考虑参数化特征值灵敏度的含风电电力系统VSM计算

风电场接入对电力系统的电压稳定裕度( Voltage Stability Margin,VSM)有一定的影响.通常使用的VSM计算方法是连续潮流法,但是该方法有一定的乐观性,即系统达到电压稳定极限点之前往往已出现振荡或不稳定,因而提出了一种考虑参数化特征值灵敏度的方法计算VSM.该方法在延拓潮流空间中,将负荷参数作为系统状态矩阵的自变量,在各个负荷水平下计算系统特征值及特征值对负荷参数的灵敏度,通过参数化的特征值灵敏度找到特征值随负荷水平的变化规律,以此考察系统在电压崩溃点之前是否出现振荡或不稳定的情况,从而修正系统VSM.对改进的IEEE - 14节点算例进行仿真计算,显示考虑参数化特征值灵敏度的电压稳定裕度计算方法能得到较准确的VSM,该算法对系统安全稳定分析计算及系统规划设计有一定参考.     

应用基于连续潮流算法的遗传算法进行静态电压稳定分析

由于电力市场的竞争机制使电网运行在电压稳定裕度很低的工作点,因此电力系统的电压稳定问题变得日益突出。章在分析电压稳定模型时考虑了负荷特性,建立了分析静态电压稳定的优化数学模型,提出了应用基于连续潮流算法的遗传算法求解系统的最大静态稳定裕度。对IEEE14节点标准网络的计算结果证明了模型的正确性以及算法的有效性。     

考虑UPFC安装位置的静态电压稳定分析

为了提高电力系统电压稳定性,预防电压崩溃,维持电网安全运行,笔者建立了UPFC的等效注入功率模型,采用特征结构分析法（ESA）对系统当前运行状态进行了静态电压稳定分析,并以最小模特征值作为静态稳定的度量.通过电压灵敏度和状态变量对特征模式的参与因子两种指标找到了系统薄弱环节,分别在系统最薄弱节点和一般薄弱节点处安装了UPFC,进行了新英格兰39节点系统计算.算例分析结果表明,UPFC能够提高电网最低的节点电压,提高系统电压稳定性.     

特征结构分析法对风电系统静态电压稳定的研究

以特征结构分析法为理论基础,对包含风电场(基于恒速恒频机组构成)的电力系统的静态电压稳定问题进行研究.通过对相关比、参与因子和潮流雅可比矩阵、收缩有功和无功雅可比矩阵最小模特征值的分析,揭示电压和角度不稳定的机理和失稳模态,并提供相关节点的参与程度和系统的稳定裕度信息.仿真结果表明:基于恒速恒频机组构成的风电场及其附近节点具有较强的无功-电压参与程度,是系统电压失稳的关键区域.在IEEE10机39节点电力系统中加入基于恒速恒频机组的风电场并网的简化模型进行仿真研究,采用连续潮流算法对系统平衡解流形进行追踪,对鞍结分岔点的计算采用分岔理论中的直接算法,工具软件采用MATLAB7.04.     

多馈入直流线路的交直流混合电网静态电压稳定性研究

就目前广东电网中存在的多馈入直流的交直流混合电网静态电压稳定问题进行了研究,给出了研究静态电压稳定性的模型,对静态电压稳定性的判断指标从交流、直流和交直流混合3个角度进行了分析;对静态电压稳定性的分析方法则从整体上和局部上给予了分析和讨论,并给出了实际工程中静态电压稳定性的判据。通过特征值分解和相应的模式分析来判断出电力系统电压稳定性、计算负荷裕度,并能够根据裕度指标、最小特征值及相对电距离指出系统中的薄弱环节,从而加强薄弱环节、提高整个系统的稳定性。     

UPFC在静态电压稳定分析中的应用

为了更好地提高电压稳定性,在系统中安装了统一潮流控制器(UPFC),建立了静态电压稳定分析的优化数学模型,并采用等效注入功率法将UPFC嵌入电力系统。针对优化计算过程中基本粒子群算法易陷入局部最优解的缺点,采用了自适应聚焦粒子群算法,并结合连续潮流法对目标函数进行寻优计算,找到关于UPFC控制参数、发电机端电压、有载调压变压器档位以及无功补偿电容器容量的最优的控制变量组合,并求出最大静态电压稳定裕度。通过对IEEE6,IEEE30标准节点系统进行计算,验证了应用UPFC对提高静态电压稳定裕度的有效性。     

