考虑线损灵敏度一致性的外网静态等值模型

目前的网络等值模型均不能保证等值前后线损灵敏度的一致性,不适用于线损分析,针对该问题,提出考虑线损灵敏度一致性的外网静态等值模型。首先,分析传统WARD等值应用于线损分析的弊端,提出适应于线损分析的等值模型新理论,该新模型通过在边界节点外接虚拟等值发电机节点,平衡等值前后线损灵敏度的误差,可保证等值前后线损对内部节点注入有功功率、注入无功功率、节点电压幅值和电压相角4个灵敏度的一致性;然后基于改进的雅克比矩阵计算线损灵敏度的表达形式,并基于等值前后潮流一致性原则、线损灵敏度一致性原则,求取等值模型参数。采用IEEE 39节点系统及甘肃实际电力系统进行仿真计算,验证文中等值模型的正确性和实用性。     

考虑灵敏度一致性的外网静态等值新理论研究

提出一种新的外网静态等值理论,该理论不仅可以保证等值前后系统潮流状态的一致性,还能保证如下两类灵敏度关系在等值前后的一致性:非发电机节点电压与发电机节点电压之间的灵敏度关系、非发电机节点电压与非发电机节点注入电流之间的灵敏度关系。已有的外网静态等值方法往往只能保证潮流状态的一致性,所以文中所提等值理论更为严格,从而能获得更高的外网等值精度。基于节点电压方程,以潮流状态和两类灵敏度关系在等值前后应保持一致为前提条件,结合Ward等值理论推导所提外网静态等值网络及其参数。IEEE39节点系统和广东电网的仿真结果表明所提理论的准确性和有效性。     

考虑边界母线电压无功特性的地区电网无功优化

地区电网的电源是连接上下级电网的变电站,将REI等值用于地区电网无功优化,以解决常规模型中无法反映边界母线(即连接上下级电网的母线)间电压无功特性(边界母线电压幅值受自身以及其他边界母线下级电网无功变化的影响情况)等问题。推导了能有效反映电压无功特性的等值电抗与边界母线电压无功灵敏度矩阵的关系,分析了等值电抗的变化特性以及潮流状态在等值前后的一致性,提出首先根据等值前后电压无功特性保持一致的原则利用本地数据求取等值参数,然后在优化计算中根据优化前后电压偏差的不变性对优化电压进行修正。通过对四川某地区电网的仿真计算,验证了该方法可以有效反映边界母线间的电压无功特性,使优化潮流计算电压更加准确。     

电力系统外网动态等值方法研究

面向大型互联电网暂态稳定计算,提高外网动态等值的准确性,建立了一种基于轨迹灵敏度方法在常规EPRIE’等值边界注入修正功率的混合等值模型.分析过程中根据已知同调发电机群划分的外网进行EPRI E＇等值,以等值模型边界节点电压与原型系统实测值误差最小为控制目标,采用电压轨迹灵敏度方法求取边界功率补偿量,得到在EPRI E＇等值边界实时注入修正功率,实现等值与实测间的误差最小化.PSCAD/EMTDC仿真下,基于新英格兰测试系统建立了混合外网等值模型,并在内网节点设置三相短路故障,仿真结果表明,使用改进的EPRI E’混合等值模型,内网发电机功角与电压波动响应曲线精确度都有明显提高.     

电网戴维南等值参数的快速计算

提出一种电网在基态和N-1状态下戴维南等值参数的快速计算方法,并在此基础上对负荷节点进行电压稳定分析。通过推导的非线性方程组,运用电网基态和N-1状态下的节点电压和电压灵敏度的数值,可求得2种状态下的戴维南等值参数。不同于两点潮流或其他多点潮流方法,该方法只需要给定运行点的节点电压和节点电压灵敏度数据,计算简单快速。利用求得的等值参数可求得该节点的阻抗模指标和最小奇异值来快速分析负荷节点的电压稳定性。IEEE14和IEEE118节点系统的计算仿真验证此方法的正确性和实用性。     

基于支路电流状态变量的灵敏度分析方法研究

在π型等值的基础上,将节点注入功率等值为电压源,而以阻抗支路为链支、接地支路为树支,建立网络的节点电压方程和回路电流方程,从而形成混合分析方程,并在极坐标系情况下,推导支路电流与节点注入功率的灵敏度关系;以一个小的算例来介绍灵敏度矩阵的简化计算方法.最后以IEEE-30节点系统进行仿真计算,得到了很好的计算结果.     

