交直流混合电力系统快速潮流计算

针对交直流混合电力系统潮流算法计算量大、计算速度慢的缺点,提出一种基于广义特勒根定理的交直流混合电力系统快速潮流计算方法。该方法将修正方程的注入功率改为注入电流,得到基于统一迭代法的电流注入型潮流计算模型,该潮流模型既保留了统一迭代法的强收敛性,又降低了模型计算量。在此基础上,应用广义特勒根定理求解所建潮流模型,既减少修正方程求解量又提高了潮流求解速度。对22节点交直流混合电力系统进行仿真计算,仿真结果验证了该方法的正确性和快速性。     

基于PSASP的电子电力变压器建模与仿真

鉴于电子电力变压器对提高电力系统稳定性、改善供电灵活性具有潜在优势,在电力系统分析综合程序(PSASP)环境下建立了电子电力变压器稳态模型和暂态稳定模型,研究了基于电子电力变压器的电力系统潮流计算方法,提出了一种含电子电力变压器的电力系统牛顿交替潮流求解算法,利用PSASP的自定义程序功能(UPI)和用户自定义模型功能(UD)实现了电子电力变压器潮流及暂态稳定计算,并对含电子电力变压器的9节点WSCC系统算例进行了潮流及暂态稳定仿真计算。结果表明,建立的模型有效,提出的潮流求解算法收敛性好,电子电力变压器的引入使系统潮流可灵活控制,且提高了暂态稳定性。     

海上风电场并网后的潮流计算研究

根据海上风电机组的特点,建立了简化的异步发电机组等效稳态模型。考虑海上风能速度与发电机组的有功功率、机端电压、无功功率以及滑差率的关系,设计出有大型海上风电场并网的电力系统潮流计算方法;并通过电力系统分析综合程序(PSASP)的用户程序接口(UPI)调用动态连接库文件,进行系统的潮流计算;最后通过PSASP自带的WSCC9节点系统验证了设计的可行性。     

基于改进布谷鸟算法的电力系统最优潮流计算

针对电力系统最优潮流问题,提出一种融入量子计算和混沌局部搜索策略的改进布谷鸟算法(QCCS),即对布谷鸟算法的个体进行量子位编码,通过叠加态的量子位实现多样化种群,并在算法每次迭代的优化值附近进行混沌局部搜索进而增加布谷鸟算法的局部搜索能力,同时采用量子门变换使每个个体朝最优个体进化,从而提高算法的寻优能力。最后以IEEE 118节点系统的最优潮流计算问题为例,应用QCCS进行仿真计算。通过与其他方法(PSO、GA、CS)计算结果进行对比分析,验证了QCCS算法求解电力系统最优潮流问题的有效性,从而为电力系统最优潮流(OPF)问题的求解提供了一种新方法。     

含VSC换流器的交直流配网潮流算法

随着电力电子技术的发展和应用,直流技术得到了快速发展,交直流网络亦广泛应用于电力系统。建立含电压源型换流器(VSC)交直流配电系统,探讨了VSC换流器损耗及其控制方式,并针对交替迭代法和统一迭代法两种算法的不足,提出了改进交替迭代算法,该算法通过调整交流、直流子系统界限的重新界定,避免了潮流计算迭代的交替,从而大大减少潮流计算量。最后通过改进IEEE 13节点配电系统验证了所提算法的正确性和高效性。     

基于电力系统实时数据源的BPA软件接口设计

由于PSD-BPA等电力系统分析软件的广泛使用,并且SCADA几乎覆盖了主网的所有设备,因此可以将SCADA实时数据作为电力系统潮流计算的数据源。这种实时数据源遵循IEC 61970标准中的公共信息模型规范,它为各家应用提供了与平台无关的统一的电力系统逻辑描述,理论上具有优秀的兼容性。但是BPA软件所要求的数据格式与实时数据源提供的格式并不兼容,且在工程实际中经常需要对某个时间断面下的电力系统进行潮流反演,目前一般通过手工方式填写BPA数据文件,工作量巨大。为解决这个困难,从标准入手,对公共信息模型的主要内容做了研究,探讨了CIM/XML、CIM/E与BPA的数据格式,以拓扑分析为技术核心,开发出了一种数据接口程序,可以在不需要人为干预的情况下,将基于CIM的电力系统实时数据快速转换为供BPA潮流软件计算用的数据文件。详细介绍了程序主要模块的原理与工作流程,并利用广西电网实时数据对程序进行测试,将转化出来的数据文件送入BPA进行潮流计算,计算结果收敛,且较接近实际情况。     

