基于潮流转移识别的紧急减载控制策略研究

提出了一种基于图论分析和路径搜索的关键支路识别方法。依据图论中割点、块和最短路径的概念,结合潮流转移分布系数和潮流冗余量,对受支路开断影响最严重的支路进行识别。对新英格兰10机39节点的算例分析表明:能克服以往识别关键支路的不完整性和仅采用潮流转移分布系数确定支路受影响程度的不足,将网络安全性分析的幅度由整个网络缩小到关键支路集内部支路,为潮流转移识别和减载控制策略减小了分析范围。同时提出了基于网络相关度系数和灵敏度的减载策略,该策略能在准确识别潮流转移基础上以最小的调整量快速消除过载,并保证其余支路不过载,算例分析验证了其可行性、正确性。     

分布式储能参与电压暂降补偿的优化配置与控制策略

针对分布式储能参与电网电压暂降补偿的补偿服务,提出了分布式储能优化配置模型、分布式储能与动态电压补偿器联合补偿的控制策略.首先,以最小化分布式储能安装成本与敏感负荷的电压越限成本为目标,建立了分布式储能双层优化配置模型.然后,以分布式储能、动态电压补偿器的补偿成本和敏感负荷的电压满意度为目标,建立了分布式储能与电压动态补偿器联合补偿的控制模型.采用随机变异的粒子群算法求解分布式储能优化配置模型与联合补偿的控制模型.最后以IEEE 33节点系统进行算例仿真.仿真结果表明,所提方法能减少储能容量的配置,同时联合补偿策略能提高补偿效果和减少补偿设备的投资.     

基于最佳灵敏度向量和差异系数的线路过载紧急控制策略

为快速有效地消除线路过载,提出了一种基于最佳灵敏度向量和配对灵敏度差异系数的线路过载紧急控制策略。采用图论确定广义潮流转移区域,利用线路过载功率和热稳定功率极限确定最佳灵敏度向量。由节点灵敏度向量在最佳灵敏度向量上的投影值将过载线路所在的广义潮流转移区域内的控制节点分类并选择控制节点对。根据正常线路与过载线路的配对灵敏度向量计算差异系数,筛选确定消除过载过程中功率可能增加大的支路构成安全约束集。利用投影法选择控制节点对调节能减少调节过程需要的调整量和轮次。安全约束集线路代替全网正常线路做为正常支路约束,减少计算量同时加快紧急控制速度。IEEE39节点系统的仿真验证了本文方法的有效性。     

基于新型电力系统仿真工具的UPFC建模研究

为了建立多机电力系统中统一潮流控制器（UPFC）的稳态及动态模型，提出了一种基于新型电力系统仿真工具箱（PST）的新方法.该建模方法对UPFC的稳态模型、动态模型及其接口采用模块化设计，在UPFC稳态潮流模型中，将并联逆变器连接母线设为发电机节点、串联逆变器则设为负荷节点；在UPFC动态模型中，则采用常用的串、并电压源模型，并考虑到直流电容的动态充放电过程.时域仿真结果表明，所提建模方法在多变量控制器设计中能有效地模拟UPFC的动稳态特性， 且该方法与基于Matlab开发环境的PST仿真工具相结合，具有设计简便、易于拓展的优点.     

基于不同时间尺度的交直流混合配电网分层优化控制策略

针对传统控制策略难以兼顾交直流混合配电网潮流优化和运行模式快速切换的问题,提出了一种基于不同时间尺度的分层控制策略。在较短时间尺度内,各并网变流器均根据上层调度指令工作于下垂控制模式,使系统稳定时工作于优化状态;当出现恶劣工作状况时,通过切换互联变流器和储能单元变流器的控制策略以维持配电网直流侧电压稳定。在较长时间尺度内,当系统正常运行时以系统电能损耗最小和系统电压偏差最小为优化目标;当直流线路断线时以故障点两侧节点电压偏差最小为优化目标,通过优化调度算法为下层提供调度指令。仿真结果表明:正常运行时该控制策略能实现系统运行优化、维持系统稳定且不过分依赖通信系统;在系统功率骤变、电路故障等恶劣工况时,能实现系统运行状态的平稳过渡。     

基于新型建筑智能化平台的多储能装置协同控制方法研究

储能系统接入建筑配电网络可以起到"削峰填谷"的作用,有助于优化电能的分配与使用。当前储能装置的优化调度问题正在成为研究热点。新型建筑智能化平台采用的邻居节点交互机制,为实现多节点的协同控制提供了有效途径。本文针对现有控制方法难以适应多储能装置的协同调度问题,以用电负荷波动方差最小为优化目标,构建了多储能装置削峰填谷优化调度模型,基于新型建筑智能化平台,结合用户用电的负荷数据,利用粒子群算法实现了优化调度模型的求解。仿真实验结果表明,基于新型建筑智能化平台的多节点协同机制,可以实现多约束条件下用电负荷波动方差最小的优化目标,实现多储能装置的协同控制,证明了该方法的有效性。     

