考虑风电机组无功特性的安全约束机组组合方法

随着风能的广泛使用,安排发电计划时更多的风电机组将会被引入,这对传统的机组组合提出了新要求。风电出力具有很强的波动性,将风电出力按一个区间放入原模型中更显合理。另外,异步风电机组的结构与普通火电机组不同,异步电机发电的同时要吸收一定的无功功率,因此模型用交流潮流约束更合理。由此建立的是一个非线性混合整数问题模型,为了提高计算效率,将问题分解为2层优化子问题,第1层为无网络约束的机组组合问题,第2层为以网损最小为目标函数的交流网络约束最优潮流问题,对于最优潮流算完后仍有电压或线路潮流越限的,将形成一些新的约束返回原问题。考虑到普通异步风电机组的大量使用,在处理约束问题时对风电机组采用无功功率—电压模型,避免出现无功不足而导致电压越限。以添加了风电机组的IEEE 57节点测试系统为算例,验证了该方法的可行性。     

采用直流和交流功率传输分布因子的输电权交易

对比分析了基于直流和交流潮流的功率传输分布因子，认为交流的功率传输分布因子更能准确反映系统运行点变化对潮流的影响。文中还把交流传输分布因子与基于交流潮流的输电权相结合，为我国实现交流模型下的输电权交易探索了新思路。IEEE 9节点算例表明了交流功率传输分布因子比直流功率传输分布因子具有更高的准确性及有效性。     

基于电力电子变压器的交直流混合配电网日前经济运行策略研究

多端口电力电子变压器(Power Electronic Transformer, PET)可以在交直流混合配电网建立功率柔性调节的通路,实现多个交直流混合配电区域间电能互联互济。提出一种基于多端口PET的交直流混合配电网日前经济运行策略。首先基于交直流混合配电网典型拓扑,分析含PET交直流配网的灵活调控能力;然后根据PET运行过程中的物理约束,分析多端口PET各端口功率流动关系,建立混合配网中PET的能量流动模型;最后以交直流混合配网运行成本最低为目标函数,以系统功率平衡、潮流越限和设备运行上下限的约束为约束条件,建立交直流混合配电网日前经济运行模型,提出了基于CPLEX求解器的模型求解方法。以我国某地区交直流混合配电网示范工程为例,建立了该示范工程的混合配网日前经济运行模型,并进行了求解。算例结果表明,所提运行策略可以有效地降低系统运行成本,提高可再生能源消纳水平。     

考虑风电接入的交直流互联电网动态最优潮流

针对考虑风、火协调的交直流互联电网日前经济调度问题,提出了时空协调、主子迭代的复杂交直流互联系统建模及求解框架,以降低该高非线性问题的求解复杂度。通过精细化考虑交流潮流、直流输电系统稳态运行特性、双馈风电机组及无功补偿装置特性等运行约束条件,建立了风、火、直流线路协调优化的日前动态最优潮流主、子问题模型,在确保日前计划潮流、电压不越限的前提下,为有功、无功协调优化奠定了模型基础。为求解该复杂非线性优化问题,文中基于Benders分解法提出了主、子问题并行高效迭代的求解算法,在保证求解最优的前提下,有效提高了求解效率。算例分析从安全性、经济性、收敛性、高效性等方面验证了文中所述模式、模型和求解方法的有效性。     

HSA based solution to the UC problem

Unit-commitment (UC) as a complicated problem needs powerful methods to solve. This paper presents the use of harmony search algorithm (HSA), a recently developed meta-heuristic algorithm, in order to obtain optimal solution for the UC problem. The proposed algorithm has simple implementation and provides optimal solutions in a reasonable time. The method is tested using small and large scale test cases in the literature. Numerical results show that the proposed algorithm can find better solutions in comparison with conventional methods and it is an efficient way to solve UC problems especially in large-scale power systems.     

