基于支路开断直流模拟法的黑箱外网参数估计研究

针对黑箱外网参数估计难以求解以及不稳定问题,提出了基于支路开断直流模拟法的黑箱外网参数估计新方法。该方法基于输网电阻远小于电抗的原理简化扩展电压源支路模型,利用支路开断直流模拟法构建边界节点间等值电纳与采样状态的线性关系,使得边界节点间等值电纳参数求解简单而且稳定;进一步利用支路开断前后的状态数据建立扩展支路参数的最小二乘模型,最终通过支路开断前后两个数据断面实现外网等值参数的高精度求解,IEEE39节点系统的仿真结果论证了本文方法的准确性。     

电力系统预想事故快速分析

鉴于自适应化简等值算法的有效性，本文提出了一个电力系统预想事故快速分析的新算法，该逄法首先构成了包括断开支路在内的局部等值小网，然后利用快速前代和快速回代技术对等值小网进行ＡＣ潮流求解，通过对ＩＥＥＥ－５７节点试验系统和华东１５８节点系统的验算，证明该算法不但有令人满意的精度，而且有较理想的机时节约。     

电力系统的测点布置与可观察性

合理的测点布置是保证电力系统可观察性与进行安全分析的重要条件，在实际系统中，只可能做到内部系统是可观察的，而外部系统是不可观察的。外部网络等值是按预先假定的基本运行状态进行的。在外部网参数或运行方式变化时，原来假定条件下的等值网势必造成静态安全分析的误差。本文的目的在于研究内部和边界测点布置，以保证等值电力系统静态安全分析的精确性。     

电力系统外部等值网络快速修正方法

在基于外部静态等值的电力系统最优潮流计算中,为了保持外部等值精度,不断重新计算外部等值导纳矩阵将导致优化计算时间效率下降,文中针对Ward外部等值方法的特点,从不同解决思路入手,分别采用矩阵求逆辅助定理和支路等值注入功率模型提高外部等值网络参数修正计算速度,对两种快速修正方法的修正原理和计算过程做了充分的分析和说明,以IEEE 39节点系统和某538节点系统作为试验系统,验证所提方法的有效性,并对两种修正方法进行详细分析比较.     

基于动态分析方法的电网N-1关键支路识别

由于电力系统是强非线性时变系统,而传统的用戴维南等值参数评估系统电压稳定性的方法在具有动态特征的非线性电力系统应用上有很大局限性。基于非解析复变电力系统的动态分析方法,提出了评价N-1系统PQ节点电压稳定性的法向阻抗模裕度指标,并由此指标来判定N-1网络中电压稳定最薄弱的环节。另外,法向阻抗模裕度最小值决定系统电压稳定整体水平,通过开断标准IEEE14节点系统中的重要支路,计算出支路开断后PQ节点法向阻抗模裕度最小值。然后通过对比开断不同支路时对应的最小法向阻抗模裕度值,找出系统电压稳定性最弱时的开断支路,并将此支路视为关键支路重点监控,从而为电力系统的规划和调度提供参考。仿真结果验证了此方法的正确性和有效性。     

基于递推最小二乘法的多端口外网静态等值参数辨识方法

为了能够在外部网络信息不足的情况下在线等值系统网络,提出了利用递推最小二乘法实时辨识多端口外网静态等值参数的方法。该方法利用阻断外网后内网的一步式状态估计,在不要求内网支路开断情况下获取优化后的实测边界信息。基于该边界信息,选取多端口扩展电压源网络模型和 型等值支路分别对外部网络建模,并采用含有数据纠错功能的两步式递推最小二乘法辨识外网等值参数。IEEE30节点系统和湖南528节点系统的仿真结果验证了该方法的准确性,以及该方法可应用于在线外部网络的静态等值。     

断相加短路故障计算的等值双端电源相分量法

提出了一种含有固态限流器的电力系统断相加短路故障计算的等值双端电源相分量法。首先,给出一种新的断相加短路故障的模拟方法。该方法在相坐标下,通过在虚拟故障端口与大地之间连接一条阻抗支路模拟固态限流器和短路故障,在虚拟端口之间连接一条阻抗支路模拟断相故障。然后,基于二端口网络理论,将复杂网络简化成仅含有2个节点的双端电源等值电路,利用相序变换技术,在相坐标下将断相加短路故障模拟成等值的双端电源节点之间的连接。所提方法的主要特点在于:可方便地计及固态限流器和故障点的接触电阻的影响;取消了复杂的序网连接。算例表明:该方法是分析含有固态限流器的电力系统断相加短路故障计算的一种有效的方法。     