主动管理模式下分布式风电源规划

提出主动管理模式下基于双层规划的分布式风电源选址定容规划模型,以分布式风电源的净收益期望值最大作为上层规划目标,以满足节点电压和支路潮流约束下风电源出力切除量期望值最小作为下层规划目标,考虑主动电压管理在改善节点电压和支路潮流方面的积极作用,提出模拟植物生长算法与概率最优潮流算法相结合的求解方法．33节点配电系统规划结果验证了规划模型的合理性和求解算法的有效性．     

考虑需求侧响应的电气设备调度混合分散式优化

为了缓解用能持续增加对电力系统造成的负担和解决大规模电气设备联合调度时的优化计算问题,提出了考虑需求侧响应的大规模可控用电设备和储能设备的混合分布式优化调度方法。首先建立可控用电设备负荷和储能设备的数学模型,在此基础上,构建了以系统和各设备运行特性为约束,以系统购电费用、用户不满意费用和储能设备损耗费用之和最小为目标函数的混合整数非线性集中式优化数学模型。其次,针对此高维、多目标和多约束且难于求解的非线性集中式优化模型,采用拉格朗日松弛法将其分解为两个子问题,即分别对应可控电气设备负荷的优化调度问题和储能设备的优化调度问题。而且,对于前者又可进一步分解为各可控电气设备负荷的优化调度子问题并通过内点法求解计算;对于后者又可分解为各个储能设备问题的混合整数线性优化调度子问题并通过Benders分解法并行求解计算。然后,为了验证所提混合分布式优化方法的有效性及其优越性,基于算例,对比分析集中式和分散式优化调度时的目标函数值和电气设备优化调度结果,不同规模电气设备对集中式和分散式优化方法计算效率的影响。根据结果可见,所提优化调度方法与集中式优化方法的目标函数值基本一致,但所提方法对应的电气设备优化调度结果可以很好地响应分时电价策略,储能设备削峰填谷效果好;而且所提混合分布式优化方法可以降低优化问题的求解复杂度,计算效率高,几乎不受电气设备规模的影响。     

基于Tabu搜索方法的UPFC潮流优化研究

将Tabu搜索方法用于含有统一潮流控制器（UPFC）的电力系统潮流优化控制,建立了以各线路有功传输功率平衡及各PQ节点电压平衡为优化目标的数学模型,应用Tabu搜索方法的思想,通过14节点算例进行含UPFC的潮流优化控制计算,并对结果进行比较分析,得到了含有统一潮流控制器的潮流优化控制策略.     

内置式永磁同步电机宽转速范围最小损耗控制研究

为实现内置式永磁同步电机宽转速范围内的损耗最小控制,建立了永磁同步电机损耗模型,考虑电机动态工况,推导了损耗最小的直轴电流隐式表达式,采用数值方法求解该直轴电流;基于扩展卡尔曼观测器,估算铁损支路电流,实时计算等效铁损电阻修正损耗模型.结合矢量控制,与额定转速以下采用最大转矩电流比(Maximum Torque per Ampere,MTPA)、额定转速以上采用弱磁控制(Flux Weakening,FW)或最大转矩电压比(Maximum Torque per Voltage,MTPV)的传统控制策略进行比较研究.结果 表明:在全转速范围内,所提策略均能使可控总损耗最小,动态和稳态效率均优于传统策略,且在额定转速动态响应更快,磁阻转矩利用更好.所提损耗最小控制策略实现了宽转速范围内的统一求解,具有计算过程快速简洁、动稳态工况均可适用和更高效节能的优点.     

UPFC潮流控制模型及控制特性研究

为定量评估统一潮流控制器(UPFC)的潮流控制能力及其对电力系统潮流分布的优化作用,提出了UPFC的潮流控制模型与潮流控制特性。研究了UPFC的主电路拓扑结构、潮流控制原理及外部功能特性,做出了UPFC的简化等效电路;采用设置功率注入附加节点的方法,提升了潮流计算的收敛性,并便于将电路模型植入潮流计算软件;分析了电路拓扑中输入、输出量的关系,完成了对UPFC潮流控制功能的稳态建模。分别研究和定义了线路潮流均衡度和系统潮流均衡度两个指标,为评估UPFC的潮流控制能力和控制效果、研究UPFC对系统潮流的优化作用提出了量化的指标依据。基于算例,计算了系统在不同运行方式下、投入UPFC前后,线路的过载情况、潮流分布均衡度指标,UPFC的响应特性、控制效果和对电力系统潮流的优化作用。算例分析结果验证了UPFC潮流控制模型的准确性和潮流优化控制功能的有效性。     

基于Tabu搜索方法的UPFC潮流优化研究

将Tabu搜索方法用于含有统一潮流控制器(UPFC)的电力系统潮流优化控制,建立了以各线路有功传输功率平衡及各PQ节点电压平衡为优化目标的数学模型,应用Tabu搜索方法的思想,通过14节点算例进行含UPFC的潮流优化控制计算,并对结果进行比较分析,得到了含有统一潮流控制器的潮流优化控制策略.     