电网经济运行分析及有功优化的迭代计算方法

试图以数学中的神经网络BP方法对电力系统的经济运行进行分析求解。以平凉电力系统为例,对整个平凉电网进行了数据采集、规算和潮流计算,得到全网的潮流初解,然后以此为初始值,用BP算法对有功部分进行优化,从而得到全网有功功率的最佳分配。数值计算及应用结果均表明所提出的模型是正确的,所运用的BP优化算法是稳定、收敛、快速和有效的,可以作为电力系统经济有效分析有功优化的核心软件推广使用。     

含风电场的电力系统潮流算法的改进

为了更好地计算含风电场的电力系统潮流,建立了异步风力发电机的稳态等值简化模型,并对原有电力系统潮流算法进行了改进。改进的算法在雅可比矩阵中引入了异步风力机滑差修正量,修正雅可比矩阵中对应风力发电机节点的元素,并运用MATALB编程实现含有风电场的电力系统潮流计算。将改进后的算法应用于接有风电场的4机11节点测试系统的潮流计算,结果和已有的两种典型潮流计算方法接近,表明改进后的潮流算法有效合理。     

余热锅炉可视化热力计算程序的开发

基于余热锅炉热力计算理论和实际工程中锅炉运行所得的宝贵经验数据,开发了界面友好、应用便捷的可视化热力计算程序,有效地改进了原有程序的不足,并根据工程需要实现新功能的开发,使得计算结果合理而准确,通过原有工程实例验证,证明该程序可行,通过该程序不仅提高了设计效率,也保证了设计质量。     

基于DIgSILENT数据接口DGS的含风电电力系统随机潮流分析

同一风区的不同风电场由于地理位置相近,各风电场的风速和出力具有强相关性。针对该特点,提出了一种考虑风电场之间相关性的含风电电力系统随机潮流算法。首先建立了多个风电场出力的离散化联合概率分布模型,在此基础上采用线性化潮流方法分析随机潮流的各项指标。结合随机潮流算法和DIg SILENT软件的优势,研究了一种基于DIg SILENT数据接口DGS的数据转换方法,有效地提高了计算效率。最后利用IEEE-24节点系统以及我国新疆地区2015年规划电网进行方法验证。算例结果表明,建立的考虑风电场相关性的含风电电力系统随机潮流算法具有可行性和优越性,DGS数据接口技术可以使该潮流算法在实际大型电力系统中推广使用,工程实用性较强。     

A new modeling and solution method for optimal energy flow in electricity‐gas integrated energy system

With the increasing interdependency of electricity and gas, it is necessary to simultaneously investigate electric power system and natural gas system from the perspective of an electricity‐gas integrated energy system (EGIES). As an extension and integration of both optimal power flow (OPF) and optimal gas flow (OGF), optimal energy flow (OEF) is regarded as the cornerstone of the EGIES and lays an essential foundation for further research on the EGIES's operation and analysis considering stochastic conditions and contingency states. The objective of this paper is to develop a generalized mathematical model and a universally applicable simulation tool for the OEF problem. First, natural gas system is modeled in a way similar to electric power system according to electricity‐gas analogy analysis, where gas admittance, gas nodal admittance matrix, and the nodal equation of gas flow conservation are derived. Then, a generalized accurate OEF model is formulated by simultaneously integrating the OPF model and the OGF model as well as their coupling constraints in a unified modeling framework. Furthermore, an available hybrid optimization approach consisting of whale optimization algorithm, MATPOWER, hydraulic calculation iterative program, and nonstationary penalty function method is put forward to solve the OEF problem. The accuracy, feasibility, and applicability of the proposed modeling and solution method is finally demonstrated by analyzing Belgian 20‐node gas system combined with IEEE 30‐bus test system.     

Future of Dams

This paper presents an approach for a geometrical solution of an optimal power flow (OPF) problem for a two-bus power system (slack and PV buses). The algebraic equations for the calculation of the Lagrange multipliers and for the minimum losses value are obtained. These equations are used to validate the results obtained using an OPF program.     

PES Meetings

This letter presents a hybrid genetic algorithm (GA) method to solve optimal power flow (OPF) in a power system incorporating flexible AC transmission systems (FACTS). In the solution process GA is integrated with conventional OPF to select the best control parameters to minimize the total generation fuel cost and keep the power flows within the security limits. A case study using an IEEE test system is presented to demonstrate its applicability.     

