N-1故障状态下电力系统静态电压稳定极限的快速计算

为了快速计算电力系统支路故障状态下的静态电压稳定临界点,提出了一种基于泰勒级数的计算方法。以支路导纳系数为参数,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对故障支路导纳系数的1至n阶导数,用泰勒级数法逼近电压崩溃点,从而快速求解出N-1故障情况下电压稳定临界点的精确解。采用该方法对IEEE 30及118母线系统进行验证,结果表明该方法能快速、精确地求得故障状态下的静态电压稳定临界点。     

电压稳定裕度对线路功率灵敏度求解的新方法

在利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对支路连接参数的1~3阶灵敏度的基础上,提出一种基于支路视在功率灵敏度快速计算线路故障下静态电压稳定临界点的可靠方法.该方法将单条线路视在功率参数化,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对线路视在功率参数的1至3阶导数,用泰勒级数法进行逼近,从而快速精确的求解出线路故障情况下电压稳定临界点.求取不同故障各阶导数时,系数矩阵均是同一个矩阵,无需反复形成与分解.该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度.该方法的快速与精确通过在IEEE 30及118母线系统上的算例得以验证.     

考虑线路有功传输约束的静态电压稳定分析

在求解电压稳定临界点的过程中,考虑了线路有功传输的系统静态安全运行约束,将电压稳定临界点的求取转变为非线性规划问题,建立以求解负荷裕度为目标函数的数学模型。采用对初值要求不高的非线性原对偶内点法求解已知负荷增长方向上的电压稳定临界点,该方法能够考虑各种等式和不等式约束条件,具有较强的鲁棒性。比较了考虑线路有功传输约束与不考虑约束两种情况下的支路功率,找到其中的薄弱支路。最后通过IEEE-30节点系统的仿真计算,验证了该模型及算法的有效性。     

交直流混合输电系统电压稳定临界点非线性规划

在充分考虑电压失稳过程及直流控制方式变化影响的基础上,建立交直流混合输电系统电压稳定临界点的非线性规划模型,说明不同直流系统控制方式与电压失稳过程对优化模型变量及约束方程的影响.采用预测校正原对偶内点法求解该电压稳定临界点问题,并基于IEEE14、30和118节点的修正算例系统,全面仿真分析不同控制方式、不同失稳过程及不同补偿能力对交直流系统电压稳定裕度的影响.     

N-1故障电压稳定极限高阶灵敏度快速计算

在利用连续潮流计算得到无故障网络的静态电压稳定临界点的基础上,提出一种快速计算线路故障下静态电压稳定临界点的可靠方法.该方法将单条线路运行状态参数化,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对故障线路参数的1至N阶导数,用泰勒级数法进行逼近,从而快速精确的求解出线路故障情况下电压稳定临界点.在求解1至N阶导数时,系数矩阵是同一个矩阵,无需反复形成与分解.该方法计算量小,无需反复迭代.该文方法的可行性与高效性通过在IEEE 30及118母线系统上的算例得以验证.     

支路故障后静态电压稳定裕度的估算

提出一种支路故障后静态电压稳定裕度的估算方法。该法先通过2阶灵敏度法对支路故障后电压稳定临界点处的状态变量进行预估,并通过预估的状态变量求出故障后电压稳定临界点处的注入功率;然后将该注入功率等效成正常条件下初始运行点处注入功率的变化量,并根据该等效的变化量来预估故障后负荷裕度的变化,避免了因负荷裕度对支路导纳线性灵敏度差而导致预估精度不高的缺点;最后在IEEE14和30节点系统上验证了所提方法的有效性。     

基于拟合方法的N-1静态电压稳定裕度计算

提出一种兼顾精度与速度的计算线路N-1故障下静态电压稳定临界点的拟合方法。该方法用左特征向量排队找出较严重故障,再利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对严重故障支路连接参数的1～3阶灵敏度,在此基础上用四参数拟合方法进行逼近,从而快速精确地求解出关键线路故障情况下电压稳定临界点。该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度,可用于调度中心作监控估算工具。IEEE30及IEEE57母线系统上的算例验证了该方法。     

基于拟合方法的N-1静态电压稳定裕度计算

提出一种兼顾精度与速度的计算线路N-1故障下静态电压稳定临界点的拟合方法.该方法用左特征向量排队找出较严重故障,再利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对严重故障支路连接参数的1～3阶灵敏度,在此基础上用四参数拟合方法进行逼近,从而快速精确地求解出关键线路故障情况下电压稳定临界点.该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度,可用于调度中心作监控估算工具.IEEE30及IEEE57母线系统上的算例验证了该方法.     

考虑支路电压稳定指标的无功定价新模型

提出了一种考虑支路电压稳定指标的无功定价新模型和方法.首先运用电路理论推导出可迅速寻找系统电压最薄弱支路的电压稳定指标.然后将该支路电压稳定指标作为约束条件,与传统无功定价模型结合,建立了考虑电压稳定的无功定价新模型.最后运用结合免疫算法的改进多中心-校正内点法实现问题求解.对多个标准测试系统进行了试算,计算结果表明,所提出的模型及算法有效、可行.     

