基于预处理BICGSTAB法的电力系统潮流并行计算方法

为实现大规模电力系统潮流的准确、快速求解,以非精确牛顿法为基础,提出一种基于CPU-GPU异构平台的电力系统潮流并行计算方法。修正方程组的求解是牛拉法潮流计算中最为耗时的部分,提升修正方程组的求解效率可有效提升潮流计算效率。为此,根据雅可比矩阵的不对称不定性,采用稳定双正交共轭梯度(bi-conjugate gradient stabilized, BICGSTAB)法进行修正方程组的求解。进一步,为改善BICGSTAB法的收敛性,根据雅可比矩阵的稀疏性和类对角占优性,提出一种改进PPAT(Preconditioner with sparsity Pattern of AT, PPAT)预处理器和改进Jacobi预处理器相结合的两阶段预处理方法,并对雅可比矩阵进行预处理,提升BICGSTAB法的收敛性能。然后,将上述潮流算法移植到CPU-GPU异构平台,实现电力系统潮流的并行求解。最后,通过不同测试系统算例对所提方法进行验证、分析。结果表明,所提潮流并行计算方法可实现电力系统潮流的准确、快速求解。     

大规模交直流系统潮流计算的实用化模型

给出了一种不发散的大规模交直流系统潮流计算的实用化模型.通过在交直流潮流方程组引入一组松弛量,将常规的潮流计算转换为松弛量平方和最小的非线性规划模型.在该模型中引入不等式约束以反映运行约束及直流控制方式.采用内点法求解该模型,减少修正方程的维数,使之与牛顿-拉夫逊潮流计算修正方程具有完全相同的维数,而且修正方程的系数矩阵具有对称正定特性.采片j近似最小度(approximate minimum degree,AMD)算法与改进平方根分解法来求解修正方程以提高程序计算速度.该模型具有如下特点:无需特殊的初值计算环节:能够适应具有大量小阻抗与负阻抗支路的系统;在潮流有解、潮流无解、可行域边界附近具有良好的、一致的收敛性.在6891节点含8同高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)线路的测试系统的潮流计算中验证了所提算法的有效性和高效性.     

求取静态电压稳定极限的改进连续潮流法

连续潮流法是求取静态电压稳定极限的一种有效的方法。根据预测和校正过程的不同,连续潮流法具有不同的形式。提出了改进的连续潮流法,使用PQ分解法求解潮流,预测过程使用Lagrange二次插值技术,校正过程采用局部参数法求解修正方程。与传统的使用基于极坐标形式的牛顿一拉夫逊法的连续潮流法相比,所提的改进连续潮流法计算速度快、占用内存少、准确度高。     

基于GMRES的改进连续潮流算法研究

阐述了一种基于GMRES的改进连续潮流算法,主要针对大型电力系统,在预测环节中采用拉格朗日非线性预测,减少了计算时间;在校正环节中将GMRES方法与牛顿法相结合构成内外双层迭代,并应用ILU分解对系数矩阵进行预处理,从而避免了对修正方程进行直接求解,提高了连续潮流法的计算速度.该算法根据梯度参数变化对步长进行了有效的控制,可以大大提高PV曲线的追踪效率.采用该算法对IEEE300节点测试系统进行仿真计算,取得了良好的计算结果,从而验证了该方法的有效性和快速性.     

基于内点法的快速解耦最优潮流算法

在电力市场环境下,最优潮流是计算实时电价的有力工具,因而就对最优潮流的计算速度提出了更高的要求。为适应一需求,本文在常规的内点法最优潮流的基础上提出了快速解耦内点法最优潮流,即把快速解耦的思想引入进来使其修正方程系数矩阵常数化,使每次迭代所需时间大大缩短,显著提高了计算速度。通过测试系统的计算表明该算法具有计算速度快,鲁棒性好的特点。     

基于P-Q解耦的可用输电能力的计算分析

作为计算输电网可用输电能力的一种重要方法,连续潮流法一直受到电力工作者的关注.文章在分析基于P-Q解耦潮流的ATC模型基础上,给出了ATC计算中预测和校正的详细算法.这种算法在迭代过程中以不变的系数矩阵和代替变化的雅克比矩阵B′和B＂,可以节省存储空间、提高计算速度.以IEEE14节点系统为例,文章分别运用基于P-Q解耦和牛顿-拉夫逊法的连续潮流法进行ATC计算,进一步验证了基于P-Q解耦法ATC计算方法的有效性.     

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.     

最优潮流的原对偶内点法矢量化实现

为提高计算速度,采用矢量化技术实现最优潮流计算.通过将同类型的优化变量集中排列,建立最优潮流模型的矢量化表达形式.采用原对偶内点算法求解该模型,建立梯度矩阵及海森矩阵线性组合的矢量化计算公式.求解修正方程时,对系数矩阵进行近似处理,对修正方程系数矩阵采用LDLT算法进行分解.采用近似最小度(AMD)算法对系数矩阵进行排序,减少分解所产生的注入元.基于C/C++开发电力系统矢量运算支持库,设计动态稀疏存储策略进一步提升最优潮流程序的计算速度.对多个测试系统进行仿真计算表明:矢量化可简化最优潮流的程序逻辑并提高程序运行速度.     

