基于双重等效的现代视在功率定义方法

不对称、非正弦条件下三相电力系统的视在功率定义目前仍然存在争议.针对这一问题本文系统地介绍了当前占主流地位的两种观点,即理论法和实践法.这两种方法关于视在功率定义,皆是基于保持电压效应和电流效应不变而实现对负载传输的最大有功功率.在前人研究思路的基础上,提出了一种基于双重等效概念的新的视在功率定义方法,称为双重等效法.将该方法与另外两种方法作了详细的比较研究,并通过实例分析了三种不同视在功率定义方法的应用特性,结果表明:双重等效法的视在功率计算不受线路参数影响,具有更广泛的适用性与合理性.     

一种计算三相不对称系统视在功率的新方法--BG法

视在功率是一个重要的电气物理量，在三相不对称系统中有两种不同的视在功率定义，即算术视在功率和相量视在功率，多年来这两个视在功率的争议不断，不同的功率定义导致了不同的计算结果及测量手段上的混乱，本对现行的视在功率的定义进行了讨论，介绍了计算三相不对称负载和非正弦交流电路视在功率的一种新算法——BG法。     

非正弦非平衡电力系统视在功率研究

电力系统中非线性元件的急剧增加,造成电流电压波形的畸变和不对称日益严重。尽管非正弦波形下有功功率的定义已确定无疑,但视在功率的定义存在争议,导致功率因数的差异。对工业界广泛使用的算术视在功率和矢量视在功率与IEEE1459-2000试行标准中有效视在功率的定义进行了对比分析,通过线损和视在功率的关系证明了传统定义的局限性和有效视在功率定义的科学性;以三相不对称的牵引电力网为例,根据德昌牵引变电所实测数据进行了仿真试验,通过计算结果的分析,证实了有效视在功率在实际应用中的现实意义。     

非正弦非平衡电力系统视在功率研究

电力系统中非线性元件的急剧增加,造成电流电压波形的畸变和不对称日益严重.尽管非正弦波形下有功功率的定义已确定无疑,但视在功率的定义存在争议,导致功率因数的差异.对工业界广泛使用的算术视在功率和矢量视在功率与IEEE1459-2000试行标准中有效视在功率的定义进行了对比分析,通过线损和视在功率的关系证明了传统定义的局限性和有效视在功率定义的科学性;以三相不对称的牵引电力网为例,根据德昌牵引变电所实测数据进行了仿真试验,通过计算结果的分析,证实了有效视在功率在实际应用中的现实意义.     

基于支路视在功率灵敏度的故障后电压计算

提出了基于支路视在功率灵敏度的N-1网络电压快速计算方法。支路故障采用故障开断参数来模拟,首先通过牛顿潮流计算出故障前网络节点电压,然后利用已收敛潮流修正方程式对支路开断参数求导,从而计算出电压对相应支路开断参数的导数,进一步得到节点电压对故障支路故障前视在功率的导数,最后根据视在功率灵敏度修正故障前网络电压,得到故障后网络电压。方法特点是在计算不同支路故障的导数时共用潮流计算收敛时的雅可比矩阵,不用重新进行因子表分解。由于节点电压与支路功率之间的良好线性关系,所提方法计算精度较高。IEEE14节点、IEEE30节点、IEEE118节点网络和湖南实际系统的测试结果证明了该方法的正确性和实用价值。     

配电网中小电源等效容量法的比较研究

针对小电源在电网中的处理方法作了探讨,对文献[1]中提出的等效容量法在实际进行了运用并发现其存在的问题,从而又提出一种更为切实可行的等效容量法,即借助于视在功率来获得小电源的等效容量,在广东省几个实际电网中进行应用后表明:该法简单、有效可行,不会出现偏常的等效容量和线损率。     

基于视在功率的牵引变交流异常检测方案

本方案涉及电气化铁路牵引供电系统领域,为了弥补牵引变电所电流、电压回路异常以及现有监测技术的不足,研究了一种基于视在功率的交流回路异常检测的方法,利用牵引所高低压侧视在功率平衡或失衡异常原理,有效解决了牵引供电系统目前影响最大的高压熔丝熔断引发越级跳闸问题。从而为快速排除故障,提高供电可靠性及连续性提供了依据。     