基于功率灵敏度的等值机出力定向调整策略

在校验动态等值前后一致性时发现等值前后由于平衡机出力变化会导致发生初始功角偏移的现象,针对该现象,分析了平衡机出力变化的原因和功角偏移的机理,提出一种基于功率灵敏度的等值机出力定向调整策略。在线路潮流控制量约束和机组出力调控量约束的基础上,确定节点的功率调整量,根据灵敏度的大小和线路潮流偏差的大小提出控制节点的选取原则。从控制节点和相应调整量的确定上保证等值前后线路潮流偏差在要求的范围内,并通过等值机出力的定向调整实现消除平衡机功角差的目的,同时给出了相应的调整步骤和实现的策略流程。以南方电网某年度方式数据为例,验证了所提调整策略的正确性和有效性。     

基于潮流及短路计算的电力系统Ward等值实现方法

对电力系统进行电磁暂态计算,需搭建原系统的等值模型。在电力市场环境下,由于商业机密,相关从业人员可能不具有电力系统外部网络信息,或不具备对大型电力系统进行等值的软件模块,这给工程计算带来了困难。针对这一问题,提出一种基于潮流和短路计算的电力系统Ward等值实现方法。首先将内部网络流向边界节点的电流作为边界节点的等效注入电流,进而对边界节点进行短路电流计算,获得相应的短路电流和节点电压,最后通过节点电压方程求解等值系统参数。理论和实际系统算例分析表明,该方法具有极高的准确性。     

基于子网边界等值注入功率的异步迭代分布式潮流算法

电网互联而管理体制的分层分区对互联电网分布式潮流计算提出了实际需求。文中提出一种基于子网边界节点等值注入功率的异步迭代分布式潮流算法。不同于Ward等值模型,提出仅保留区域联络线的子网的简化外网模型,避免了计算前的网络化简等值工作,减轻了协调层的参与程度和计算量,具有更好的分区独立性。采用异步迭代模式,通过交换内外边界节点的电压来更新外边界节点等值注入功率。对多个IEEE标准算例进行测试,并与其他方法进行比较,结果表明,所述模型和方法是有效的,适合在线应用。     

基于节点注入功率——电压变化比灵敏度的交换容量极限计算研究

提出基于节点注入功率—电压变化比灵敏度分析方法,对大区电网间潮流断面上的交换容量—静态电压稳定性进行了分析,得到系统电压最敏感节点.对基于节点注入功率—电压变化比灵敏度分析的电压最敏感节点灵敏度变化趋势进行样条插值,对样条插值所得的离散值进行非齐次指数函数拟合,通过对该非齐次指数函数求导得出电压灵敏度的变化率函数,根据电压稳定临界点的判别条件计算交换容量极限.对华东、华中、华北“三华”特高压电网交换容量评估的应用证明了所提方法的正确性、有效性,且具有较高的精度.     