基于潮流雅可比行列式的静态电压稳定分析

静态电压稳定分析是电力系统稳定性分析的重要组成部分。根据潮流雅可比矩阵在静态电压稳定临界点处的奇异性,采用使潮流雅可比行列式等于零的方式描述该特性,基于此进行静态电压稳定分析。构造可直接求解静态电压稳定临界点的方程,提出一种统一求解算法,进而针对统一求解需多次计算潮流雅可比行列式的不足,结合牛顿-拉夫逊法、正割法和二分法提出一种分解求解算法。然后,利用潮流雅可比行列式,并结合线路负载率和故障率,提出可用于关键线路辨识的静态电压稳定指标。在算例部分通过不同规模电力系统将所提静态电压稳定临界点计算方法与现有方法对比分析,总结不同方法的特点和适用场景,并利用所提静态电压稳定指标分析IEEE 39节点系统的关键线路,验证所提指标的合理性。     

基于遗传禁忌混合算法的静态电压稳定裕度计算

提出一种基于遗传禁忌混合算法的静态电压稳定裕度计算的新方法.该方法将全局搜索能力强的遗传算法和局部搜索能力强的禁忌搜索算法结合在一起,通过改进的连续潮流法计算,可快速而准确地获取系统最大静态电压稳定裕度,并在一定程度上弥补遗传算法和禁忌搜索算法单独使用的不足.应用该混合算法对IEEE14节点系统进行仿真计算,验证了该方法可行且有效.     

一种提高电力系统静态电压稳定裕度的切负荷算法

电力系统运行过程中发现静态电压稳定裕度低于临界值时,应及时采取控制措施以提高静态电压稳定裕度。给出一种电力系统静态电压稳定裕度的在线估计和提高静态电压稳定裕度的切负荷算法。该方法首先利用节点静态电压稳定指标（voltage stability index,VSI）识别出系统的薄弱节点,然后通过电压幅值优化来提高薄弱节点的电压幅值进而达到提高静态电压稳定裕度的目的。我国某实际682节点系统的仿真表明所提切负荷方法具有计算量小、速度快等特点。     

电压稳定裕度对于参数的灵敏度的直接计算方法

对于含参数的微分代数电力系统模型,鞍结分岔是静态分岔中最为普遍存在的一种分岔,往往导致电压振荡直至崩溃。而电压稳定裕度容易受到系统参数的影响,即所谓的稳定裕度对参数的灵敏度。为此给出一种解线性方程组直接求解电压稳定裕度对参数的灵敏度的新方法。该方法只需求解左端系数为扩展潮流Jacobi矩阵的线性方程组,避免了零特征值对应的左特征向量的迭代求解,计算量小,计算速度快,尤其适用于研究静态电压稳定性。IEEE标准的118母线检测系统仿真验证了该方法对于电力系统负荷裕度灵敏度计算的有效性。     

一种新的大型电力系统低频机电模式计算方法

首次将隐式重启动Ａｒｎｏｌｄｉ算法应用于大型电力系统低频机电振荡的特征值计算。证明了对重启动Ａｒｎｏｌｄｉ算法、广义Ｃａｙｌｅｙ变换与平移－逆变换等价的条件。通过算例和其他重启动Ａｒｎｏｌｄｉ算法的详细比较,表明隐式重启动Ａｒｎｏｌｄｉ算法收敛迅速、计算可靠且性能稳定,能有效计算大型电力系统中存在的特征值簇。     

Improved methodologies for the calculation of critical eigenvaluesin small signal stability analysis

This paper presents improved and new methodologies for the calculation of critical eigenvalues in the small-signal stability analysis of large electric power systems. They augment the robustness and efficiency of existing methods and provide new alternatives. The procedures are implementations of Newton's method, inverse power and Rayleigh quotient iterations, equipped with implicit deflation, and restarted Arnoldi with a locking mechanism and either shift-invert or semi-complex Cayley preconditioning. The various algorithms are compared and evaluated regarding convergence, performance and applicability     

基于精化Arnoldi方法的小信号稳定性关键特征值计算

将精化Arnoldi方法引入到大型电力系统小信号稳定性关键特征值的计算。为了求解在给定位移点附近的特征值,先对状态矩阵作位移求逆变换。由于精化向量包含更多的子空间信息,可用精化向量代替相应的Ritz向量作为特征向量的近似,用精化位移代替准确位移作为位移量来改进Arnoldi方法。在重启动的选择上,用隐式重启动技术加速算法的收敛。算例分析表明,精化Arnoldi方法能够可靠和有效地计算大型电力系统的关键特征值。     

