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.     

含分布式电源的主从联合系统扩展连续潮流计算

考虑分布式电源的影响,将输电网配电网微电网三级联合电力系统划分为主从系统。在分析分布式电源动态特性的基础上,推导出含分布式电源的主从联合系统扩展潮流方程,然后通过基于扩展潮流的连续潮流计算,分析主从联合系统的输电能力,并采用主从分解协调法进行求解。主从系统分解进行预测、校正,计算负荷增长量,主从系统协调计算消去根节点失配量,从而实现主从联合系统扩展连续潮流计算。最后以构造的94节点主从联合系统和威海实际电网作为算例,验证了模型和计算方法的有效性。     

基于最优潮流的含VSC-HVDC交直流系统最大输电能力计算

已有的交直流系统最大输电能力计算模型无法直接应用于含电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)的交直流系统的最大输电能力计算问题。文中提出了一种基于最优潮流的最大输电能力计算方法,通过将最优潮流模型拓展到系统的多种运行状态,从而能够准确反映N-1安全约束及N-1故障后VSC-HVDC的控制约束。为解决因考虑N-1安全约束导致的模型求解规模过大的问题,针对含VSC-HVDC的交直流系统的特点,进一步提出一种同时考虑故障对静态电压稳定性及支路传输容量越限影响的N-1故障筛选方法。为保证解的性能,在优化软件AMPL中调用COUENNE求解器对以上模型进行求解,能够同时给出最大输电能力和相应的VSCHVDC控制方式及参数整定值。通过修改的4节点系统、IEEE 118节点系统及辽宁省鞍山电网,验证了所提方法的有效性。     

含分布式电源的输配电系统联合扩展潮流计算

在分析分布式电源动态特性基础上,推导出配电系统扩展潮流方程。结合输电系统扩展潮流方程,对输配电系统进行联合扩展潮流计算,并采用主从分解协调法求解。输配电系统的联合计算考虑了主系统和从系统的相互影响,实现电力系统联合一体化计算,提高了计算结果的逼真性。另外,将输配电系统中动态元件的动态特性纳入潮流计算中,使计算结果与实际更贴切。最后通过构造的94节点输配电联合系统算例,验证了模型和计算方法的有效性。     

考虑暂态稳定约束的最大输电能力计算

基于最优潮流技术和稳定性量化分析理论的扩展等面积准则(EEAC),提出了在预想故障集下求解互联电力系统暂态稳定约束下的最大输电能力计算方法。基于最优潮流技术建立了最大输电能力的数学模型,采用EEAC量化分析算法获取预想故障集的暂态稳定裕度,针对不安全的预想故障,采用基于安全稳定模式的预防控制技术将非线性的暂态稳定约束转化成临界群机组出力的线性约束,并最终通过内点算法求解。广东电网仿真算例验证了算法的有效性和实用性。     

大型互联电网最大输电能力的自动求解算法

研究了制约最大输电能力自动化计算的主要问题,即系统过渡过程中的潮流收敛性问题。针对收敛性差的网络,提出了基于时域仿真的病态潮流算法。该算法从时域仿真计算的角度,将一系列求解潮流非线性方程组的问题,转换为在较小的缓慢扰动下的时域仿真求取系统稳定运行状态点的问题。通过对全国联网的数据进行仿真计算,验证了所提算法的有效性。在此基础上对自动计算大型互联电网最大输电能力的算法进行了详细设计。结合实际电网调度运行部门计算考虑暂态稳定约束的最大输电能力的流程,将所提算法在电力系统分析综合程序(PSASP)中进行了实现。     

基于线性规划方法的电力系统可用输电能力分析

市场环境下输电网络的开放要求实时了解可用输电能力(ATC)信息,相比已有的其他ATC计算方法,基于直流潮流模型下的确定性求解方法无疑具有计算速度上的优势。提出了直流潮流模型下计算ATC的线性规划模型,并进行了相关输电能力分析;对线性规划方法和分布因子方法进行了比较,同时指出在对元件的有功载荷能力进行修正后,可以有效提高计算准确度,适应大系统可用输电能力快速分析的实际要求。     

计及统一潮流控制器的可用输电能力的计算

在电力市场环境下，研究和计算区域间可用输电能力可以引导市场参与者进行电能交易，保证充分利用电网输电容量，而研究计及FACTS装置的可用输电能力的计算更具有理论和实际意义。文中基于最优潮流，提出计及统一潮流控制器的可用输电能力的计算模型，利用功率注入法，将统一潮流控制器对潮流的控制作用转移到所在线路两侧的节点上，在不修改原有节点导纳阵的情况下嵌入模型。算法上采用逐步二次规划法，IEEE．30节点系统的计算结果表明，所提出的模型及算法是有效的和可行的。     

