综合变量分组与退出策略的电力系统长过程动态数值仿真方法

变量分组策略对于解决电力系统长过程动态仿真的刚性问题发挥了积极作用.但由于参与分组的变量在动态全过程中均需要进行积分运算,制约了计算效率的进一步提高.对此问题,在变量分组的基础上引入变量适时退出策略:当某些变量变化幅度降到设定的阈值以下时,可将它们暂时退出分组和积分运算.此措施既能降低参与分组变量的维数,又能减小仿真过程的运算量,从而提高系统仿真的整体计算效率.算例结果表明,所提方法具有随着系统规模增大、计算效率提高越明显的优良特性.     

综合变量分组与退出策略的电力系统长过程动态数值仿真方法

变量分组策略对于解决电力系统长过程动态仿真的刚性问题发挥了积极作用。但由于参与分组的变量在动态全过程中均需要进行积分运算,制约了计算效率的进一步提高。对此问题,在变量分组的基础上引入变量适时退出策略：当某些变量变化幅度降到设定的阈值以下时,可将它们暂时退出分组和积分运算。此措施既能降低参与分组变量的维数,又能减小仿真过程的运算量,从而提高系统仿真的整体计算效率。算例结果表明,所提方法具有随着系统规模增大、计算效率提高越明显的优良特性。     

基于变量自适应分组的电力系统多速率仿真算法

提出一种用于电力系统稳定性仿真的多速率方法,能够在仿真过程中自适应地给出具有较高加速比的变量分组方式,避免了传统的多速率仿真方法为进行变量分组而需要预先给定分组步长比的困难.构建了不诚实牛顿法(VDHN)的分组求解算法,包括预测、插值和校正3个环节,并针对VDHN法的特点给出了校正过程中电压分组计算的方法.采用IEEE...     

基于扩展潮流的输电断面最大传输能力

提出了基于扩展潮流模型计算系统输电断面最大输电能力的新思路.在扩展潮流模型中考虑了调速器和励磁系统等动态元件对系统输电能力的影响,从而打破了在以往输电能力求解过程中发电机端电压维持不变的假设,使计算结果更符合实际.建立了基于扩展最优潮流的最大输电能力计算模型,采用线性规划法进行求解,求解过程中采用了基于信赖域思想的整体步长调整与基于曲率的单变量步长调整相结合的步长调整策略.在New England 39节点算例系统中验证了模型和计算方法的有效性.     

大电网机电暂态仿真数值收敛性的自动识别和提高

大电网暂态稳定计算在电压和频率极端变化条件下,时常出现数值仿真振荡现象,迫切需要自动识别并采取必要的措施调整以提高仿真收敛性。为此,文中提出了暂态仿真数值收敛性指标,基于交替求解中各积分步迭代中发电机及其控制系统和动态负荷的输出变量的方差与均值之比,自动识别影响仿真收敛的关键动态元件,并从迭代初值改进、积分步长自动调整、合理的迭代逼近和迭代解选取方面,给出了提高仿真收敛性的方法。采用所述方法对IEEE 14节点系统和实际系统数据进行了暂态仿真数值收敛性指标和关键动态元件确定以及积分步长自动调整,结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于优化分网策略的有源配电网多速率并行暂态仿真分析EI北大核心CSCD

随着配电网元件种类日益丰富和分布式电源渗透率不断提高,网络动态过程更加多样化,配电网暂态仿真的难度进一步加大。针对目前有源配电网并行暂态仿真方法未考虑元件动态响应速度对仿真计算量的影响和仿真步长需求的问题,提出了一种基于优化分网策略的自适应变步长多速率并行仿真方法。考虑不同元件暂态响应速度和计算量的差异,提出了以CPU多核心计算均衡和核心间交互数据量最小为目标的有源配电网优化分网策略;在此基础上建立了元件接口等效模型和子任务协调模型,提出了CPU子任务间多速率并行、子任务内部仿真步长自适应调整的并行仿真方法,达到加速暂态仿真的目的。通过对变电站同一母线的12条出线进行仿真测试,验证了所提并行仿真方法能够满足配电网暂态的仿真需求,在保证仿真精度的同时大幅提高计算速度。     