基于GMRES的改进连续潮流算法研究

阐述了一种基于GMRES的改进连续潮流算法,主要针对大型电力系统,在预测环节中采用拉格朗日非线性预测,减少了计算时间;在校正环节中将GMRES方法与牛顿法相结合构成内外双层迭代,并应用ILU分解对系数矩阵进行预处理,从而避免了对修正方程进行直接求解,提高了连续潮流法的计算速度。该算法根据梯度参数变化对步长进行了有效的控制,可以大大提高PV曲线的追踪效率。采用该算法对IEEE300节点测试系统进行仿真计算,取得了良好的计算结果,从而验证了该方法的有效性和快速性。     

基于预条件处理GMRES的不精确牛顿法潮流计算

结合大规模电力系统修正方程组高维超稀疏性以及短向量的特点,提出以Krylov子空间方法研究电力系统方程计算问题.针对牛顿法潮流计算,采用预条件处理的GMRES方法求解高维稀疏的修正方程组,提出一种完整的基于预条件处理GMRES的不精确牛顿潮流算法,设计实现不同的预条件子,并以此为基础详细比较各类预条件子的预处理效果.通过对IEEE30、IEEE118和多个合成的大规模电力系统进行潮流计算,结果表明ILU预条件子比其他预条件子需要更少的迭代次数和浮点运算次数,当系统规模达到3000节点左右时,基于ILU预条件子的不精确牛顿法与传统的LU直接分解法相比,浮点运算次数减少了50%,内存使用量减少了将近10%,并且随着系统规模的增大,浮点运算次数基本上保持在LU直接法的50%左右,对大规模电力系统的潮流计算极为有利.     

低功耗电源供应器

以前,低功率稳压通常使用线性稳压器,只要输入和输出电压之间的压差不是太大,它们相对低的效率还是可接受的。但是,如果输入电压不稳定,那么输入电压和输出电压差值可能会比较大,这会导致更大的内部损耗,更低的效率以及更高的工作     

考虑风电接入的电力系统无功优化

研究了含风电场的电力系统无功优化,提出了通过潮流计算得到风电场的无功补偿容量,利用非线性原-对偶内点法对整个电网进行无功优化的新方法。建立了风电机组的稳态模型,介绍了风电场在电力系统潮流计算中的处理方法。通过潮流计算得到风电场的无功补偿容量,建立以有功网损最小和电压水平最好的多目标无功优化模型,在满足各种约束条件下采用非线性原对偶内点法对该模型进行优化求解。通过烟台电网的实际计算结果验证了该方法的可行性和实用性。     

电力监控软件在配电系统中的应用

介绍了基于Acrel-3000电力监控软件和ACR220EK网络电力仪表,设计并实现了一套分散式采集和集中控制管理原理的配电自动化系统。系统实现了微机在配电室中无人管理的功能,省去了值班人员现场操作断路器的烦琐,提高了供电质量和管理水平,具有简明实用、投资少等优点。     

有关当前我国电力市场若干问题讨论

在论证我国电力工业重组的必要性,探讨推动我国电力市场的方式,构成我国电力市场应遵循的原则,以及发挥市场优化资源配置作用与政府调控的相互关系的基础上,提出我国竞价上网方面迫切需要研究的几个问题。     

电厂及输配电自动化综述

本文概述了电厂、输电、配电自动化系统的发展，重点说明了CFB锅炉的控制策略、英维思公司的先进控制和SIS管控一体化系统。     

小功率开关电源的研制

开关电源被誉为高效节能电源,它代表着稳压电源的发展方向,现已成为稳压电源的主要产品。本文研制的开关电源主要应用NCP1200芯片来构成PWM电路。NCP1200器件是一种单片开关电源芯片,它除了一般的PWM控制功能外,还集成了过压保护、过流保护等功能。该电路可抑制各种感性负载切换或各种瞬间噪声在电路板中产生的浪涌电压和空间电磁场的干扰。     

计及线路电阻随温度变化影响的电力系统最优潮流

传统最优潮流(OPF)虽然将电网的经济性、安全性和电能质量进行了很好的统一,但在其数学模型中,仅考虑了电网线路的电气模型,而忽略了实际情况下线路的电热耦合关系,因此采用传统OPF计算结果作为实际电网调度运行的参考有着较大的偏差。在电热协调理论的基础上,根据线路温度和线路电阻之间的电热联系,建立了考虑电热耦合关系的温度OPF模型。此外,为进一步提高算法的计算效率,对电、热模型进行解耦计算,然后基于内点法进行求解。最后,通过对IEEE 5节点系统,MATPOWER中的Case 30、Case 2736、Case 3012节点系统以及一个实际1856节点系统进行仿真测试,验证了该模型和算法的有效性与正确性。     

风力发电中的无功控制

在风力发电中，对于风力发电机吸收和产生无功功率的控制是一个重要的问题。文章介绍风力发电中无功控制的难题和在应用中出现的问题．以及传统的解决方法及其缺陷。还介绍一种新型的带有动态无功控制功能的风力机，详细列举了它的各种优点、在实际工程中的广泛应用和它广阔的前景。     

鲁布革水力发电厂的黑起动研究

鲁布革水电站(鲁布革水力发电厂)隶属于中国南方电网有限责任公司,是南网总调直调电厂,鲁布革电厂处于南方电网重要的电气物理位置,研究该电厂的黑起动对于大电网的安全稳定有着极为重要的意义,本文主要通过分析总结黑起动在水电厂合理科学的程序以及起动过程中的注意事项.