基于支路电流状态变量的灵敏度分析方法研究

在π型等值的基础上,将节点注入功率等值为电压源,而以阻抗支路为链支、接地支路为树支,建立网络的节点电压方程和回路电流方程,从而形成混合分析方程,并在极坐标系情况下,推导支路电流与节点注入功率的灵敏度关系;以一个小的算例来介绍灵敏度矩阵的简化计算方法.最后以IEEE-30节点系统进行仿真计算,得到了很好的计算结果.     

基于回路分析的回路类型转换与支路潮流越限处理

在π型等值的基础上,将负荷等值为电压源,而以阻抗支路为链支、接地支路为树支,建立网络的节点电压方程及回路电流方程,从而将潮流计算中的雅可比矩阵元素表示成以节点电压和回路电流为状态变量的函数的形式;并且定义了回路类型和Qθ节点类型,当支路潮流越限时,通过回路类型和节点类型的变换、调整相应节点的注入有功功率对越限支路潮流进行调整.在IEEE-30节点系统上的检验证明这种方法是非常有效的.     

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。     

基于回路电流分析的电力系统潮流算法研究

在π型等值的基础上,以阻抗支路为链支、接地支路为树支,从而建立网络的回路电流模型,并以回路电流方法进行电力系统的潮流计算,对潮流计算过程中出现的回路退化、节点类型以及负荷模型处理等问题进行了详细的阐述。由于以回路电流作为状态变量,对于需要控制线路潮流等场合特别适用。以IEEE30节点系统进行仿真计算,计算结果表明,回路电流方法潮流计算,是潮流方法的一种非常有益的补充。     

基于回路电流分析的电力系统潮流算法研究

在π型等值的基础上,以阻抗支路为链支、接地支路为树支,从而建立网络的回路电流模型,并以回路电流方法进行电力系统的潮流计算,对潮流计算过程中出现的回路退化、节点类型以及负荷模型处理等问题进行了详细的阐述.由于以回路电流作为状态变量,对于需要控制线路潮流等场合特别适用.以IEEE30节点系统进行仿真计算,计算结果表明,回路电流方法潮流计算,是潮流方法的一种非常有益的补充.     

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。     

计及接地支路的直流潮流算法

在考虑无功注入和线路电阻的基础上,计入接地支路的影响并仍保持了直流潮流方程的线性形式,提出了适合于计算输电系统无功功率的直流潮流算法。该算法利用完整的节点导纳矩阵形成相应的并联元件导纳项,在不改变直流潮流方程线性形式的情况下计入接地支路中并联元件的影响。通过修正相角的回代求出所有PQ节点的电压幅值,结合复功率潮流方程可同时求得系统的有功功率和无功功率。IEEE-118节点算例结果表明:与不考虑接地支路的直流潮流算法相比,所提出的算法在保持现有直流潮流算法的有功潮流计算精度的前提下,提升了电压幅值和无功潮流的计算精度,使直流潮流算法适用于输电系统无功功率的计算。     

重负荷状态下电力网络方程无解的最优调整策略

研究电力系统潮流无解情况下的节点负荷最优调整策略对于电力系统稳定性分析非常重要。建立以节点电压和支路电流为变量的混合电力网络方程,得到以支路电流表示的节点电压的表达式和潮流无解的边界条件。以节点负荷调整量最小为优化目标得到Kuhn-Tucker条件,形成扩展的用于迭代计算的方程组,求解该方程即可得到给定条件下负荷最近的调整方向和最小的调整量值。仿真计算表明,所提方法是正确和有效的。     

求解含小阻抗支路配电网潮流的牛顿法

基于节点导纳矩阵的雅可比矩阵为病态,是采用牛顿法求解含合环支路等小阻抗支路的配电网潮流不易收敛的主要原因。文中以等效负荷支路、合环支路分别为连支建立两类基本回路,潮流方程基于回路电流-负荷节点电压方程建立,合环支路参数不会作为回路矩阵的独立元素存在;采用牛顿法求解时,基于回路导纳矩阵建立良态的雅可比矩阵,使计算收敛性得到保证。多个算例验证了该方法在计算含合环支路和PV节点配电网潮流时的正确性和有效性。     

利用回路电流和节点电压混合分析法快速构造电压稳定域

应用回路电流和节点电压混合分析法对π型基本回路模型进行了分析,给出了一种利用节点注入功率和网络参数快速构造基于状态空间的电压稳定域的方法.提出了一种新型快速计算电压稳定裕度的指标,该指标以负荷节点注入电流幅值的平方与节点无功功率之间的差值来表征电压稳定裕度.最后将所提出的方法应用于IEEE 30节点系统和IEEE118节点系统,并与已有算法进行了比较,验证了该方法的可行性.     

计及电压与无功功率的直流潮流算法

直流潮流算法在电力系统中应用广泛,但目前的直流潮流算法大多无法准确计算节点电压幅值和支路无功潮流。因此,文中基于经典直流潮流算法,考虑无功功率方程,提出了一种计及电压与无功功率的直流潮流算法,可在保留直流潮流算法线性与快速性的前提下,实现节点电压幅值与无功潮流的近似求解。对IEEE 118节点系统、Polish 3012节点系统和国内实际大系统的仿真验证表明,所提出的改进直流潮算法能够精确、快速地求解系统中的节点电压幅值与无功潮流。     

基于改进回路电流法的配电网潮流通用算法

针对传统的回路电流潮流算法在进行节点编号时需要添加虚拟支路形成二叉树的缺点,提出一种新的节点编号方法,简化编号过程并提高算法效率;针对回路阻抗矩阵分解算法的优化问题,在原有的只对其中部分元素优化计算的基础上,提出了所有元素均参与优化的回路阻抗矩阵LU分解算法;基于该改进的回路电流法,提出可以计算含有PV节点和弱环网的配电网潮流通用算法,并用PG&E的69节点配电网对算法的有效性进行了验证.     