基于动态分析方法的电网N-1关键支路识别

由于电力系统是强非线性时变系统,而传统的用戴维南等值参数评估系统电压稳定性的方法在具有动态特征的非线性电力系统应用上有很大局限性。基于非解析复变电力系统的动态分析方法,提出了评价N-1系统PQ节点电压稳定性的法向阻抗模裕度指标,并由此指标来判定N-1网络中电压稳定最薄弱的环节。另外,法向阻抗模裕度最小值决定系统电压稳定整体水平,通过开断标准IEEE14节点系统中的重要支路,计算出支路开断后PQ节点法向阻抗模裕度最小值。然后通过对比开断不同支路时对应的最小法向阻抗模裕度值,找出系统电压稳定性最弱时的开断支路,并将此支路视为关键支路重点监控,从而为电力系统的规划和调度提供参考。仿真结果验证了此方法的正确性和有效性。     

变结构与变参数大型电力系统非对称断相故障电气量值的快速计算

本文提出了一种快速计算变结构与变参数电力系统非对称断相故障电气量值的新方法，勿需修改节点阻抗或导纳矩阵，采用一次性处理网络变化及断相口边界条件，可算出各序网断相口的等值参数及节点电压与支路电流。本文还导出了两种非对称断相同序口电流的比值系数，利用它们可根据已算出的任一种非对称断相状态下的电气量值快速算出另一种。     

基于数据驱动的电力系统动态等值方法研究

提出一种基于数据驱动的电力系统动态等值方法。根据发电机同调关系与节点间电气距离,明确网络划分原则;以所研究区域边界母线电压及联络线功率作为输入,辨识外部区域等值发电机的暂态电抗;以等值发电机有功输出与原始系统联络线有功功率误差最小为目标函数,基于最小二乘辨识等值发电机的惯性常数TJ和阻尼系数D,进而构建等值系统;以动曲线均方根误差及拟合度指标,定量评价等值系统;最后将所提方法应用于修改的IEEE-68节点测试系统和张北四端柔性直流电网工程,结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于循环神经网络的动态等值模型辨识

为了在系统稳定计算分析中简化和减小计算难度,用动态等值作为一种建模方法提出了一种基于循环神经网络的电力系统动态等值法并结合串并联辨识结构将其用于等值后模型的辨识。这种方法不需要预先建立确定的动态模型,仅靠边界节点的测量数据。循环神经网络的权值和结构决定了被等值外部模型的参数和结构。对IEEE的39节点进行的仿真结果表明了该方法能够捕捉原始系统的动态特性,有较高的精确性。     

基于潮流及短路计算的电力系统Ward等值实现方法

对电力系统进行电磁暂态计算,需搭建原系统的等值模型。在电力市场环境下,由于商业机密,相关从业人员可能不具有电力系统外部网络信息,或不具备对大型电力系统进行等值的软件模块,这给工程计算带来了困难。针对这一问题,提出一种基于潮流和短路计算的电力系统Ward等值实现方法。首先将内部网络流向边界节点的电流作为边界节点的等效注入电流,进而对边界节点进行短路电流计算,获得相应的短路电流和节点电压,最后通过节点电压方程求解等值系统参数。理论和实际系统算例分析表明,该方法具有极高的准确性。     

基于支路开断模拟的双端口黑箱外网静态等值方法

在电力市场坏境下,黑箱外网静态等值是有效解决互联子网独立潮流安全分析结果准确性的关键技术,现有研究存在参数估计值不稳定的严重问题。为此,提出一种基于支路开断潮流灵敏度的双端口黑箱外网静态等值方法。首先,针对常规的双端口互联电网,将外网等值为简化Ward模型。然后,利用支路开断潮流的灵敏度构造等值转移导纳与边界关联节点电压增量之间的线性关系。最后,在上述线性关系基础上采用最小二乘估计方法实现转移导纳的高效求解。一方面,利用上述线性关系,参数的估计只需要边界关联节点及其支路的几个电压量测和导纳参数,所需数据量和计算量较少,且不存在非线性方程迭代求解的初值设置问题和计算收敛问题。另一方面,除线性化误差外,上述线性关系严格成立,因而在估计精度方面也具有明显的优势。最后利用IEEE39节点系统和广东电网的仿真结果验证该论文所提方法的有效性。     