含柔性直流输电的交直流并列系统有功潮流优化方法

基于电压源换流器的高压直流输电技术,即柔性直流输电技术是近年来高压直流输电研究和应用的热点。但含柔性直流输电的交直流并列系统会使得电网的潮流分布更趋复杂。由于柔性直流输电系统能够实现有功无功的独立控制,对其有功功率指令值的分析有利于提高交直流并列系统的功率输送效率和效益。然而,目前电力调度中,该有功功率指令值的制定缺乏依据,为此提出了一种计及多目标的有功潮流优化方法。通过计及多个目标的约束,建立了相应的目标函数,利用模糊理论,给各个目标函数指定隶属函数,最终求解多目标优化函数得到交直流并列系统的有功潮流分配优化值。最后通过算例验证了所提方法的可行性。相比当前常常依据运行方式和运行经验笼统地制定有功功率指令值的做法,所提的多目标优化方法给出的指令值既能降低电网损耗,又保证了电网运行的安全稳定性。     

变频调速技术在电厂节能改造中的应用

随着电力系统商业化运营的逐步实施,发电厂的节能降耗日显重要,减少厂用电量以降低生产成本为各电厂所重视,这使得交流变频调速技术在发电厂的应用逐步增多。为此．在介绍变频器调速原理的基础上,以某柴油机发电厂变频调速节能改造为例,探讨了发电企业变频调速节能改造的意义,同时针对现有系统存在的弊端,提出了改造措施,改造后实际运行表明,节电率约达40％,节电效果明显。     

含嵌入式直流的受端电网动态响应智能分析方法

直流输电系统嵌入大型交流系统，将进一步增加换相失败、直流闭锁等故障对系统安全稳定的影响，交流系统与直流系统的交互作用，将使系统动态更加复杂；针对电网不同运行方式下大扰动后系统复杂动态响应特性分析难题，本文提出一种基于机电-电磁混合仿真与机器学习的智能分析方法。该方法基于PCA降维、DBSCAN、Kmeans等算法建立二阶段聚类模型，可针对直流落点近区严重故障后大量混合仿真动态曲线在高维空间中自动聚类，并给出相应标识与严重程度，提取交直流系统在不同故障下的典型动态模式，并自动标注并识别各模式下主导安全稳定问题。本文所提方法的有效性在2025年华东电网运行方式中得以验证，仿真结果标明，所提方法可有效提取不同故障下系统动态模式，将有效支撑后续复杂故障下的交直流系统动态机理分析。     

基于改进增广节点方程的柔性互联配电网统一潮流计算方法

未来柔性配电网中的直流环节可能以大量、分散的变流器形式与交流电网耦合,建立统一联立的计算模型对系统准确、高效求解将更具适用性.提出了一种基于改进增广节点方程的柔性配电网潮流分析建模方法.首先,建立了基于改进增广节点方程的交流和直流电网的网络模型,以及各类型节点的潮流约束.然后,考虑了作为耦合环节的换流器及智能软开关等包含多种控制模式的电力电子设备模型,形成了柔性配电网潮流计算的改进增广节点方程,并采用牛顿-拉夫逊法实现了对模型的求解.最后,通过改进的IEEE 123节点柔性配电网算例验证了所提算法能够有效实现对电力电子化柔性配电网的求解,并适用于包含多种运行模式场景下的系统时序潮流计算.     

Transient stability constrained optimal power flow using oppositional krill herd algorithm

Transient stability constrained optimal power flow (TSCOPF) is becoming an effective tool for many problems in power systems since it simultaneously considers economy and dynamic stability of system operations. It is increasingly important because modern power systems tend to operate closer to the stability boundaries due to the rapid increase of electricity demand and the deregulation in power sector. TSCOPF is, however, a nonlinear optimization problem with both algebraic and differential equations which is difficult to solve even for small power network. In order to solve the TSCOPF problem efficiently, a relatively new optimization technique, named as krill herd algorithm (KHA), is employed in this paper. KHA simulates the herding behavior of krill swarms in response to specific biological and environmental processes to solve multi-dimensional, linear and nonlinear problems with appreciable efficiency. To accelerate the convergence speed and to improve the simulation results, opposition based learning (OBL) is also incorporated in the basic KHA method. The simulation results, obtained by the basic KHA method and the proposed oppositional KHA (OKHA) algorithm, are compared to those obtained by using some other recently developed methods available in the literature. In this paper, case studies conducted on 10 generator New England 39-bus system and 17 generator 162-bus system indicate that the proposed OKHA approach is much more, computationally, efficient than the other reported popular state-of-the-art algorithms including the basic KHA and the proposed method is found to be a promising tool to solve the TSCOPF problem of power systems.     