基于回路分析的含分布式电源配电网简化潮流计算

针对含分布式电源(distributed generation,DG)的配电网快速潮流分析和实时调度计算的工程需要,提出了一种基于回路分析的实用简化潮流计算方法。该方法以回路分析法作为潮流计算的理论基础,并利用配电网各节点电压的相角相差不大等特点对回路电压方程进行化简,使其直接转化为线性代数方程;又利用PV节点类型的简化回路电压方程组获得PV型DG的发电无功功率;最后只需通过一次公式代入计算即可得到电压分布结果。IEEE 33节点算例表明,实用简化潮流计算方法用于含DG的配电网潮流计算与牛顿法相比,计算时间显著缩短,计算精度和计算时间符合快速潮流分析和实时调度计算的工程要求。     

基于改进回路电流法的配电网潮流通用算法

针对传统的回路电流潮流算法在进行节点编号时需要添加虚拟支路形成二叉树的缺点,提出一种新的节点编号方法,简化编号过程并提高算法效率;针对回路阻抗矩阵分解算法的优化问题,在原有的只对其中部分元素优化计算的基础上,提出了所有元素均参与优化的回路阻抗矩阵LU分解算法;基于该改进的回路电流法,提出可以计算含有PV节点和弱环网的配电网潮流通用算法,并用PG&E的69节点配电网对算法的有效性进行了验证。     

电力系统潮流问题的电路解析

基于电路基本理论解析潮流问题的关键,是如何处理潮流模型中PQ支路和PV支路的约束问题。利用电路的节点电压法和回路电流法,分别提出了解决电力系统潮流问题相应的数学模型,其修正方程式的不平衡量分别为节点注入电流和回路电压,从而揭示了潮流问题的电路本质。理论分析和算例表明,所提出的节点法其计算性能与常规的牛顿法潮流相当,可用于实际计算,而回路法在实际应用时则显得较为繁琐。     

基于扩展节点法的交直流混合电网统一潮流算法

基于电压源型换流器的多端直流输电电网是解决可再生能源并网和消纳的有效途径,因此研究交直流混合电网的潮流算法很有必要。提出了一种基于扩展节点法的交直流混合电网统一潮流算法。首先建立了电压源型换流站的稳态模型和控制策略及基于扩展节点法的交流和直流电网的网络模型。然后推导了基于牛顿法的统一潮流算法,将交直流混合电网的节点注入电流、支路电流和节点电压作为未知变量同时求解。通过IEEE 30节点交直流混合电网算例验证了所提算法的有效性。     

针对大量接地支路电网形成节点阻抗矩阵的改进算法

在大型实际电力网络中,为了能够有效处理支路间存在的互感和网络中大量的接地支路,提出了利用过渡矩阵形成节点阻抗矩阵的算法。该算法以电路基本理论为基础,分别形成了三个过渡矩阵：节点电压对支路电压矩阵MVU、节点电压对支路电流矩阵MVI和支路电流对节点注入电流矩阵MIJ;并将接地支路等效为节点注入电流后修正相应的过渡矩阵,形成扩展的节点电压对节点注入电流矩阵MVJ0;利用kron法对分块的MVJ0进行消去运算,进而得出节点阻抗矩阵ZM。结合算例给出了算法的主体流程,验证和比较分析了所提算法的有效性和高效性。该方法为利用节点阻抗矩阵开展下一步研究工作提供了一个新的分析工具。     

电力系统潮流问题的电路解析

基于电路基本理论解析潮流问题的关键,是如何处理潮流模型中PQ支路和PV支路的约束问题.利用电路的节点电压法和回路电流法,分别提出了解决电力系统潮流问题相应的数学模型,其修正方程式的不平衡量分别为节点注入电流和回路电压,从而揭示了潮流问题的电路本质.理论分析和算例表明,所提出的节点法其计算性能与常规的牛顿法潮流相当,可用于实际计算,而回路法在实际应用时则显得较为繁琐.     

基于支路潮流线性化方程的有序充电快速求解方法

针对传统有序充电方法计算效率低、未计及配电网三相不平衡与节点电压和支路电流约束的不足,推导了三相平衡与不平衡配电网的支路潮流方程,提出了将方程非线性项线性化的方法。构建了以车主充电总费用最小为目标函数,节点电压、支路功率、充电功率为不等式约束,支路潮流方程、充电需求为等式约束的电动汽车有序充电的模型。提出了采用二阶段线性规划进行求解的方法。第1阶段线性规划采用忽略支路潮流方程非线性项的简化线性模型求取估算的支路优化有功功率、无功功率、节点电压,作为支路潮流方程非线性项线性化的初始点。第2阶段线性规划采用近似线性模型计算最优充电功率。采用3个仿真算例与其他方法进行了对比,验证了所提出方法的性能。     

基于电压灵敏度的交直流电力系统静态电压安全域评估方法

特高压直流可能导致近区电网潮流分布不合理,造成电压越限。针对这一问题,提出了一种基于灵敏度分析的交直流混联系统静态电压安全域的快速评估方法。首先结合直流系统准稳态模型得到交直流系统潮流方程,通过对系统功率方程求偏导数得到节点注入功率和支路导纳对电压的灵敏度,进一步给出基于灵敏度的节点电压变化量计算方法。然后设置预想故障集,并将其中的事故等值为节点功率扰动与支路导纳的变化,计算出各种事故后节点电压的变化量。最后基于电压变化量最大值和最小值评估静态电压安全域,给出具体的节点电压安全运行范围。通过对四机两区域的交直流系统及江西500 kV电网的仿真,验证了所提出的评估方法的可行性。