PQ-PV节点类型相互转换过程中的静态电压失稳分析

电力系统PQ-PV节点在相互转换时的特性对研究静态电压稳定有着非常重要的意义。本文通过建立以节点电压-支路电流为变量的电力网络方程,提取出系统电压临界点特征方程,进而分别建立PQ-PV相互转换的求解方程组,以节点电压幅值与临界点差值作为失稳判据来判定节点类型转换后的系统稳定性。在计算电压临界点过程中,为了避免雅可比矩阵奇异,采用了改进的牛顿迭代方法,使得计算能够顺利进行。仿真计算表明,本文所提出的方法是正确的和有效的。     

一种用于预防支路型失稳故障的灵敏度方法

提出了一种新的用于评估支路型失稳故障严重程度的指标，并提出了一种可用于预防支路型失稳故障的灵敏度方法。严重的支路故障会造成电力系统立即失去静态稳定性。这些失稳的支路型故障都有一个对应于支路参数空间的虚拟的静态稳定临界点。本文提出了基于这一稳定临界点的灵敏度分析方法，并将之应用于对支路型失稳故障的预防控制，取得了与负荷参数空间中稳定临界点处灵敏度方法同样的控制效果。文中通过一个600节点的实际系统算例说明本文所提方法的有效性。     

Assessment of branch outage contingencies using the continuation method

This paper provides a contribution to the contingency analysis of electric power systems under steady state conditions. An alternative methodology is presented for static contingency analyses that only use continuation methods and thus provides an accurate determination of the loading margin. Rather than starting from the base case operating point, the proposed continuation power flow obtains the post-contingency loading margins starting from the maximum loading and using a bus voltage magnitude as a parameter. The branch selected for the contingency evaluation is parameterised using a scaling factor, which allows its gradual removal and assures the continuation power flow convergence for the cases where the method would diverge for the complete transmission line or transformer removal. The applicability and effectiveness of the proposed methodology have been investigated on IEEE test systems (14, 57 and 118 buses) and compared with the continuation power flow, which obtains the post-contingency loading margin starting from the base case solution. In general, for most of the analysed contingencies, few iterations are necessary to determine the post-contingency maximum loading point. Thus, a significant reduction in the global number of iterations is achieved. Therefore, the proposed methodology can be used as an alternative technique to verify and even to obtain the list of critical contingencies supplied by the electric power systems security analysis function.     

基于复杂网络和暂态能量函数的支路暂态脆弱性评估

电力系统在遭受大扰动后失稳可能造成严重后果,甚至引发灾难性事故。基于结构保持模型的多机电力系统暂态能量函数求解各支路势能。结合复杂网络的有向电气介数,考虑发电机出力变化对支路潮流的影响,计算出支路的状态脆弱性以及支路在系统结构中的重要程度。最后,基于结构和状态两因子构建了综合脆弱度指标,对电力系统支路的暂态脆弱性进行了综合评估。通过对6机系统进行仿真计算,验证了该方法能够有效地判断故障后系统的脆弱支路以及临界机群。     

基于AMI量测信息的低压配电网线路参数辨识方法

针对目前配电线路参数缺少精准辨识的难题,提出了基于高级量测体系（advanced meter infrastructure,AMI）量测信息的低压配电网线路参数辨识方法。该方法基于AMI量测数据,从网络末节点开始对整个网络的支路参数进行分步估计,建立关于低压配电线路阻抗参数的非线性方程组,并采用最小二乘法对其进行求解,实现全网可观测线路的辨识和估计。算例证明了方法的可行性与有效性。     

基于最优流法与Mayeda生成树算法相结合的单阶段配网重构新方法

针对随机类优化算法用于配网重构计算时间长,而启发式算法用于配网重构存在的低精度解等的缺点,提出一种基于最优流法与Mayeda生成树算法相结合的单阶段配网重构新方法。该方法利用最优流法从支路交换的候选集中快速确定用于Mayeda生成树算法中用于支路交换的支路,从而既回避了随机进化选择方法进化慢的缺点,又回避了穷举法生成过多的劣树的缺点,等效于采用优化技术局部剔除了部分比当前树更劣的树,而明显加快其最优树的搜索过程。方法的优点是充分利用了最优流方法的快速性、Mayeda生成树算法的解空间的完备性,进行良好的结合实现了两者的优势互补,而提高其计算效率。算例验证了方法的有效性。方法因其快速性及至少得到次优解的特点而具有工程应用价值。     

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。     

用UPFC提高交流输电能力的方法研究

提高交流输电系统输电能力是电力系统的重要发展方向。UPFC是FACTS中的典型装置,能有效控制交流电力系统参数。基于功率注入法,提出了一种考虑UPFC的输电系统潮流控制方法,讨论了UPFC的稳定控制域。该方法在不改变传统雅可比矩阵结构的同时,修正雅可比矩阵相应元素,联立潮流控制目标,利用传统潮流方法求解支路潮流。仿真结果表明在稳态条件下UPFC能在较大范围内灵活控制支路潮流,验证了本算法的有效性。