面向风电接入暂态功角稳定分析的电网极端运行场景提取

大规模风电接入给电网的规划和运行带来了极大的不确定性,导致系统运行模式更加多变.极端运行场景提取对于分析电网运行的高风险薄弱点具有重要意义,而传统经验场景提取方式难以应对风电和负荷的双重不确定性.面向规划层面的电力系统安全稳定评估问题,提出一种基于数据挖掘和机器学习算法的电网极端运行场景提取方法.首先,通过机器学习识别出对暂态功角稳定影响较大的场景变量并依据重要程度进行排序,同时采用熵权法体现场景变量自身的离散性对极端运行场景的贡献程度.随后,利用加权聚类算法筛选出代表大多数场景暂态功角稳定水平的典型运行场景,进而提取出离群、极端的边缘运行点作为极端场景.最后,采用IEEE 39节点算例进行暂态仿真分析,验证了采用数据挖掘与具体问题相结合的方法进行极端场景提取的有效性和合理性,提升了风电并网规划、稳定分析的水平和效率.     

井控与举升控制系统的供电设计方法研究

针对带压装置操作程序繁琐,用液压与自动控制相结合的方式形成井控设备与夹持装置的逻辑控制,实现了操作流程自动化。但有关供电设计部分保护功能简单、易间断、可靠性较低。首先介绍了液压与自动控制相结合的井控与举升控制系统设计原理,而后具体剖析了已有电源模块中双 AC/DC 转换器的冷备用、热备用衔接模式各自存在的问题,并提出了一种双AC/DC转换器供电系统设计方案。研究结果表明,双AC/DC转换器能够增强供电模块的可靠性,有效地解决了直流电源在供电中的可持续问题。     

交直流混合微电网运行控制策略研究

为解决交直流混合微电网中功率波动、交直流系统之间功率平衡、直流侧源荷比相对较大光伏利用率不高的问题,研究了交直流混合微电网并网运行时,在蓄电池的平抑作用下,直流侧光伏发电以恒定的功率通过交流侧并入大电网,提高直流侧光伏利用率。孤岛运行时,蓄电池作为平衡节点,和双向AC/DC变换器一起维持整个系统的电压、频率稳定,并实现交、直流系统之间功率平衡的控制方案。最后利用PSCAD/EMTDC软件对系统功率波动、并网运行向非计划孤岛运行切换、孤岛运行向并网运行切换进行了仿真验证,运行结果表明该控制方案能有效平抑系统功率波动,维持交直流混合微电网稳定运行。     

基于深度学习的含统一潮流控制器的电力系统快速安全校正

随着新一代柔性交流输电装置如统一潮流控制器（UPFC）在现代电力系统中的逐步推广和应用,对电网安全校正策略的制定提出了更高的要求。基于物理模型的传统电网安全校正方法在实时性方面具有一定的局限性,而数据驱动方法将大量的复杂计算前移到离线阶段,具有快速在线计算性能。因此,针对含UPFC的电力系统提出了一种基于深度学习的快速安全校正方法。首先,基于深度学习建立了节点调整状态识别模型,利用深度神经网络（DNN）的分类和学习能力,优先确定存在调整可能性的节点范围,避免物理模型优化类方法迭代无解问题。然后,针对缩减后的寻优空间进一步采用优化法实现系统安全校正计算,快速确定系统各节点调整量。基于中国南京西环网UPFC示范工程的应用效果表明,所提快速安全校正策略能够发挥DNN的学习能力,进而提高系统安全校正的效率和实用性。     

交直流混联电网连锁故障特征事件智能溯源及预测方法

交直流混联电网跨区连锁故障严重威胁电网安全,调度运行面临巨大压力和事故风险.文中提出了融合知识图谱和机器学习算法的特征事件智能溯源及预测方法,实现连锁故障事故链的在线溯源和预测.将电网运行状态量和故障信息作为输入特征量,结合物理机理分析和皮尔逊系数法提取关键特征量,通过支持向量机判断特征事件间的关联关系.建立两层级的知识图谱结构,通过检测到的特征事件类型匹配上、下层事件的关联关系.根据特征事件关联关系判断结果和时序特征,基于深度优先搜索策略识别连锁故障演化路径.通过对实际电网在线数据的案例分析验证了该方法的有效性.     

