采用内点法的多目标低电压风险优化

随着现代电力系统的飞速发展与日趋复杂,一次故障或者扰动有可能给系统带来极大的风险。仅仅对当前潮流断面进行风险评估已无法满足安全性的要求。文中将风险理论与优化方法相结合,在以发电费用最小的最优潮流基础上,考虑对事故后低电压风险的优化控制,建立了一个多目标的优化模型,用以协调故障后系统运行的安全性与经济性;采用矢量化原对偶内点算法对该模型进行求解;选取河南某市电网作为算例,进行低电压风险优化控制的测试,分析了该电网故障后的电压安全性与运行经济性。算例测试结果与该电网运行情况相符,验证了算法的正确性与计算效率。     

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.     

基于接口描述的暂态稳定程序结构研究

组件技术和接口设计思想对电力系统分析计算程序的开发具有重要意义。针对暂态稳定分析,研究统一处理各种电力系统元件的方法,使用接口定义语言(Interface Definition Language,IDL)描述了各类元件为参与暂稳分析计算所必须实现的接口。通过对传统的面向元件对象描述的和面向接口描述的暂态稳定程序的比较,论述开发基于接口描述的分析程序对电力系统应用集成的重要作用,对电力系统核心计算软件的开发具有重要的参考意义。     

电力信息物理融合系统的网络-物理协同攻击

随着智能电网的发展及智能设备不断引入电力信息物理融合系统(CPPS)中,CPPS面临一种新的攻击方式--网络-物理协同攻击(CCPAS)。这种攻击方式既隐蔽又可引发连锁故障,易造成大规模停电事故。首先,阐述CPPS遭受CCPAS的基本形式,在直流潮流模型下构建考虑状态估计约束的CCPAS模型。然后,探讨CCPAS的机理,以攻击者的角度分析规避状态估计监测后最大范围的攻击,分析CCPAS情景下CPPS的脆弱线路。最后,以IEEE 14、118节点系统为例,通过仿真计算验证模型的有效性、适用性,对比分析考虑状态估计约束后物理攻击的限制。     

矢量化动态最优潮流计算的步长控制内点法实现

实现动态最优潮流(dynamic optimal power flow,DOPF)的矢量化计算。通过将同类型、同时段的优化变量集中排列,建立动态最优潮流的矢量化模型,并采用步长控制内点法进行求解。各时段的梯度矩阵和海森矩阵具有与导纳矩阵相关的稀疏特性,在计算过程中保持不变。通过设计稀疏矩阵结构和内存分配策略提高Karush-Kuhn-Tucker (KKT)系统的形成速度。分析爬坡约束和购电量合同约束对求解KKT系统的影响,对比测试多个优化排序算法,指出近似最小度(approximate minimum degree,AMD)和列近似最小度(column approximate minimum degree,COLAMD)算法求解该模型KKT系统具有很高的效率。对节点数从14到1 040共5个测试系统12~96时段的DOPF模型进行仿真计算,验证所提算法的正确性和高效性。基于步长控制内点法的矢量化方法提高了DOPF程序的计算速度和收敛性。     

县级电网继电保护整定工作实现自动化的研究

分析了广西县级电网继电保护工作的现状与特点,归纳了县级电网继电保护整定软件的功能需求,基于.Net技术实现了继电保护智能整定系统,总结了该系统的功能特点,该系统的应用提高了继电保护整定工作的正确性和效率.最后针对整定工作流程管理的规范化与整定工作的全面自动化给出了若干建议.     

基于统一数据平台的电网规划软件

基于统一数据平台的电网规划软件采用VisualC ++、ADO、SQLServer等通用工具开发。软件采用C S模式 ,支持多用户协同工作 ,且与负荷预测软件、电源规划软件集成于统一数据平台上。软件具有图形化操作界面和数据库管理功能 ,功能全面 ,操作灵便 ,能够大大提高电网规划工作效率     

矢量化技术在电力系统高性能计算中的应用

将矢量化技术应用到电力系统计算中可以极大的提高程序运行速度并降低建模和算法开发的复杂程度。介绍了矢量化技术的基本原理及其在高性能科学数值计算领域的应用情况．推导了直角坐标和极坐标下潮流计算的相关矢量化计算式,说明了矢量化在电力系统建模和算法实现中的应用可行性。设计和开发了电力系统矢量化运算库,并基于该库开发了最优潮流程序,通过算例数据说明了矢量化技术能够提高计算速度。提出了矢量化电力系统程序开发的解决方案,该方案缩短了高性能计算程序的开发周期,加速了算法的实用化进程。     

基于公共信息模型的EMS/DMS/DTS一体化设计

以往国内的EMS、DMS或DTS都是独立开发的,使用它们的用户需要对不同的系统进行掌握和维护,这就严重影响了这些系统的实用性.虽然有文献提出进行调、配一体化设计的观念,但真正的EMS、DMS、DTS进行一体化设计还不多见,随着自动化水平的提高,这种需要变得日益紧迫.公共信息模型(common information model,CIM)作为一个通用的标准逐渐被各电力研究部门所接受.为此,作者开发了基于CIM的一体化EMS/DMS/DTS,进行了EMS和DMS及DTS在支撑平台、功能、数据结构和应用程序方面的全面一体化设计,重点介绍了该一体化系统的概念、功能和优点.与非一体化系统相比,该系统具有很明显的优势.     

基于传感器网络与高斯过程回归的楼宇负荷预测

建筑电力能耗的准确预测不仅对配电网运行的经济性和安全性具有重要作用,而且对建筑节能方案的制定也有参考意义。由于楼宇负荷受多种因素的影响,预测精度难以大幅提高。为了提高楼宇负荷预测的准确度,提出了基于传感器网络与高斯过程回归的楼宇负荷预测方法。首先,通过基于超宽频雷达的人员存在检测传感器网络对室内的建筑占有率进行检测,并将建筑占有率作为负荷预测模型的特征之一。其次,构建高斯过程回归模型,利用其拟合出负荷与相关影响因素的非线性函数,并基于采样的近似推断算法推断出模型的超参数最大后验估计值,进而提高短期负荷预测准确度。最后,通过对比不同协方差函数的高斯过程回归模型的预测效果,甄别出最优协方差函数,进一步提高预测精度。通过算例分析可知:采用所提方法比未考虑建筑占有率的传统高斯过程回归方法的平均绝对百分比误差降低了9.68%,验证了所提方法的有效性和准确性。