A hybrid GA approach for OPF with consideration of FACTS devices

This letter presents a hybrid genetic algorithm (GA) method to solve optimal power flow (OPF) in power systems incorporating flexible AC transmission systems (FACTS). In the solution process, GA is integrated with conventional OPF to select the best control parameters to minimize the total generation fuel cost and keep the power flows within the security limits. A case study using an IEEE test system is presented to demonstrate its applicability     

洁净燃煤发电系统热力性能计算软件编制

根据过程系统工程的思想,利用模块化建模方法,对洁净燃煤发电系统建立了典型设备的数学模型库及各种工质热力性质计算函数库。运用Visual Basic程序开发工具开发研制了界面友好,使用方便,组态灵活,可扩展性强的洁净燃煤发电系统热力性能计算软件。对我国洁净燃煤发电系统电站的选型、设计以及优化分析具有较高的实用价值。     

The challenges of using an optimal power flow

The apparent similarity of optimal power flow (OPF) and conventional power flow (e.g., familiar busbar data and circuit flow output) is an illusion that may lure a new user into using OPF unprepared without realizing the real implications of the OPF analysis being undertaken. This letter discusses the challenges of using an OPF program from the perspective of a new user. The difficulties and burdens that an OPF places on a user are outlined. The pitfalls in using an OPF that a user needs to watch out for are discussed. These may also serve as useful reminders to the experienced OPF users     

计及集电线路和内部损耗的风电场模型分析比较

风电的接入会改变电网原有的潮流分布而对电网电压稳定性产生影响。潮流计算作为风电接入系统研究的基础,为得到其计算结果的准确性而建立风电场稳态模型具有重要的意义。以往的风电场系统潮流计算都是把整个风电场等效为一个风机处理,并没有详细讨论风电场内部的电网结构,潮流计算无法深入到风电场内部。在DigSILENT/PowerFactory中建立了改进的潮流计算模型,充分考虑了由双馈异步发电机组成的大型风电场的集电系统以及风电机组间电缆的功率损耗对稳态潮流计算的影响。     

Variable speed drive heat pump performance

Development of a simulation model for variable speed heat pumps is described and representative results are presented. The system under consideration employs a hermetic compressor driven by an integral three-phase induction motor. Compressor speed can be modulated hy varying the frequency of the current synthesized by an inverter which supplies power to the system. A modular simulation system is used wherein an executive program manages the input and output of data and coordinates the numerical simulation procedure. The executive program calls various subroutines which model the system components, evaluate thermodynamic properties, and perform numerical tasks. Simulation results demonstrate that the variable speed heat pump has an improved COP at reduced frequency, desirable for enhancing energy conservation under part load conditions, and higher heating rates at high frequency, a useful feature for reducing supplementary resistance heat. The simulation program is used to generate performance data over a range of ambient conditions. These data are then used as the basis for seasonal energy consumption calculations performed using a temperature bin format.     

基于Matlab/Simulink的风力机性能仿真研究

随着风力发电技术的发展，变速风力发电技术成为了风力发电发展的趋势。风力机作为变速风力发电机组的重要部分，其性能影响到风力发电机组的整体性能。根据变速风力机的静态性能特点，采用Matlab／Simulink软件对其进行建模，并给变速风力发电机组风力机输入模拟变速风速进行仿真研究，给出了风力机的静态性能数据和仿真波形。结果表明：通过调节影响风力机性能的各因素，保持发电机的转速与主导风速之间特定的最优比例系数，使得风力机保持在最佳叶尖速比下运行，跟随变速风速可实现最大风能捕获；对变速风力机的静态性能研究建模方法是正确可行的。     

面向对象的柴油机多功能仿真软件开发与应用

提出了一种发动机通用性能仿真软件的开发思路,并基于此完成了软件开发工作。基于C++语言,设计了一种面向对象的通用程序框架,可以实现多种仿真计算功能,包括稳态下的一维详细计算、容积法计算、实时计算及瞬态计算。气缸、进排气道、管接头、涡轮增压器等主要组件包含多种计算模型,可以根据建模需求进行选择。针对某型中速柴油机,详细介绍了软件性能计算的操作流程,并将计算结果与试验数据进行对比。结果表明,软件有较高的计算精度,而且实时计算功能完全能满足实时分析的要求,实时率可以达到3.92。