计及下垂控制的潮流计算研究综述

下垂控制元件的不断接入,使电力系统运行情况变得更加复杂,给电力系统分析带来了新的挑战。潮流计算作为电力系统分析中最为基础且重要的一类计算,在对具有下垂控制元件的电力系统进行潮流计算时,需要面临传统潮流计算中不曾考虑的新问题。本文从下垂控制的基本原理入手,对计及下垂控制的电力系统潮流计算研究进行综述。首先,简要介绍计及下垂控制的原理、主要元件类型及下垂控制潮流计算的应用场景;然后,介绍下垂控制元件参与潮流计算时的处理方法,其次,讨论了计及下垂控制的潮流计算交流系统中的频率问题,并简介了国内外现有的求解方式;最后,指出计及下垂控制的潮流分析在今后研究中有待解决的问题及研究方向。#$NL关键词：下垂控制;潮流计算;电力系统频率;孤岛运行#$NL中图分类号：TM744     

基于约束型深度强化学习的主动配电网 电压控制策略

随着分布式电源与随机性负荷的大量接入,配电网的电压波动问题变得愈发严重。主动配电网能通过各种电压无功控制器平抑电压波动,但通常需要求解一个复杂的混合整数二阶锥规划问题,难以做到实时控制。文中利用深度强化学习建立了一个主动配电网实时电压控制模型,能快速得到满足潮流约束的控制策略。采集节点有功、节点无功、设备档位、时间步作为环境状态变量;以和网损及设备操作相关的费用作为回报函数来协调三个控制设备;通过基于长短时记忆网络的约束型强化学习来求解,从而建立主动配电网实时电压控制模型。基于4节点测试系统和IEEE-33节点测试系统进行了仿真,仿真结果表明,所提的深度强化学习方法能确保潮流约束,电压控制模型能实时控制电压无功控制器,以保证配电网的电压质量。     

基于SVG技术的电力系统可视化平台集成与方法库开发

先进的可视化技术是提高电网运行智能化水平的重要途径。文中以可缩放矢量图形(SVG)技术为核心,开发了统一、兼容、集成的电力系统可视化平台与标准的可视化方法库;构建了基于SVG技术的可扩展的可视化应用平台,可在一个统一的平台框架内兼容并集成多类可视化资源;开发了一整套基于SVG技术与地理信息图形的空间数据可视化方法,实现了与电网网架结构和数据模型的高效、自动匹配;形成了具有标准的面向对象接口的可视化方法库,具有高度的灵活性和可移植性,提高了开发效率;提出并实现了横向集成、纵向挖掘、学习式与预知式的智能人机交互方式,使可视化技术具有一定的感知能力,有利于提高电网运行人员对于电网运行数据与信息的感知能力与分析效率。     

一种交直流电力系统潮流计算实用新算法

目前得到大量应用的交直流电力系统潮流计算方法主要包括顺序求解法和同时求解法,该文针对目前已经发表的算法的优缺点进行分析和总结,指出其中一些算法在潮流程序中实现时可能会遇到的问题。为解决这些问题,提出一种数学概念清晰、程序实现简单的基于牛顿拉夫逊法的新的交直流电力系统潮流计算处理方法。该算法在程序实现过程中和交流潮流在形式上完全统一,不需要在形成雅克比矩阵时根据不同的运行方式对直流部分作任何的方程重构和预处理,可直接得到直流系统各个运行变量随系统运行状态改变而变化的情况;当处理直流线路运行控制方式改变时,该算法显得更加简单,易于实现。这个算法已被应用在稳定及潮流分析工具中,计算结果正确。     

特高压远距离大容量云电送粤中的稳定问题研究

云电送粤特高压直流输电嵌入交流系统运行,将使送端云南电网面临诸多挑战,其中涌现出的若干稳定问题将对送端电网的安全稳定运行产生重大的影响,亟待深入的分析和研究。介绍了送端云南电网的特点,并分析了云广特高压系统投运后,云南电网将面临交直流相互影响、直流潮流转移导致的电网稳定问题以及送端电网的高周问题。提出针对这些问题的部分研究思路和内容,包括建立全电磁暂态仿真平台开展交直流相互影响的研究;从暂态稳定、电压稳定和低频振荡3方面研究云南电网潮流转移中的系统稳定问题;针对电网高周问题,以机理分析为基础,开展云南电网高周协调控制策略的研究工作。