考虑发电报价和N-1安全约束的ATC建模与仿真

基于最优潮流(OPF)算法,建立电力市场条件下可用输电能力(ATC)计算模型.构造发电区域总有功出力最大、用电区域总负荷最大、区域间输电经济效益最大等3个目标函数,全面分析比较电网间可用输电能力.该模型考虑了输电线路故障对输电能力的影响,引入线路N-1故障的潮流方程及相应的不等式约束条件,使电力系统在故障时有负荷裕度,保证输电安全.最后采用LINGO软件对IEEE 30节点电网进行仿真计算,验证了该模型的合理性和可靠性,表明该模型为电力系统安全经济运行提供了有效分析方法.     

大规模电网运行方式调整潮流计算及病态诊断

调度和运行方式计算人员经常面临方式变化和调整,迫切需要自动诊断病态潮流并进行运行方式调整潮流计算。为此,文中提出一套工程实用的操作后不平衡功率分摊模拟、潮流数据检查、潮流初值给定、潮流求解病态特性自动识别、病态潮流自动调整的运行方式调整潮流计算方法。采用牛顿—拉夫逊迭代过程中电压幅值和相角衰减指标特性和大小识别病态特征,依据病态特征建立基于内点法最优潮流的病态潮流和无解潮流的自动调整模型,实现大电网运行方式调整潮流计算。采用所提方法对IEEE 14节点系统和实际系统数据进行了病态潮流诊断指标和特征确定及潮流自动调整,结果分析验证了该方法的正确性和有效性。     

实用高压直流输电稳态模型及潮流算法解析

交直流混合输电系统的潮流计算是静态安全分析以及暂态稳定、电压稳定、小干扰特征值等分析计算的前提和基础。深入解析和理解电力系统广泛应用的商业计算软件中高压直流输电系统的数学模型、混合系统潮流求解算法,并掌握影响收敛性的相关因素,对提高大电网分析人员的计算效率具有重要意义。首先推导了国内广泛应用的BPA潮流计算软件中,双端高压直流输电系统的准稳态模型;解析了交直流潮流交替求解算法流程;通过对一双端高压直流输电系统的潮流解轨迹的计算和分析,揭示了交直流系统的相互影响特性;总结了决定特高压直流运行状态和交直流潮流收敛特性的影响因素。     

计及静态电压稳定约束的交直流系统可用输电能力

为考虑不同控制方式下直流系统对交流潮流的影响,采用顺序求解法计算交直流系统潮流时,对交流系统雅可比矩阵的特殊节点元素进行了有效修正。将电压稳定局部指标L进行合理简化,简化后的L指标能够避免电压相量复数运算,有效提高了计算速度。在简化的L指标基础上,提出了计及电压稳定性约束的交直流系统可用输电能力优化模型。采用非线性原–对偶于内点法对优化模型进行求解,通过计算L指标研究不同的电压稳定裕度对系统可用输电能力和电压稳定性的影响。算例结果验证了简化L指标的合理性和优化模型的有效性。     

基于MPI并行计算的大规模电力系统电压稳定极限求解

针对求解大规模电力系统的电压稳定极限,利用P-V曲线的拟二次性对连续潮流法进行了改进。采用了自适应步长变化的控制策略,加速电压稳定极限点的求取。将基于MPI的并行处理技术引入到连续潮流法的求解过程中,并针对并行方案优化了存储空间,以提高运算效率。最后以IEEE标准系统和实际大型系统为检验算例,通过与传统的连续潮流法作比较,验证了该并行算法在计算速度上的优越性和计算结果的准确性。     

基于功率增长优化模式的交直流电网可用输电能力计算

针对交直流混合电网输电能力计算这一问题,建立包含多端直流系统的交直流电网可用输电能力（available transfer capability,ATC）的计算模型,提出一种主从迭代连续潮流算法,针对常规连续潮流算法中节点功率的恒功率因数增长模式,提出采用模态分析技术从考虑静态电压稳定的角度,找出一种对特定区域间ATC影响最大的负荷增长方式;发电机出力调整采用经济调度模式,实现了考虑静态电压稳定约束、兼顾安全性与经济性的ATC计算。将直流系统灵活的控制及调整策略以安全合理性原则融入迭代过程中。改进的IEEE30节点系统算例表明：所采用的节点注入功率优化模式及主从迭代连续潮流法能计算交直流电网的考虑静态电压稳定约束的安全经济的ATC,还能指出对系统ATC影响大的关键节点。     

