基于动态相似度与等值缓冲区的电动机动态等值方法

为了更精确地描述电力大系统中电动机负荷的动态特性,提出了基于动态相似度与等值缓冲区的感应电动机动态等值方法。首先,根据2台电动机机械、电气运动模式的差异,定义了电动机动态相似度的量化指标;然后,按照外部系统各节点与边界节点电气联系的紧密程度确定了等值缓冲区,利用聚类原理,将动态相似度大的电动机分为一群进行等值;接着,应用理想变压器将不同节点的电动机、静态恒阻抗—恒电流—恒功率(ZIP)负荷分别移置到等值负荷节点,根据等值前后电动机群总功率不变、启动电流及空载电流不变的原则,推算出等值动态负荷的参数;最后,对IEEE 10机39母线系统进行了等值计算。仿真结果表明,与加权法相比,所提出的算法具有更好的潮流精度,能保证发电机摇摆曲线与等值前基本一致,较好地保持被等值部分对原系统的动态影响,有效提高了等值的静态与动态精度。     

考虑带泵类负载感应电动机影响的静态电压稳定性分析

为了更准确计及泵类负载机械特性对配电网静态电压稳定的影响,建立了一种将感应电动机T型等效电路与泵类负载机械特性相结合的感应电动机负荷模型。将其用于配电网潮流计算,采用前推回代法求解。进而将其用于连续潮流计算,建立了带泵类负载多台相同感应电动机的等效负荷模型,分析负荷连续增长对配电网静态电压稳定的影响。采用IEEE33节点算例对提出的模型与方法进行仿真验证,并与负荷按恒功率因数增加模型的连续潮流进行了对比。仿真计算验证了所提方法的合理性和有效性,表明采用该模型所得的静态电压稳定裕度要小于采用恒功率因数负荷计算结果,更接近工程实际情况。     

考虑泵类负荷特性的低压配电网潮流计算

提出了一种考虑泵类负荷特性的低压配电网潮流计算方法。通过将泵类负荷的电动机转矩平衡方程和配电网各节点功率平衡方程组合起来,构成了考虑泵类负荷特性的低压配电网潮流计算模型。在求解配电网潮流计算的牛拉法的基础上,提出通过将泵类负荷电动机转矩平衡方程与各节点功率平衡方程进行统一迭代和交替迭代两种方法进行求解。通过对实际低压配电网台区的计算分析,验证了该方法能获得更加准确的配网负荷节点电压,而且能够获得泵类负荷正常运行时和启动时的节点电压。     

一种电压薄弱负荷节点群的戴维南等值参数跟踪方法研究

提出了用戴维南等值参数对电压薄弱负荷节点群进行监视的一种方案.静态分析中,采用连续潮流法确定负荷节点电压--负荷参数曲线;在负荷变化率相同情况下,根据电压幅值变化量确定电压薄弱负荷节点;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出电压幅值变化率作为电压薄弱负荷节点分群所观察信息,考虑地理因素,将电压薄弱负荷节点模糊聚类分群;将每个电压薄弱负荷节点群中典型节点电网侧戴维南等值参数跟踪.提出基于潮流的仿真计算方法进行戴维南等值参数跟踪,观测电压薄弱负荷节点群的电压稳定裕度.该方法在IEEE 118节点系统上验证了其有效性.     

一种电压薄弱负荷节点群的戴维南等值参数跟踪方法研究

提出了用戴维南等值参数对电压薄弱负荷节点群进行监视的一种方案。静态分析中,采用连续潮流法确定负荷节点电压——负荷参数曲线;在负荷变化率相同情况下,根据电压幅值变化量确定电压薄弱负荷节点;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出电压幅值变化率作为电压薄弱负荷节点分群所观察信息,考虑地理因素,将电压薄弱负荷节点模糊聚类分群;将每个电压薄弱负荷节点群中典型节点电网侧戴维南等值参数跟踪。提出基于潮流的仿真计算方法进行戴维南等值参数跟踪,观测电压薄弱负荷节点群的电压稳定裕度。该方法在IEEE 118节点系统上验证了其有效性。     

基于PSASP的潮流计算及其应用

研究了常规潮流计算与最优潮流计算的理论和区别,利用电力系统分析综合程序(PSASP),以山西长治电网为例,进行潮流计算及静态安全分析.潮流计算的结果表明,发电功率与负荷需求基本达到供需平衡,各节点处的电压也符合要求;静态安全分析的结果表明,无故障断开某些线路时,将引起某些线路过载及电压降低,不能满足运行要求.通过对实际电网采用PSASP软件进行潮流计算及静态安全分析,证明PSASP能够较好地分析实际电网的潮流分布和负荷情况,能够满足电力系统运行分析与规划的数字仿真需要,从而保证电网的安全稳定运行.     

