基于过程状态特征化的电容器动态规划与控制

研究了电容器规划与动态控制问题，首先建立了给定时段内配电网有功能量损耗的评估模型，并在考虑负荷变化的情况下，依靠过程状态特征化的概念构造了一个以系统能量损耗最小为目标的无功优化策略，适当的线性化处理和逐步修正思想大大简化了电容器规划与动态控制问题的数学模型，降低了求解难度，运用静态计算方法解决了动态优化问题，有效降低了动态无功优化所需的计算量。应用所提出的策略对IEEE-69节点配电系统进行了仿真计算，验证了所述方法的合理性和有效性。     

新息图法拓扑错误辨识

提出一种确定和辨识拓扑错误的方法。提出了基于新息向量的新息图，在其上可以根据支路扩展新息向量和估计潮流确定拓扑错误，而且还可以根据不良回路和差别向量对出现在拓扑错误支路上或其他支路上的坏数据进行辨识。文中给出了IEEE-30和IEEE-118节点系统的计算实例。     

电力系统紧急无功补偿调控模式

根据临界点条件，对电压稳定弱节点紧急无功补偿模式进行了研究，提出了“预支模式”和“分级跟踪模式”两种紧急无功补偿的调控模式，并对其补偿效果进行了分析。探讨了“预支模式”有可能使紧急无功补偿进入误区的问题，推导出每次投入电容器的上限值，指出将静止无功补偿器（SVC）用于“分级跟踪模式”能有效提高弱节点的电压稳定性。     

电力系统无功安全校正对策

本文系文献［1］的姐妹篇，其中详细地推导了无功安全校正问题各元件的线性化模型。这 些模型基本上类似于文献［2］的模型，但在整个算法的流程处理上并不一致。这一线性有 约束最优化问题，系采用带上、下限变量的线性规划法求解；借助于调整发电机的无功功率 和带负荷变压器的变比，使偶然事故后的节点电压和支路潮流都不出现违限现象。在求解过 程中还采用了迭代式的约束检索技术。 为检验本方法的有效性，所提出的算法曾在IEEE-30节点试验系统上进行过数值计算。试验 表明，本方法可靠而快速，故有可能适用于在线应用。     

电力系统无功源最佳配置地点的研究

将先导节点的概念应用于电力系统无功配置，给出考虑了随机负荷且易 于实现的先导节点选择算法，提出了确定无功源最佳配置地点的一整套方法。该方法可使无 功源得到最有效地配置，使得从全网的角度看，各节点电压偏移最小。经过仿真计算 比较，表明该方法可找到电力系统无功源的最佳配置地点，并对提高电力系统的电压稳定性 有很好的效果。     

基于免疫-中心点聚类算法的无功电压控制分区

针对传统分区方法电气距离定义的缺点，提出一种新的电气距离即空间电气距离。依据系统中各节点之间无功电压变化关系，将系统各节点映射到一个多维空间中，节点之间的空间距离便是其电气距离，依据此距离将各节点进行归类，从而把无功电压控制分区问题转化为数学上的空间聚类问题。针对无功电压控制分区的特点并借鉴聚类算法，提出免疫 — 中心点聚类的无功电压控制分区算法并将其运用于IEEE 118节点系统，对分区结果进行分析并与其他算法结果比较，验证所提出的算法的准确性和可行性。     

基于灵敏度分析的无功优化潮流

在以减小网损为目标的无功优化问题中，选广义发电机节点(补偿节点和发电机节点)的电压 幅值、可调变压器的变比为控制变量，按照用逐次线性规划方法求解非线性规划问题的思路 ，导出了相应的灵敏度无功优化模型，并采用对偶线性规划方法来求解。控制变量的这种选 取，减小了问题的规模，简化了计算。文中对IEEE 30节点系统进行了计算，获得了较为满 意的结果。     

风电接入系统的电压越限薄弱节点综合识别

针对风电接入系统的电压安全问题,提出了一种电压越限薄弱节点综合识别方法。首先,引入拉格朗日乘数法快速计算节点电压越限临界点、静态电压安全域边界,提出了判别节点电压安全状态、强弱的有向电压安全裕度计算方法;然后,利用熵值法计算多风电场系统无功-电压灵敏度权重,提出对风电无功敏感的节点识别方法;最后,结合电压安全裕度和无功-电压灵敏度制定了电压薄弱节点综合识别方法。算例分析表明,所提方法对电压越限薄弱节点的识别更加全面,对系统电压安全运行具有一定指导意义。     

