基于递推最小二乘法的多端口外网静态等值参数辨识方法

为了能够在外部网络信息不足的情况下在线等值系统网络,提出了利用递推最小二乘法实时辨识多端口外网静态等值参数的方法。该方法利用阻断外网后内网的一步式状态估计,在不要求内网支路开断情况下获取优化后的实测边界信息。基于该边界信息,选取多端口扩展电压源网络模型和 型等值支路分别对外部网络建模,并采用含有数据纠错功能的两步式递推最小二乘法辨识外网等值参数。IEEE30节点系统和湖南528节点系统的仿真结果验证了该方法的准确性,以及该方法可应用于在线外部网络的静态等值。     

考虑量测误差计及等值参数物理约束的外网静态等值方法

受最小二乘估计模型的多解影响以及量测误差的随机影响,依赖于内网实测信息的两端口外网静态等值参数估计方法,其外网等值参数值存在不稳定和不满足物理特征的现象。为此,在其等值电路模型及其等值参数的2阶段估计方案基础上,增加边界节点电压及内网等值负荷电流的量测状态变量及其量测方程,同时增加了外网等值参数的物理约束,以改进最小二乘外网等值参数估计模型。算例结果验证了该方法的有效性。     

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.     

基于非线性规划遗传算法的外网静态等值参数估计

针对电力系统外部网络信息未知的情况,为了对研究网络进行系统分析,提出一种基于非线性规划遗传算法的外网静态等值参数估计方法,来建立外网等值模型。首先,采用典型的双端口和三端口外网等值模型,通过边界节点的功率方程推导出等值参数的最小二乘估计模型;然后,结合非线性规划方法与遗传算法,提出一种组合智能优化算法;最后,运用非线性规划遗传组合算法进行外网静态等值参数的估计。提出的优化算法,不需要设定初值,能够更好地得到符合物理解释的全局最优解。以双端口和三端口等值为例,通过IEEE 14节点系统的仿真分析,并对比等值前后研究系统的潮流分布,验证所提方法的正确性和通用性。     

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。     

基于支路开断模拟的双端口黑箱外网静态等值方法

在电力市场坏境下,黑箱外网静态等值是有效解决互联子网独立潮流安全分析结果准确性的关键技术,现有研究存在参数估计值不稳定的严重问题。为此,提出一种基于支路开断潮流灵敏度的双端口黑箱外网静态等值方法。首先,针对常规的双端口互联电网,将外网等值为简化Ward模型。然后,利用支路开断潮流的灵敏度构造等值转移导纳与边界关联节点电压增量之间的线性关系。最后,在上述线性关系基础上采用最小二乘估计方法实现转移导纳的高效求解。一方面,利用上述线性关系,参数的估计只需要边界关联节点及其支路的几个电压量测和导纳参数,所需数据量和计算量较少,且不存在非线性方程迭代求解的初值设置问题和计算收敛问题。另一方面,除线性化误差外,上述线性关系严格成立,因而在估计精度方面也具有明显的优势。最后利用IEEE39节点系统和广东电网的仿真结果验证该论文所提方法的有效性。     

基于不对称导纳阵的在线动态外网等值算法

为提高在线外网等值的计算精度,针对EPRIE′动态等值算法的不足,提出了一种新的等值方法。外网系统仅使用自身的信息,将外网等值为少量等值发电机和一个极小的不对称网络。内网得到外网等值参数后,可以自行进行暂稳仿真计算。计算结果表明:这种方法精度优于EPRIE′法,内网功角曲线和CCT与标准曲线差别很小,可以应用于理论分析和工程实践;随着外网等值发电机的增多,内网仿真结果越来越接近于标准结果;存在一个最优外网等值机数量,使得等值机数量较少且仿真结果的误差较小。     

基于支路开断直流模拟法的黑箱外网参数估计研究

针对黑箱外网参数估计难以求解以及不稳定问题,提出了基于支路开断直流模拟法的黑箱外网参数估计新方法。该方法基于输网电阻远小于电抗的原理简化扩展电压源支路模型,利用支路开断直流模拟法构建边界节点间等值电纳与采样状态的线性关系,使得边界节点间等值电纳参数求解简单而且稳定;进一步利用支路开断前后的状态数据建立扩展支路参数的最小二乘模型,最终通过支路开断前后两个数据断面实现外网等值参数的高精度求解,IEEE39节点系统的仿真结果论证了本文方法的准确性。     

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。     

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.     