大规模感应电动机实时仿真简化方法及初始化问题研究

交直流混联大电网的快速发展对仿真准确性提出了更高要求,只有准确模拟系统的负荷特性,才能够正确反映交直流系统对故障的响应。以往大规模电网的实时仿真中,受限于仿真工具的能力,负荷模拟少量采用或不采用感应电动机模型,由此导致了仿真精度问题。新一代数模混合实时仿真平台的强大仿真能力,为采用大量感应电动机负荷模型进行实时仿真提供了可能。该文基于此平台,研究了大规模感应电动机负荷的实时仿真简化方法,解决了含大规模感应电动机电磁暂态实时仿真电网模型的启动及初始化问题,通过对华东电网实际故障的仿真对比,验证了该文提出方法的准确性和有效性,为进一步深入研究大规模电网交直流相互影响等问题提供了更为准确的仿真手段。     

直流潮流计算下的孤岛处理模型

在计及潮流特性的电网连锁故障研究中,针对孤岛处理环节,建立直流潮流计算下的孤岛处理模型。当电网发生故障而造成分割,应用连通分量法判别各个孤岛;针对每个孤岛,以功率平衡为目的,进行发电站和负荷调节;为了避免潮流计算时出现奇异矩阵,增加新的类型点;使用Matpower在IEEE30节点和新英格兰39节点电力系统上进行模拟仿真,结果显示经过孤岛处理后,电网直流潮流计算收敛,证实该孤岛处理模型的有效性。     

考虑局域攻击的电网风险评估与薄弱区域识别研究

建立了基于拓展直流潮流的电网连锁故障仿真模型以模拟电网在攻击下的演化过程。该模型计及发电机与负荷频率调节特性、调度控制特性,并以元件运行可靠性模型来模拟支路过载保护、发电机频率保护。运用此模型对电网进行局域随机攻击,依据仿真结果进行风险评估并定义指标以辨识脆弱元件。在IEEE39节点系统上进行算例仿真,计算结果对电网安全运行有一定指导意义。     

相间功率控制器控方主导性能分析

本文在相间功率控制器IPC的‘控方主导'特性及其成立条件的基础上,假设东北、华北电网绥中-姜家营 500 kV联络线降压接入IPC运行,分别模拟华北电网低电压等级节点发生短路故障,部分发电机组退出运行,支路发生断线故障以及东北、华北电网负荷总体变化等情况,对联络线潮流变化进行了计算分析.仿真计算表明,IPC的控方主导特性可以有效控制联络线潮流变化,且受控方发生故障时对控方电网影响不大.     

基于配网功率预估的输配网全局潮流计算

在输配网全局潮流计算中,当前的需求是有效减少配网潮流计算量并保证收敛精度。对此,提出一种基于配网功率预估的输配网全局潮流计算方法。首先,建立边界点交互功率预估函数,在此基础上构建主从迭代和预估迭代交替使用的输配网潮流计算模型,通过主从迭代得到配网功率和边界点电压,求解功率预估函数参数进行预估迭代,减少了主从迭代次数。在潮流迭代的过程中不断修正预估函数,使功率预估值不断逼近真实值,保证了潮流的收敛精度。采用修正函数对配网潮流计算初值进行修正,使初值更接近真实值,减少了每次主从迭代中配网子迭代次数。仿真及其分析表明,所提方法在提高计算速度方面效果非常显著,同时计算结果具有很小的误差。     

考虑等效拟合特性的输配电网全局潮流计算方法

为缩短大规模输配网潮流计算所需的收敛时间,本文首次提出了基于配网潮流特性等效拟合的输配网全局潮流计算方法。首先,详细分析配电网等效拟合的原理,构建考虑电压功率特性的配网潮流拟合函数;然后建立主从分裂与主从合并交替使用的输配网潮流计算模型,其计算过程将主从迭代与配网潮流拟合迭代相结合,在迭代过程中求解拟合函数,并可不断修正其参数,缩小拟合误差。该方法以配网拟合结果和主从迭代精确结果交替作为边界点协调信息,无需每次潮流计算都进行主从迭代,减少了潮流计算量,加快了潮流收敛,计算结果精度高。仿真算例验证了所提方法的可行性和有效性。适用于当前规模庞大的输配网全局潮流计算。     

考虑分布式电源限流作用的主动配电网连续潮流计算

当配电网含有换流器型分布式电源时,连续潮流需要考虑换流器的限流特性。根据换流器型分布电源的控制策略与限流特性,得到换流器型分布式电源的连续潮流计算等效模型。基于该模型,提出一种含换流器型分布式电源配电网的连续潮流计算方法。该方法在连续潮流计算过程中增加了换流器型分布式电源限流状态的判断环节;当换流器型分布式电源进入限流状态后,需要修改该分布式电源的节点类型以及预估和校正环节雅可比矩阵中与限流分布式电源节点相关的元素。某33节点配电网算例验证了所提方法的正确性。     