基于优化分网策略的有源配电网多速率并行暂态仿真分析

随着配电网元件种类日益丰富和分布式电源渗透率不断提高,网络动态过程更加多样化,配电网暂态仿真的难度进一步加大。针对目前有源配电网并行暂态仿真方法未考虑元件动态响应速度对仿真计算量的影响和仿真步长需求的问题,提出了一种基于优化分网策略的自适应变步长多速率并行仿真方法。考虑不同元件暂态响应速度和计算量的差异,提出了以CPU多核心计算均衡和核心间交互数据量最小为目标的有源配电网优化分网策略;在此基础上建立了元件接口等效模型和子任务协调模型,提出了CPU子任务间多速率并行、子任务内部仿真步长自适应调整的并行仿真方法,达到加速暂态仿真的目的。通过对变电站同一母线的12条出线进行仿真测试,验证了所提并行仿真方法能够满足配电网暂态的仿真需求,在保证仿真精度的同时大幅提高计算速度。     

动态最优潮流的预测/校正解耦内点法

从动态最优潮流中动静态变量的弱耦合关系出发,深入分析了原对偶内点法的解耦思想及其产生的根本原因,然后将该解耦策略推广应用于预测/校正环节的线性方程求解,提出动态最优潮流的预测/校正解耦内点法.该算法利用预测/校正原对偶内点法的优势,提高了动态最优潮流的迭代计算效率.同时,针对线性修正方程组常数项的特点,进一步提出了一种分组解耦同步迭代策略,使动态变量和各时段静态变量在预测/校正环节中实现同步解耦计算,从而进一步提高了动态最优潮流的解耦计算效率.通过典型算例的仿真分析与对比,验证了该算法的有效性.     

分段式自适应变步长爬山法在光伏系统MPPT中的应用

针对传统自适应变步长爬山法扰动步长变化稳定性差,不能同时保证良好跟踪精度与较快响应速度的问题,基于传统自适应变步长爬山法提出一种分段式自适应变步长爬山法,实现扰动步长的分阶段自动调整,再通过PWM技术将扰动步长变量转化为控制BOOST斩波电路的IGBT触发脉冲,从而实现光伏系统的最大功率跟踪。在MATLAB/SIMULINK软件中分别搭建基于传统变步长爬山法与分段式自适应变步长爬山法的模型进行仿真。通过对比表明,所提方法不仅明显缩短了对最大功率点跟踪的响应时间,使功率随时间变化更加平稳,而且对环境变化的适应性更强,控制方式更加灵活,从而改善了光伏系统的并网效率。     

基于扩展潮流的输电断面最大传输能力

提出了基于扩展潮流模型计算系统输电断面最大输电能力的新思路。在扩展潮流模型中考虑了调速器和励磁系统等动态元件对系统输电能力的影响,从而打破了在以往输电能力求解过程中发电机端电压维持不变的假设,使计算结果更符合实际。建立了基于扩展最优潮流的最大输电能力计算模型,采用线性规划法进行求解,求解过程中采用了基于信赖域思想的整体步长调整与基于曲率的单变量步长调整相结合的步长调整策略。在New England 39节点算例系统中验证了模型和计算方法的有效性。     

水轮机调节系统实时仿真测试系统研究

本文提出了基于MATLAB/RTW环境下构建水轮机调节系统实时仿真系统的方法。以研华工业PC机及I/O板卡为硬件构造出水轮发电机组实时仿真模型,并与YWT-PMC微机调节器构成半物理仿真系统,应用该系统对水轮发电机组进行了开停机过程、空载扰动、负载扰动及甩负荷试验等。该实时仿真系统建模方便、自动生成高效仿真程序、调整参数灵活,试验曲线与原型机试验吻合度高。可作为水轮机调速器研究开发阶段的实验平台,以及试验验收阶段动态特性测试系统。     

基于聚类算法的风电场动态等值

风电机组在实际运行时,受尾流效应等因素影响,运行状态并不相同。为提高风电场实际运行模型的精度,提出了一种适用于双馈式风力发电机的动态等值建模方法。它将风电机组的状态变量矩阵作为分群指标,利用聚类算法将矩阵中的数据进行分群,将同群的风电机组等值成为一台风力发电机,实现了风电场的动态等值。利用PSD/BPA平台,对系统侧故障与风速变化2种情况仿真,并与传统等值方法及风电场详细模型对比。仿真结果表明,采用仿真过程中的状态变量作为分群指标是合理的,该模型与详细模型的动态特性基本一致,可以用来描述风电场的实际运行状态。     

