且比前推回推法有更好的收敛性。     

基于负荷等效电导迭代的直流配电网潮流算法

分布式电源并网技术需求加快了直流配电网的发展。该文针对低容量多电源的直流配电网潮流计算问题,通过重新定义直流配电网的节点类型,提出了一种负荷等效电导的迭代思想。该方法结合节点电压迭代法,可以快速求解直流配电网的网络潮流。使用该方法对目前常见的"手拉手"直流配电网拓扑进行计算,反推验证了其合理性和有效性。算例结果表明,该方法的收敛速度前期较快,后期逐渐收敛到真值附近;对于潮流计算精度要求较低的系统,可以采用前3步的迭代结果作为其潮流值,不但可以快速求解,还可以得到理想的计算值。     

计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法

基于分布式电源下垂控制、负荷静态特性和三相不平衡网络模型,提出了一种三相不平衡孤岛微电网的直接潮流算法。首先基于配电网直接潮流算法,并计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的影响,推导建立了三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法的计算模型。为了求解所提直接潮流算法的计算模型,提出了一种两层潮流迭代法,其中内层潮流迭代法用于求解除虚拟节点外的三相不平衡孤岛微电网的潮流计算,外层潮流迭代法用于更新虚拟节点电压和系统角频率。最后分别基于澳大利亚真实网络和25节点典型微电网开展多场景仿真分析,并将其与牛顿信赖域方法进行对比分析,仿真及对比结果表明所提算法能够快速准确地反映微电网的特点以及真实运行状态,并能够解决三相不平衡孤岛微电网的潮流计算问题。     

含分布式发电的有源配电网电压稳态指标计算研究

针对分布式电源接入配电网带来的电压静态稳定性问题,主要研究含分布式发电的有源配电网电压稳定性。首先提出了根据潮流解来计算整个配电网的电压稳定性指标方法以反映系统各节点的电压稳定性,然后考虑分布式发电作为一个负的负荷直接注入,分别建立了不同类型分布式电源在配电网潮流计算的模型。最后,以分布式电源中典型风电为例,对IEEE-33节点有源配电网进行仿真,分析了不同风机出力、风机接入及有功出力波动对有源配电网系统电压稳定的影响,仿真实验表明分布式电源的接入可以有效提高系统的电压稳定性。     

柔性互联配电网概率潮流算法研究

随着柔性直流配电技术的快速发展,直流配电网通过电压源换流器连接交流配电网构成的柔性互联配电网已成为当前的研究热点,但到目前为止,对于不确定性分布式电源接入的柔性互联配电网概率潮流计算尚未有文献进行研究。针对缺乏这种柔性互联配电网概率潮流研究的现状,文章开展不确定性研究,在分析了几种常规概率潮流计算方法后,以三点估计法结合改进交直流交替迭代算法作为柔性互联配电网概率潮流实现算法;以Nataf变换方法结合Cholesky分解进行不确定非正态输入变量的相关性处理;以IEEE 33节点配电系统结合国内首个五端直流示范工程-直流配电中心作为算例,验证了所提算法的有效性。     

一种含分布式电源的配电网三相潮流混合计算方法

针对现有配电网三相潮流计算方法的不足,提出了一种新的含分布式电源的配电网三相潮流混合计算方法。分析了配电网中相关元件的特点,建立了配电线路、配电变压器和负荷的三相数学模型。对4种不同类型分布式电源节点的处理方式进行了分析,采用前推回代法和牛拉法的混合计算方法建立了三相潮流计算模型。采用回路阻抗矩阵法来计算三相电压差,解决了单相潮流计算方法的适用性问题,采用以节点电压的收敛性作为潮流计算程序迭代与否的控制目标,可直接求取电压值,迭代计算简洁高效。最后,以包含分布式电源的IEEE 33节点网络模型和山滩变某10 kV配电线路为例,验证了该混合计算方法的收敛性与高效性。     

基于自适应幂级数初始点的电力系统全纯嵌入潮流并行计算

在利用全纯嵌入潮流计算方法求解电力系统潮流时,若平启动的电压幂级数初始点远离系统潮流解实际值,则易导致计算量增大,且在求解各节点电压的过程中,传统基于中央处理器(CPU)串行计算架构的计算耗时较长。提出一种基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流并行计算方法。根据系统节点导纳矩阵和平衡节点电压自适应调整系统全纯嵌入潮流的幂级数初始点,构建基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流计算模型,以加快电压幂级数的收敛。借助多核CPU计算平台实现各节点电压Padé近似的并行化,以提高系统潮流方程的求解效率。不同规模测试系统的仿真结果表明,所提方法可实现电力系统全纯嵌入潮流的高效、准确求解。     

基于网损等值负荷模型的直流潮流迭代算法

为提高直流潮流计算精度,研究了标准直流潮流模型中由于忽略支路电阻而带来的有功平衡问题,给出了按比例调整出力或负荷、引入网损等值负荷模型这2种有功平衡方法。为了使网损等值负荷模型的应用不依赖于交流潮流的收敛性,重点提出一种改进的直流潮流算法,该算法通过网损迭代得到等值负荷的大小,且保留了标准直流潮流求解的便利性和快速性。实际电网算例的计算结果表明,提出的改进直流潮流算法与标准直流潮流算法相比,计算结果的精度大幅提高,在交流潮流不收敛的情况下,可作为一种有效的近似潮流计算方法。