无功/电压动态识别与处理

研究了一种地方电网无功/电压动态识别与处理的新方法。在提 出电压预警区概念的基础上，建立了一种简单实用的电压状态识别判据，并采 用分层控制的思想，利用系统中可用的无功调压措施，对识别出的越电压预警 限的节点电压进行处理。用IEEE 22节点系统对软件进行测试，对一 种同时存在电压越预警上限和告警下限的情形进行计算，并用潮流程序对最终 控制策略进行了校验。     

计及无功功率成本及其资源价值的无功采购方法

摘要： 电力市场中，满足负荷无功功率需求以及提供系统电压支持属于辅助服务的范畴，一般由系统运行员(ISO)进行集中优化调度和控制计算，向相应的辅助服务提供者购买无功功率，并将成本分摊到用户。在分析无功和电压支持的特点、无功的生产成本和资源价值的基础上，文中提出了一种新的无功/电压辅助服务市场机制，并设计了向发电机、调相机等动态无功源采购无功功率的算法。该算法的特点是：考虑了无功的容量成本和电量成本；引入基于等效无功补偿法的无功价值因子，从而考虑了系统中不同位置无功源的资源价值差异；计及了无功分布对有功网损以及相应的有功功率生产成本的影响。IEEE 14节点系统的算例表明，该方法能够优化无功采购成本，算法合理有效。     

求解无功优化的内点线性和内点非线性规划方法比较

将内点线性和内点非线性规划算法应用于求解大型电力系统的无功优化问题，并对两种算法的几个关键问题进行了研究，提出了有效的改进措施。根据从14节点到538节点的5个不同规模试验系统的计算结果，在收敛性能、优化结果和计算速度等方面对这两种算法进行了综合评估。     

基于复杂网络理论的输电线路脆弱度评估方法

为快速评估线路故障对系统静态安全的影响，基于复杂网络脆弱度理论，构建了互补性脆弱度指标集和综合脆弱度指标，进而提出一种输电线路脆弱度评估方法。该方法可从全局和局部、有功和无功两方面综合衡量输电线路的脆弱度。根据电力网络有功功率传输的特点构建了平均传输距离指标，从全局的角度衡量输电线路故障对有功功率全网传输效率的影响;其次，提出了局部变化量指标，从负荷节点和发电机节点的角度有效评估局部无功平衡受影响的程度。上述两类指标构成了互补性脆弱度指标集。对互补性指标集进行了归一化处理，得到综合脆弱度指标。通过对IEEE 30节点系统的仿真分析，验证了所提出的互补性指标集和评估方法的有效性。     

计及静态电压稳定约束的无功优化规划

选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数，同时考虑满足电压水平和电压稳定性两个约束条件来探讨无功规划问题。选取用电压稳定裕度不低于某一个允许的最小稳定裕度来表示电压稳定约束。分别对正常运行工作点和电压崩溃点引入2组变量和潮流方程，从而使得电压稳定裕度可以用临界运行状态下负荷的总视在功率与正常运行状态下负荷的总视在功率之差来显式表达。该模型相对于传统无功规划模型的优势表现在能够根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案，但其优化模型的等式和不等式约束及变量的数目却大幅增加，使得计算量远大于传统的无功规划问题。在IEEE 14节点和118节点2个试验系统的计算表明，采用非线性原对偶内点法求解该模型时，其计算精度及收敛性都比较好。     

UPFC潮流控制与优化的研究

FACTS对电力系统暂态的控制作用已被广泛认可，但对稳态方面的作用仍需要进一步的研究。文中基于功率注入法，建立了统一潮流控制器（UPFC）的稳态模型，分析了UPFC的潮流控制特性，同时通过三维立体图像形象地显示出UPFC的控制范围。基于该模型，UPFC的潮流控制研究可转化为一个优化问题的求解。通过求解最优潮流问题可得到UPFC所在支路的传输功率、系统发电费用和系统网损。IEEE-14和IEEE-30节点系统的优化结果表明：UPFC对系统局部范围内的潮流有相当大的调节作用，但对于系统范围内的经济性目标却作用有限。这说明UPFC稳态控制能力依赖于系统的运行目标，因此UPFC在稳态下的最佳控制策略应该是与相应运行方式相结合的区域目标下的优化控制。该结论对UPFC的选址也有一定的参考价值。     