基于集群计算的特大型电网特征值搜索策略

针对隐式重启动Arnoldi算法无法自动搜索指定区域所有特征值的问题,设计了一种基于集群计算的特征值搜索策略,满足特大型电网小干扰稳定在线分析对计算结论准确性和实时性的要求。将待搜索区域划分为多个面积相同的区域,通过对搜索圆盘无法完全覆盖的区域设置更多的位移点来提高计算速度。采用正方形来划分待搜索区域,通过比较搜索圆盘内切正方形和待搜索正方形区域的大小实现待搜索区域是否被完全覆盖的自动判别。对华东电网的在线数据进行了分析计算,验证了搜索策略的正确性和有效性。     

An efficient algorithm for small signal stability analysis using the Arnoldi and S-matrix methods

This paper proposes an efficient algorithm for small signal stability analysis by means of the Arnoldi method with an S-matrix transformation. In the proposed algorithm, the Arnoldi method evaluates several eigenpairs of large-scale matrices with less execution time. The S-matrix transformation constructs dominant eigenvalues corresponding to low damped oscillation modes. The combined use of these techniques enables us to calculate exclusively the critical eigenvalues of large-scale power systems efficiently. The Arnoldi method has the specific feature that it can obtain eigenvalues successively from the outer part of their distribution. By making use of this characteristic, the spectral transformation can be simplified, thus improving calculation efficiency. The proposed method is also useful in understanding the shape of the spectrum by investigating all of the eigenvalues obtained, including nonconverged eigenvalues. The algorithm has been successfully applied to a large-scale power system which has 220 generating units and 3000 state variables. © 1998 Scripta Technica. Electr Eng Jpn, 121(4): 38–47, 1997     

基于改进NSGA2算法的配电网分布式电源优化配置

分布式电源接入配电网对其潮流分布、有功网损、电压稳定等多方面造成影响.建立以分布式电源有功网损、电压稳定性指标和投资成本最小为目标的配电网多目标优化模型.提出了改进的带精英策略的非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA2）,将改进单亲遗传算法移植到NSGA2,对非劣分层算子进行改进,缩短算法计算时间,最后通过IEE33节点算例分析,结果表明该模型可以在投资成本、有功网损、电压稳定性方面,较为全面地优化配电网分布式电源的配置.     

基于改进Tabu搜索算法的区域电网无功优化

为了满足无功优化的实时控制要求,提出了考虑静态电压稳定的区域电网无功优化方案。该方案采用改进的Tabu搜索算法,以有功网损最小为目标进行无功优化,记录优化过程中搜索得到的前10位最优网损解;然后对这10个最优网损解进行静态电压稳定裕度计算,再运用模糊集理论,将网损最小和静态电压稳定裕度最大两个目标的优化问题转化为单目标优化问题。通过算例仿真,证明了改进Tabu算法适合于解决区域输电网无功优化问题,同时也验证了本文提出的考虑静态电压稳定性的区域输电网二级无功电压控制方案是可行的,有效的。     

基于改进粒子群算法的配电网无功优化

无功优化是保证系统可靠运行的重要措施,针对配电网无功优化的特点,提出一种基于局部电压稳定指标分区与改进粒子群算法相结合的配电网无功优化方法。首先计算系统负荷节点的局部电压稳定指标,根据电压稳定指标大小将负荷节点进行排序,选取排序在后的一部分负荷节点作为候选补偿点集合,结合电气距离将其分区;然后借助改进粒子群算法获得系统最佳补偿点位置与无功补偿量;最后在MATLAB中用IEEE33节点系统进行仿真验证,仿真结果表明,由局部电压稳定指标与电气距离相结合的方法可以缩小寻优范围,得到的候选补偿区合理有效,改进粒子群算法初始化粒子多样性更好,具有更快的收敛速度。     

大型电力系统静态电压稳定极限的求解

提出适用于大型电力系统电压稳定分析的改进连续潮流法,该算法能很好地克服大型电力系统的雅可比矩阵在照办点附近奇异的现象,从而使寻找电压临界点的工作变得迅速、准确、并且具有较好的收敛性;阐述发电机无功越限对静态电压稳定性的影响;试验验证取得了满意的结果。     

基于代价函数BP网络的电压稳定裕度计算

针对电压稳定裕度问题,提出一种基于BP网络的新算法——代价函数BP网络法,该方法采用动态的BP网络对非线性电力系统的潮流进行在线学习、训练,最后计算得出电压稳定裕度.改进过程是将Frobenius范数的平方作为标准误差值,且利用回归分析将相关系数按照大小排列,删除相关程度小的数据,这样有效地减少了BP网络输入维数,提高...