计及电网运行协调性的节能减排多目标发电调度

建立了综合考虑电力系统节能减排和协调运行的多目标发电调度模型.模型中以降低燃料成本、有功网损和提高电网运行协调性指标为优化目标,其中运行协调性指标定义为支路负载率的标准差,以衡量支路潮流分布的均衡度.基于改进多目标差分进化算法(I-DEMO)获取模型的帕累托最优解集后,采用逼近理想解排序法(TOPSIS)提取出最优发电调度方案.IEEE 30节点系统算例结果验证了所述发电调度方法的有效性.     

基于改进人工鱼群算法的含风电场电力系统最优潮流计算

将风电场看作PQ节点并考虑风电场输出功率随机性和负荷随机性,提出含风电场的电力系统最优潮流计算方法。分析基本人工鱼群算法原理及其缺陷,提出改进人工鱼群算法(IAFSA);提出人工鱼群的视野和步长的取值方法,对初始种群的生成、行动方式和终止判据进行改进;并基于动态调整罚函数将带约束的有功最优潮流问题转化为无约束优化问题,实现含风电场的电力系统最优潮流计算.实例分析结果表明:基于改进人工鱼群算法比基于基本人工鱼群算法和遗传算法进行含风电场电力系统最优潮流计算具有更优全局收敛性和更快计算速度.     

输电线开断控制对交直流混联电力系统暂态稳定性影响研究

针对交直流混联电力系统暂态稳定问题，输电线路开断(Transmission Switching, TS)控制可以作为一种调控手段以避免混联系统崩溃。输电线路的开断通过改变网络拓扑结构来优化混联系统的有功潮流，影响支路暂态势能分布。文中从网络能量角度对失稳混联系统割集支路的能量稳定程度加以分析，设计输电线路开断调控策略。首先构建支路开断评价指标寻找可改善割集支路能量稳定性的线路；进而采用多目标0-1规划筛选最优开断线路组合；最后对含直流线路的十机系统进行仿真，验证所提组合断线控制策略的有效性。     

基于相关集潮流分析的电网拓扑模糊识别

提出了一种基于相关集潮流分析的电力系统结构错误的模糊识别方法，重点讨论了基于该法的支路潮流可靠性隶属度函数和基于隶属度的网络结构搜索的优化问题，并给出了算例     

配电网潮流计算的实用算法

基于配电系统的特点，支路潮流为变量，提出纯放射网潮流计算简单递推迭格式；在此基础之上，对环网提出基于环流为变量的修正方程；对ＰＶ节点，提出基于补偿法的修正方程。试算表明，本算法个有计算简捷、快速、数值稳定性好等特点。     

强外力骚扰下电力系统脆弱性评估与防护问题初探

电力系统原有的可靠性概念无法适应当前战争和恐怖主义引起的强外力骚扰下的电力系统规划和运行遇到的新问题。突破传统电力系统可靠性观念,提出了在强外力骚扰环境下评估电网安全度的脆弱度概念,描述了脆弱度的相关计算方法,对于各节点和支路可能遭受强外力骚扰的主观概率较难确定的问题提出了采用强外力骚扰概率分布计算机仿真来解决的基本思路,对于在国家安全进入紧急状态下以系统脆弱度最小为目标的最优潮流控制模型进行了概念性的阐述。最后对目前亟待开展的相关研究课题进行了展望。     

基于相关集潮流分析的电网拓扑模糊识别

提出了一种基于相关集潮流分析的电力系统结构错误模糊识别方法，重点讨论了基于地的支路潮流可行性隶属度函数和基水属度的网络结构搜索的优化问题，并给出了算例。     

基于两层优化的主动配电网储能优化配置

针对主动配电网储能系统优化配置问题,考虑运行控制策略对规划方案的影响,提出一种基于两层优化的配置方法。在短时间尺度的内层优化中,利用低通滤波算法提取上网功率高频分量,以高频分量变异系数和可再生能源浪费率最小为目标,基于标量化方法和粒子群算法优化主动配电网控制策略。在长时间尺度的外层优化中,构建多目标优化模型,最小化投资成本和可再生能源浪费率,采用NSGA-Ⅱ算法求取储能系统配置的Pareto最优解。由于运行控制和规划配置间存在相互影响,将不同时间尺度的内外层优化置于统一的框架内,以可再生能源浪费率、储能系统配置位置和容量为耦合变量交替迭代求解。结合算例,对所提模型及其求解方法进行了验证。算例分析表明:主动配电网中储能系统优化配置能够有效提高电网对可再生能源的消纳能力。