改进的暂态稳定分布式并行仿真算法

针对基于支路分割和区域迭代的暂态稳定分布式并行算法的计算效率问题，根据电力系统机电暂态过程电气变量的响应特点和分布式协同计算实现过程中子系统间的信息交接特点，提出了改善暂态稳定仿真分布式计算效率的积分步初值估计法和积分步内交接变量修正调节法。应用1 000母线200机系统算例，在暂态稳定虚拟并行计算平台VAPPTSSP上对改进算法进行了验证。改进算法降低了系统计算收敛交接变量的必要通信频度，改善了数值仿真系统的迭代收敛特性，在较大程度上提高了暂态稳定分布式并行计算的效率。     

一种基于自适应滤波器的改进ip-iq无功电流检测方法

针对传统i_p-i_q无功电流检测法,存在响应速度和检测精度之间矛盾的问题,采用变步长最小均方(LMS)自适应滤波器取代传统的低通滤波器,进行无功电流的检测。在该自适应滤波器中引入洛伦兹(Lorentzian)函数进行步长的调节,首先对其步长调节特性进行分析,既而对整体无功电流检测方法进行了MATLAB仿真与DSP实测实验分析,实验结果表明,所采用方法相对于传统i_p-i_q法、以及基于其他变步长自适应滤波器的方法,运算速度快,对于无功电流的检测,动态响应速度快,检测精度高。     

基于智能软开关的柔性互联交直流配电系统分布式优化

围绕柔性互联交直流配电系统的优化调度问题展开研究.通过在配电网分区边界引入智能软开关(SOP)与直流充电装置相结合的柔性互联装置,建立了计及多种分布式资源的改进柔性互联配电系统多区域、多目标分布式优化模型.通过边界及SOP解耦模型的建立,将系统优化划分为微网子区域优化、配电网子区域优化、微网与配电网分区边界处以及柔性互联装置处优化等若干子问题.考虑对各区域隐私的保护,提出了各区域内、分区边界及SOP参与分布式优化的调度方案,设计了交替方向乘子法自适应步长调整机制,提高了计算效率.最后,通过仿真验证了算法的有效性、扩展性以及柔性互联模型的经济性.     

基于Nataf变换含相关性的扩展准蒙特卡洛随机潮流方法

随机潮流分析中,准蒙特卡洛方法在同样规模下不仅计算效率高于基于拉丁超立方的方法,且具有更好的扩展性质。因此提出一种基于Nataf变换的扩展准蒙特卡洛方法(NEQMC)并应用于概率潮流计算中。该方法利用Nataf变换重构输入变量的概率分布,而扩展技术可在随机潮流未收敛时保留已知的潮流计算结果,基于奇异值分解的相关系数控制技术不仅可保持扩展前后样本的相关性,且使得该方法也适用于相关系数矩阵非正定的情况。与基于Nataf变换的简单随机抽样、扩展拉丁超立方方法在IEEE 30和IEEE 118节点系统的比较分析证明了所提方法的高效性和准确性,仿真结果表明:相比于拉丁超立方和简单随机抽样,NEQMC的输出变量准确度更高,特别是标准差的准确度得到大幅改进,获得相同准确度的计算复杂度大大减小。     

高比例水电多直流弱送端电网自动发电控制的优化方法

渝鄂背靠背柔性直流工程投运后,具备高比例水电多直流弱送端特征的西南电网规模将显著减小。结合西南电网异步试验运行情况,指出了现有自动发电控制(AGC)控制算法及建模方法存在的不足。提出了基于比例—微分控制律的AGC总调节需求计算方法,通过提前抑制误差提高系统稳定性。在分析低通滤波环节如何影响AGC调整效果的基础之上,提出了考虑不同工况下的滤波因子自适应调整方法,在减少日常频繁调整的同时提升了故障下的动态响应性能。为提高所述方法的实际电网运行效率和安全水平,探讨了控制区域建模方法和电厂控制策略优化方案。最后,基于电力系统全过程动态仿真程序(PSD-FDS)验证了该优化方法的有效性。