配电网快速网络拓扑分析算法

缩小搜索范围是提高拓扑速度的关键,输电网可采用厂站内搜索法来缩小搜索范围,配电网则不适合。给数据排序是缩小搜索范围的有效措施,但排序比较费时。为此,提出了把全局拓扑分成静态拓扑和动态拓扑的想法。静态拓扑仅处理排序工作,可预先计算;每次全局拓扑只运行动态拓扑,由于数据已经排序,计算速度很快。同时提出了使用节点支路关联数据形成岛的方法,由于此数据可以在静态拓扑中处理,因而进一步提高了配电网网络拓扑的计算速度。实际算例验证了所提出的算法的有效性。     

采用FBG正交传感网络的静载识别研究

针对复合材料智能蒙皮静载响应监测下的定位识别技术开展研究,提出并设计了一种静载识别验证系统。选用碳纤维复合材料板(CFRP)为研究对象,搭建光纤布拉格光栅正交对称式传感网络对复合材料板进行静载位置识别。利用数据相关加权系数理论和算法,对加载位置进行识别,实验表明定位精度低于2 cm。设计的静载识别验证系统为CFRP蒙皮结构健康监测提供了新思路和新方法。     

电力系统外部等值理论及实用化探讨

外网等值包含静态等值与动态等值两种等值方法,是电力系统研究领域的一个重要分支。在对外部等值进行了简要概述之后于第一部分首先对静态等值的两大类方法:WARD等值法、REI法及其改进方法进行了详细阐述和小结,然后针对同调等值、模态等值以及估计等值三种动态等值方法及其优缺点进行了归纳和分析。文章第三部分分别结合静态等值、动态等值在广东、福建电网中的应用实例并进行了具体分析。文章最后对外部等值进行了总结。     

基于人工神经网络的静止无功发生器的控制

对静止无功发生器的控制变量及其控制方式进行了探讨。在对静止无功发生器数学模型分析的基础上,对数学模型进行了进一步的处理,引入了静止无功发生器的接入点电压偏差作为控制变量,使控制更加直观;利用人工神经网络离线训练在线应用的特性,采用在线识别的方法实现静止无功发生器的自适应最优控制。建立了以接入点电压偏差为控制变量以人工神经网络为控制手段的静止无功发生器的新的控制模式,最后利用Matlab进行了单机无穷大系统的仿真验证,证明了该控制策略的有效性。     

电能质量混杂补偿控制及其在企业配网的应用

为实现对配网电能质量全面治理并实现综合电气节能,结合有源和无源各自优势,提出多种补偿方式相结合的低成本混杂动态补偿方案.利用有源的快响应和可控性来抑制电压闪变、谐波;利用无源大容量实现低成本大容量分级补偿.结合某配网实况,以分层无功平衡为指导,针对不同负载的实际需要,对晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器、链式静止无功发...     

考虑PMU的配电网潮流计算

考虑在配电网中加入同步相量测量单元(PMU)进行潮流计算,理论上正确可行并能提高配电网潮流计算的收敛速度。但在实际应用中,PMU存在一定的测量误差,使用传统前推回代潮流算法和对负荷静态电压特性变化敏感性弱的前推回代算法分别对IEEE 33节点配电系统进行测试,结果表明:不考虑PMU测量误差时,使用传统前推回代潮流算法能够保证潮流计算结果的精度并能提高计算收敛速度;考虑PMU测量误差时,使用对负荷静态电压特性变化敏感性弱的前推回代算法抗误差性更强;2种算法都表明将PMU安装于普通节点时的算法计算精度比PMU安装在DG节点时高。     

基于网络分块算法的静态安全快速计算方法

传统的静态安全分析需要对预想故障集中的预想故障进行多次网络重构和潮流计算,计算量和计算时间随电网规模的增大而快速增加,使得静态安全分析在实时分析和预警中不能满足全网分析的需求。提出一种基于网络分块算法的新型迭代方法,将全网合理划分为较为均匀的子网络,降低网络矩阵的维数,通过边界协调变量联系各子网络,有效提高计算速度。基于静态安全分析中故障潮流的特点提出适用于该算法的弱收敛性条件,该收敛条件使得每步迭代的计算量随迭代次数增加快速减少。仿真分析证明所提收敛条件容易达到,使得所提算法具有良好的收敛性。     

基于连续潮流模型的直流配电网负荷裕度分析

直流配电网由于能灵活接纳分布式电源和直流负荷,是未来智能配电网的发展趋势。随着直流配电网中负荷需求的不断增加,系统会由于静态电压失稳而崩溃。因此,研究直流配电网的负荷裕度对保障系统安全可靠运行至关重要。该文首先建立直流配电网的潮流模型,并将含双有源桥DC-DC变换器的潮流模型嵌入到直流配电网潮流模型中,提出了基于连续潮流法的直流配电网负荷裕度计算方法。通过两类典型的拓扑结构的直流配电网仿真,结果表明直流配电网在减小网络损耗和提高供电能力方面明显优于交流配电网,而且DC-DC变换器变比增加有助于负荷裕度提升。     

含光伏发电的配电网动态无功优化研究

近些年光伏发电在配电网中得到大量的应用,但由于其出力带有一定的随机性,使得潮流优化结果不准确。为了能够在负荷变化的同时准确地优化含光伏发电的配电网潮流以降低网损,文中将一天内的光伏出力和负荷的变化分成24段,利用遗传算法将各时段进行静态潮流计算,利用动态规划法具有解决时间序列优化问题能力的特点,以各时段的网损值之和最小为目标函数,建立设备的动作时间表。为了避免运算复杂,简化运算的步骤,忽略无效的搜索路径同时也保证了电压稳定性。该方法的模型简单有效,且保证了电容器组的动作次数在约束限制下降低网损,减少电容器的损耗。通过算例结果表明该运算方法可行有效,可达到预期目标。