基于Ward等值的多区域无功优化分解协调算法

针对多区域电力系统的无功优化问题,提出了基于Ward等值的分解协调算法.将所有子区域分为主区域和从区域,并确定边界节点在不同区域中的节点类型和区域间相角传递方法.在基态条件下,根据潮流计算结果确定边界节点等值注入功率初值.采用矩阵求逆辅助定理,提高优化过程中外部网络变压器变比变化引起的等值导纳矩阵计算效率问题,且大幅度提高了外部网络等值精度.引入适合无功优化算法的外部协调策略,以较少的协调通信量获得较好的协调效果.以IEEE 39节点和538节点实际系统为例,通过与集中优化方法进行比较,验证了该方法的有效性.     

电力系统预想事故快速分析的一种新算法

本文提出一种预想事故快速筛选与分析的新算法。利用零增量法（ＺＭ）构造一个包含开断支路或开断发电机在内的违限节点的局部等值网络，结合快速解耦潮流算法，进行预想事故分析。算例表明，此算法在满足计算精度的同时，分析计算快速，内存开销也小。     

十三机系统的外部动态等值的估计

从所研究的系统内的测量结果,来估计外部系统的动态等值。选择一个表示得明确的带有阻尼和惯量的等值模型,给以有意识的脉冲励磁扰动,使外部系统与所研究的系统之间动态的相互作用加强,用以估计等值。把故意扰动的影响限制在安全的电压调节极限以内,但又比正常负荷波动影响大得多。为了减少计算量,采用了可变步长的最小二乘法。这个方法曾用于一个13台机的电力系统并作了几个等值系统的短路试验,对于选定的模型,所估计的等值是唯一的,原系统及等值系统的试验结果很吻合。     

基于电压为线性函数的开断潮流计算及开断函数选择

为进行快速开断潮流计算,可将电力系统节点电压展开为关于开断支路导纳的泰勒级数,若采用简单的线性开断函数,由于节点电压与支路导纳之间有很强的非线性关系,电压泰勒级数收敛非常缓慢。通过严格的数学推理,提出一种使节点电压与开断支路导纳呈线性关系的开断函数,并证明该开断函数的存在性及唯一性。由线性电压函数可快速精确地计算开断系统的潮流。对IEEE 14节点系统的仿真结果验证了所提方法的正确性。     

一种基于节点导纳矩阵变换的并网风电场群实用等值方法

结合实际机电暂态仿真需求提出了一种新的风电机组群节点等值方法,该方法在等值过程中有效计及了风电场内部节点电压、导纳阻抗之间的关系和风电场内各节点与并网节点之间的电气特性联系。将该方法应用到电力系统综合仿真程序(PSASP)风电场群建模中,建立了含有风电场群等值模型的电力系统仿真分析系统。应用风电机组低电压穿越试验实测数据对模型参数进行了修正,应用风电场短路试验实测数据对仿真模型进行校核,进一步验证了模型的准确性,为后续的稳定控制研究奠定了仿真基础。     

基于解耦相分量模型的电力系统故障计算方法研究

提出了一种电力系统故障计算的解耦相分量法。选取故障点为边界节点将故障后的电网等值成相坐标下的仅含短路端口或者断线端口的解耦等值电路,从而在相坐标下可方便地模拟各种短路故障和断相故障,避免了复杂的序网连接,可方便地计及短路点接触电阻以及非完全断相处的故障阻抗的影响。最后通过仿真算例表明,该方法兼具对称分量法和相分量法的优点,是电力系统故障分析计算的一种十分简单、有效的方法。     

基于信息熵的大型电力系统元件脆弱性评估

现代大规模电力系统面临着多种不确定性因素,它们给系统带来的扰动已成为系统安全运行的主要威胁之一。针对这一问题,提出一种大型电力系统元件脆弱性评估的新方法:在改进信息熵的基础上,结合含风电电力系统的灵敏度分析及支路容量裕度,研究节点扰动功率安全转移的分布信息,建立衡量节点抗扰动能力的节点脆弱性评估指标;在此基础上,通过补偿法将支路开断转化成两端节点的虚拟注入功率扰动,并采用熵权法将其与节点脆弱性评估结果相结合,提出支路脆弱性综合评估方法。通过IEEE 300节点系统算例,验证了方法的快速有效性,同时分析了影响系统关键元件脆弱性的因素,为电力系统中的误差控制和运行管理提供了参考。