配电网单-三相混合潮流计算模型及算法

针对配电网三相潮流问题计算精确性和计算速度要求,提出了一种单-三相混合配电网潮流计算模型及算法。首先推导了电网三相潮流计算模型,然后根据配网不确定性特点,对局部的对称部分采用单相潮流计算,对于不对称部分采用三相潮流计算,2部分网络之间通过单-三相接口进行连接,从而实现单相网络与三相网络的统一建模;进而基于线路电流的不平衡度,自动确定单-三相接口的位置。算例证明了所提出的单-三相混合配电网潮流计算方法和动态接口策略的有效性和正确性。     

多电压等级交直流配电系统潮流分析

随着分布式电源及直流负荷的发展,兼具安全、可靠、高效的交直流混合配电网将成为未来配电网发展的一种重要形式。基于电压源型换流器的直流配电网具有可控性强、电能质量问题少、经济性好等优点,但同时也引入了有别于交流配电网的潮流计算问题。为此,文章首先建立了考虑换流器损耗以及直流变换器损耗的潮流计算模型,并给出损耗参数计算方法。其次介绍了直流系统潮流模型的求解方法,重点考虑了电压源型换流器和DC/DC变换器控制方式对潮流计算的影响,针对不同的控制策略给出不同的潮流求解方法,并给出了当潮流越限时几种有效的解决措施。最后利用IEEE 33节点直流配电网算例验证了提出的损耗模型的正确性和潮流求解方法的有效性。     

含分布式电源的复杂配电网故障恢复

考虑到实际配电网复杂多变及负荷等量测数据大量缺乏,建立基于等效负荷的配电网简化模型,减小了计算时间,并可以反映配电网的潮流分布。提出了一种针对含分布式电源的复杂配电网故障恢复方案,当配电网发生故障引起大面积停电时,首先在已知分布式电源容量的情况下确定各孤岛系统的最佳供电范围,转入孤岛运行模式以保证重要负荷的持续供电,然后依据启发式规则对剩余失电网络进行供电恢复并利用改进支路交换法对恢复后的网络进行重构优化,使得失电负荷和网损都尽可能少。算例表明,提出的方案能够有效地解决含分布式电源的配电网故障恢复问题。     

距离保护在含分布式电源配电网中的应用研究

由于传统电流保护在含分布式电源配电网中存在缺陷,考虑将距离保护应用到配电网中。通过仿真验证距离保护可以弥补电流保护的不足,但距离保护应用于中低压配电网时其耐受过渡电阻能力很差。为解决此问题,分析了分布式电源接入配电网后形成的双侧电源线路上发生短路故障时过渡电阻对距离保护的影响,利用序分量算法研究出一种不受过渡电阻影响,通过采集线路的电流、电压相量值来正确测量故障阻抗值的算法。建立含风电机组的配电网模型,利用MATLAB进行了仿真验证。仿真结果证明该算法可正确测量故障阻抗值,准确识别保护区内的故障,且其计算精度高,能很好地消除过渡电阻对距离保护的影响。     

基于超短期负荷预测的智能配电网状态估计

状态估计作为智能配电网自愈控制的数据出口和态势感知工具的核心板块,需要在1个数据采集周期内对全网进行1次状态估计计算,传统的配电网状态估计算法不能满足以上要求,需要研究高效的配电网状态估计算法。提出了一种基于超短期负荷预测的智能配电网的状态估计方法,为自愈控制状态评估模块和潮流计算模块提供所需数据。该算法将预测速度快、预测精度高的超短期负荷预测技术引入智能配电网状态估计,实时预测节点负荷,实现了配电系统节点负荷的实时跟踪;采用指数函数抑制不良数据的影响,提高了状态估计的精度;利用配电网潮流计算的前推回代算法计算状态变量的初始幅值和相角,提高了算法的收敛性;考虑了分布式电源接入,体现了智能电网透明开放的特点。基于IEEE36节点标准算例的计算分析,验证了算法的有效性。     

考虑风电不确定性的配电网区间潮流计算

高渗透率风电的接入使得配电网三相潮流计算需要考虑更多不确定因素,传统的潮流计算方法面临严峻挑战。文中基于区间分析理论,采用区间数对风力发电系统出力的不确定性进行描述与分析,并建立了考虑风电注入功率不确定性的配电网三相区间潮流计算模型。为高效求解所建立的配电网三相区间潮流计算模型,基于对传统非线性区间方程求解方法的分析与改进,提出了采用Krawczyk-Moore算子对该区间潮流计算数学模型进行求解的方法,可以进一步提高区间运算结果的精确性。通过组态式配网动模试验搭建IEEE 37节点不平衡配电网测试系统进行仿真验证,并与现有的配电网确定性三相潮流计算方法进行对比,结果表明所提出的区间潮流计算方法能够较好地跟踪风电出力的不确定性,可为配电网调度提供系统运行状态上下界的参考。