基于蒙特卡罗仿真和电压安全约束的无功优化算法

传统的电压无功优化采用确定性方法，并且主要考虑经济性，而在规划阶段需要对运行方式的不确定性进行更深入的研究。文中提出了基于蒙特卡罗仿真和电压安全约束的无功优化模型，以尽量提高节点的电压水平作为优化的目标。算法采用非序贯蒙特卡罗仿真实现，考虑了系统各种可能的运行状态及其出现的概率。该模型的优化结果对提高节点电压水平和整个系统的电压安全性效果显著，使系统在电压安全的基础上达到经济优化。以IEEE可靠性标准测试系统为例进行了分析计算。算例表明：该模型和算法可行，结果合理且对电力系统的规划运行有重要的参考意义。     

加权新息图法识别小潮流支路拓扑错误

新息图法可以以较少的量测值,快速地排除坏数据和识别拓扑错误，为状态估计识别拓扑错误开辟了一条新的途径。文中提出给扩展新息向量加入加权因子，以排除大潮流支路误差对小潮流支路的不良影响，达到识别小潮流支路拓扑错误的目的，并给出了计算加权因子的方法。IEEE-118节点系统的算例表明，加权因子能够提高新息图法对小潮流支路拓扑错误的识别能力。     

大系统无功最优补偿规划计算的一种简化线性直接法

十多年来，在线性算法范畴里，无功优化计算问题的求解，国内外广泛采用的是著名的灵敏 度算法。本文从优化数学分析入手，指出了灵敏度算法实质上是一种迂回的算法，增添了问 题求解计算的复杂性。文章根据无功控制的特点，在P-Q解耦的基础上，给出了一种简化线 性直接法数学模型。对6节和14节算例作了计算，并对我国西南某200kv135节点大型规划 系 统的八种正常运行方式和四种事故运行方式作了无功最优补偿方案的计算。由于所提模型占 用时间和空间少，能满足在线实时应用的要求。     

基于Box算法的无功优化配置

Box算法是工程优化设计中一种重要的直接搜索算法，适用于无法给出目标函数显式 数学表达式的优化问题求解。针对无功优化配置问题非线性、非连续性及目标函数与控制变量的隐式关系等特点，提出了基于Box算法的无功优化配置模型及相应求解步骤，利用罚函数处理函数约束、重复迭代及采用贝斯-德拉姆洗牌与组合方法产生随机数均能改善收敛性。对IEEE 6，14和30节点以及实际大规模系统的数字仿 真结果表明，所提出的模型及算法用于实际电力系统的无功优化配置是可行的。     

计及无功电价波动的综合输电权拍卖及其内点法实现

节点实时电价反映了电能的边际成本，有功实时电价或无功实时电价的波动都会给用户带来金融风险，只有相对稳定的有功及无功价格才会给用户带来相对稳定的收益。在现有有功输电权概念的基础上，增加了无功功率部分，即文中所提出的综合输电权，可以更全面地规避实时电价波动造成的风险。并且，在远期能量市场上，把综合输电权与远期能量一起拍卖，然后利用基于内点法的最优潮流方法实现了该拍卖的计算，为高效解算交流模型下的输电权问题提供了解算基础。IEEE 9节点算例证明了该方法的有效性。     

风电场的随机优化模型及其混合智能算法

由于发电场无功优化本身的复杂性和风力发电的随机性,含有风电的无功优化问题不再是一个常规意义下的确定性问题,利用传统的方法也难获得既经济又有较高可靠性的解。把输人输出功率及无功功率看成随机变量,建立了基于机会约束规划的风电场无功优化数学模型,以概率的形式描述相关约束条件,考虑了利用风能的发电机机端电压限制、发电机的有功无功出力限制、线路潮流方程及负荷节点的出力限制等约束条件,利用混合智能算法求解该问题。通过3个节点系统的算例验证,证明该模型与算法具有有效性。