基于参数化潮流模型的可用输电能力改进算法

提出一种基于参数化潮流模型的大型互联电网可用输电能力改进算法。该方法建立在重复潮流法的框架下,利用连续潮流模型改进原有计算过程,通过主从迭代解决潮流分析中的收敛性与稳定性问题,并计及功率增长方向对结果的影响;约束校验过程中将故障参数化,通过建立连续潮流模型来辨别潮流无解时系统是否真实失稳;多断面功率控制过程中将断面功率参数化,建立连续潮流模型改进功率调整过程。通过CEPRI 36节点系统与实际大型互联电网的算例验证了所提算法的有效性以及对潮流收敛性较差系统的适应性。     

基于自适应幂级数初始点的电力系统全纯嵌入潮流并行计算

在利用全纯嵌入潮流计算方法求解电力系统潮流时,若平启动的电压幂级数初始点远离系统潮流解实际值,则易导致计算量增大,且在求解各节点电压的过程中,传统基于中央处理器(CPU)串行计算架构的计算耗时较长。提出一种基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流并行计算方法。根据系统节点导纳矩阵和平衡节点电压自适应调整系统全纯嵌入潮流的幂级数初始点,构建基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流计算模型,以加快电压幂级数的收敛。借助多核CPU计算平台实现各节点电压Padé近似的并行化,以提高系统潮流方程的求解效率。不同规模测试系统的仿真结果表明,所提方法可实现电力系统全纯嵌入潮流的高效、准确求解。     

考虑负荷和风电出力不确定性的输电系统机会约束规划

提出了一种考虑负荷和风电场输出功率不确定性、基于机会约束规划的输电系统规划方法。将Monte Carlo方法与解析的概率潮流计算方法相结合,得到含风电场电网输电线路的有功概率潮流分布。通过改进经典的输电系统规划模型,得到考虑负荷和风电场有功出力的概率分布、基于概率潮流计算的输电系统机会约束规划模型。为了有效求解该模型,设计了一种两步式遗传算法。该方法可以有效处理输电系统规划中的不确定性,并为规划人员提供比传统方法更丰富的信息。算例证明了该方法的有效性。     

含线间潮流控制器的电力系统联合潮流计算

线间潮流控制器(IPFC)能实现线路间的潮流转移和分配,可用于解决电力系统中潮流不均引起的一系列问题,具有较大的应用潜力和价值。为评估IPFC工程应用价值,需实现含IPFC的大系统潮流计算,但目前我国多用于电网规划设计的大型电力系统分析软件中没有开发IPFC模型。为解决上述问题,提出了一种基于Matlab与PSD-BPA的含IPFC电力系统的联合潮流计算方法。首先推导了IPFC功率注入模型的数学表达式,并设计了Matlab与BPA联合潮流计算的计算框架,由Matlab进行IPFC求解计算,BPA进行大电网潮流计算,通过数据交换接口完成两种仿真软件的交互与交替求解。进一步对IPFC功率注入模型进行改进,提出了一种基于PI控制器的变步长潮流迭代策略提高了计算方法的收敛性。以南通西北片电网为例,对提出方法进行了仿真验证,计算结果表明了提出方法的正确性和有效性。     

FACTS优化配置提高电网最大输电能力

灵活输电系统(FACTS)技术是提高电网输电能力的有效手段。本文采用可控串联补偿器(TCSC)和可控移相器(TCPS)的功率注入模型,在建立的计及TCSC和TCPS最大输电能力(TTC)的最优潮流计算模型基础上,运用序列二次规划法对其进行求解。考虑到确定FACTS配置位置的重要性,提出以最小奇异值与FACTS控制参数的灵敏度作为指标,选择最优配置位置,对IEEE30节点系统进行的仿真结果表明方法的有效性。     

考虑经济性收益最大的可用输电能力计算

电力系统区域间电网的可用输电能力(ATC)是所有电力市场参与者进行交易活动所必须了解的一项重要参数。文中将基于可靠性分析技术的枚举法和基于序列二次规划的最优潮流算法相结合,用于求解电力系统不同区域间的最大输电能力(TTC)及其概率分布。提出了一种考虑经济性收益最大的ATC统计计算模型,并利用二分法作统计优化搜索,提高了ATC统计计算的速度。计算机测试结果表明了该方法的有效性。