外网扩展电压源支路Ward等值模型及其在状态估计中的应用

随着互联电网建设的加强,各区域网络之间的联系日益紧密,在内网状态估计时考虑外部电网的影响已成为一种趋势。现有的基于外网扩展Ward等值的状态估计方法,不仅需要外网提供等值阻抗参数,还需要等值状态信息,同时要求等值状态和内网状态在采样时间上保持一致。在实际系统中,互联电网一体化的计算周期和内网独立状态估计的计算周期难以保持一致,从而易因采样时间的不同步而使外网等值状态和内网不匹配,给内网状态估计带来较大误差。鉴于此,在已有的外网扩展电压源支路Ward等值模型的基础上,提出了等值阻抗参数和状态参数的计算方法。该模型与扩展Ward等值相比,相同之处是等值阻抗支路的结构及其参数,不同之处是等值注入功率。后者在边界节点,前者在等值电源节点。相应所提模型的等值状态信息只有等值电源节点的电压和功率,该状态量可以基于节点功率平衡方程仅通过边界节点的内网电压和支路功率来确定。因此,所提模型的状态量与内网的状态量完全匹配,不存在扩展Ward等值的状态不匹配问题,从而可以大幅度提高含外网等值独立内网状态估计的精度。同时,所提模型继承了扩展Ward等值的阻抗支路结构与参数,因而在全网信息已知时具有与扩展Ward等值相当的等值精度。IEEE39节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于负荷实测的配电网线损理论计算

给出一种基于负荷实测的线损理论计算方法,利用配电网各个负荷节点功率、电压数据,精确地求出负荷节点与其上级节点之间线路上的损耗以及上级节点的电压、输出功率,再按照线路损耗的可计算条件,依次回代计算出所有剩余线路的损耗,之后再运用等值电阻法将计算结果进行修正。该方法充分考虑了线路阻抗、实际负荷分布、节点电压等对线损计算精度有影响的因素。通过对某10 kV配电系统进行实例计算,表明了该算法的可行性。     

基于功率灵敏度的动态等值模型可信度量化评估方法

为准确判断电力系统动态等值模型的有效性,提出了基于功率灵敏度的等值模型可信度量化评估方法。介绍了功率灵敏度的基本概念,推导了计及感应电动机负荷的系统功率灵敏度矩阵,指出电力系统动态响应本质上取决于动态元件相互之间传输功率的灵敏度。根据等值系统的特点,分析了等值前后功率灵敏度矩阵之间的关系,给出了研究系统内部及研究系统与外部系统之间的功率灵敏度误差,定义了等值模型可信度。以IEEE 10机39节点系统为例,分别计算了不同等值模型的可信度。仿真结果表明,该指标准确并量化地反映了动态等值模型的有效性,对于不同等值模型具有良好的辨别能力,且计算量小,可有效应用于等值模型校验。     

计及设备损耗成本的含光储配电网分布式电压控制策略

针对分布式光伏接入配电网带来的电压越限问题，考虑电池储能与光伏逆变器的调压经济性，本文基于一致性算法提出一种计及设备寿命损耗成本的分布式电压控制策略。首先，分析光伏逆变器与储能的调压机理，推导出可用于分布式迭代计算的配电网电压灵敏度参数；其次，分别建立储能电池与光伏逆变器的寿命损耗模型，并利用寿命损耗模型推导出单位功率成本模型，再结合电压灵敏度参数构建出单位调压成本模型；然后，以单位调压成本作为一致性变量，设计基于一致性算法的分布式电压控制策略，得到各节点储能与光伏逆变器的功率调节方案。算例结果表明，所提控制策略能够兼顾各节点设备寿命损耗与总体调压经济性，在有效抑制电压越限的前提下充分降低配电网电压控制成本。     

基于负荷实测的配电网线损理论计算

给出一种基于负荷实测的线损理论计算方法,利用配电网各个负荷节点功率、电压数据,精确地求出负荷节点与其上级节点之间线路上的损耗以及上级节点的电压、输出功率,再按照线路损耗的可计算条件,依次回代计算出所有剩余线路的损耗,之后再运用等值电阻法将计算结果进行修正.该方法充分考虑了线路阻抗、实际负荷分布、节点电压等对线损计算精度有影响的因素.通过对某10 kV配电系统进行实例计算,表明了该算法的可行性.     

基于电压灵敏度的配电网DG接纳能力不确定性分析

为提升不确定环境下配电网分布式电源(DG)接纳能力分析的准确性,采用区间数学和仿射数学量化不确定性因素与电压灵敏度间的映射关系,推导基于雅可比矩阵的仿射三相电压灵敏度方程,有效追踪节点电压幅值对节点注入功率不确定性变化的灵敏度。考虑配电网DG配置方式不确定性引起的过电压风险,提出基于雅可比矩阵电压灵敏度的DG接纳能力不确定性分析方法,该方法兼顾DG接纳能力分析的准确性与快速性,有利于辅助规划人员进行DG接纳能力的在线快速分析和全面准确决策。IEEE 33节点配电网算例分析结果表明,所提方法在保证计算精度的前提下可使仿真时间缩短36.44 %,验证了该方法的合理性和有效性。     

一种防止电压失稳的切负荷控制方法

从电力网络2节点等值模型及电压不稳定指标出发研究防止电压失稳的切负荷控制方案。利用节点等值模型计算电压不稳定指标对负荷的灵敏度;综合考虑负荷节点控制能力及有效性来选择切负荷地点;并以保持电压稳定裕度为目标来计算切负荷量;最后基于此构建了集中式优化切负荷控制系统方案,与电压不稳定监视功能相配合,制定合理的控制措施,防止电压失稳。基于典型系统的仿真结果表明该方案能有效地阻止系统电压持续恶化,维持系统电压稳定裕度及电压水平。所提算法简单,有很好的适应性。     

基于内网实测信息的两端口外网静态等值参数估计方法

为求解外网信息未知的外网静态等值参数,提出了外网扩展电压源支路Ward等值电路模型(extend edvoltage-source branch Ward-equivalence model,EWM)及其等值参数的2阶段估计方法.第1阶段,以边界点的等值注入功率和边界点间的等值导纳为等值参数,形成外网的简化Ward等值电路,建立其等值参数的多时段最小二乘估计模型.第2阶段,以电压源串联阻抗的等值支路代替边界点的等值注入功率,形成扩展电压源支路Ward等值电路模型,然后考虑2个电路模型等值参数间的约束关系,建立第2阶段等值参数的最小二乘估计模型.最后,采用高斯牛顿法,依次求解2阶段的等值参数,并以后者作为外网的等值参数.由于第1阶段等值参数的约束作用,降低了第2阶段等值参数间的耦合作用,从而保证了其等值参数的准确性.IEEE 39节点系统计算验证了论文方法的有效性.     

基于损耗分配方法的风电场等值建模

在涉及风电机组集群建模的情况下,由风能的随机性导致的实时变化会增加额外的计算量,从而延长仿真所用时间。本文针对辐射型网络的风电场,提出了一种经由功率叠加和损耗分配的简化等值模型。该模型在已知风电场各台机组功率及线路长度等参数的情况下,将风电场简化为少量机组并联形式的模型,以简化前后风电场内部线损相等为原则进行线路变换,同时满足风电场出口处的有功功率、暂稳态电压幅值及波形稳定的目的。仿真结果显示,该等值模型较好地模拟了风电场内部的运行情况,达到了预定的等值效果,并具有较高的精度。     

一种电压薄弱负荷节点群的戴维南等值参数跟踪方法研究

提出了用戴维南等值参数对电压薄弱负荷节点群进行监视的一种方案。静态分析中,采用连续潮流法确定负荷节点电压——负荷参数曲线;在负荷变化率相同情况下,根据电压幅值变化量确定电压薄弱负荷节点;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出电压幅值变化率作为电压薄弱负荷节点分群所观察信息,考虑地理因素,将电压薄弱负荷节点模糊聚类分群;将每个电压薄弱负荷节点群中典型节点电网侧戴维南等值参数跟踪。提出基于潮流的仿真计算方法进行戴维南等值参数跟踪,观测电压薄弱负荷节点群的电压稳定裕度。该方法在IEEE 118节点系统上验证了其有效性。