基于IEEE Std.1459—2010的线性用户电费调整方法研究*

针对常见类型线性用户采取指标结合的方式进行电费调整,认为简单的采用基波功率因数不能合理调整电费。采用参数辨识方法对线性用户和非线性用户进行参数辨识,通过IEEE Std.1459—2010视在功率分解方法,提出了视在功率三角形和电能有效传输率的概念,对于电网未能向线性用户提供理想电能进行合理补偿,与基波功率因数相结合进行合理收费。     

孤岛微电网储能单元视在功率均分方案

当孤岛微电网中的分布式储能单元(Distributed Energy Storage Units,DESU)采用传统下垂控制时,会存在功率不均分问题,造成系统之间存在环流,严重时会造成DESU的损坏。针对这个问题,文中提出一种改进型下垂控制。该方案通过平移下垂特性曲线实现了视在功率的均分,并且该方案不需要中央控制器或者通讯线,降低了系统的建设成本。最后,不同工况下的仿真和实验结果验证了所提方案的有效性。     

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。     

电力系统多区域分布式状态估计方法

提出了一种电力系统多区域分布式状态估计方法,各区域估计器利用其数据采集与监视控制系统提供的量测数据进行本地状态估计,并通过平均一致性算法获取全局信息进行系统级状态估计。建立了基于拉格朗日乘子法的状态估计模型并设计了基于一致性的全局信息交换协议,给出了多区域分布式状态估计算法的实现流程。通过IEEE 14节点和118节点系统中的仿真算例验证了所提方法的正确性和有效性,并就估计精度和计算效率与现有状态估计方法进行了比较。仿真结果表明分布式状态估计方法可有效提高集中式状态估计系统的计算效率及可靠性,适用于结构更加复杂、量测数据体量更大电网的状态估计。     

基于线性功率-电压方程的快速潮流计算方法

针对大电网存在大量电阻电抗比偏大的串联支路的问题,提出并实现了一种快速潮流解算方法,该方法基于线性功率-电压方程构造迭代修正方程,迭代初值通过基于支路电阻电抗比的PQ法获得,并在迭代过程中设置加速收敛乘子以保证收敛性和求解精度.该方法中电压修正方向直观明了,易于编程实现.算例小系统和南方电网实际系统的潮流解算测试,表明了该方法具有较高的准确性和较好的适应性.     

发电机功率平衡方式对戴维南等值参数的影响

在戴维南等值模型的基础上推导出基于全网发电机参与功率平衡的戴维南等效参数计算公式。先通过牛顿潮流方程求取负荷节点的电压和其实部、虚部分别对节点有功的灵敏度,然后利用节点的分压原理和微分原理求取戴维南等值参数。通过对IEEE 14和IEEE 57节点系统的实例计算,与只有平衡机参与功率平衡方式下的等值参数进行对比,分析了发电机功率平衡方式对戴维南等值参数的影响,并研究了电气距离与戴维南等值参数的关系。该算法过程只需当前时刻的潮流数据,计算方便快捷。分析结果与实际相符,验证了本文计算分析方法的正确性和实用性。     

基于调速系统等值模型的电力系统发生扰动后最低频率预测

电力系统发生扰动后的最低频率预测是电力系统频率安全稳定分析的重要内容。提出一种基于调速系统一阶等值模型的电力系统发生扰动后最低频率预测模型。在传统的平均频率响应模型的基础上,将各调速系统的动态模型等值为一阶模型,并对调速系统的反馈输入进行不同形式的线性化近似,进而实现对平均频率响应闭环模型框架的开环处理,最终根据最低频率出现时刻的边界条件,建立耦合系统最大频率偏差的非线性代数方程。通过求解非线性代数方程组即可得到最低频率。通过与PSS/E中10机39母线系统的仿真结果进行比较,证明了所提算法能够快速、准确地计算得到系统发生扰动后的最低频率。     

最优乘子法在电流注入型保留非线性潮流计算中的应用

随着电力系统规模的扩大,对电力系统潮流算法的收敛性和计算速度提出了更高的要求。为此,提出一种带有最优乘子的电流注入型保留非线性潮流计算方法。首先根据直角坐标系潮流方程的特点,给出了一种最优乘子的计算方法,该方法只需求解一元三次方程,不需再额外增加任何计算量。在此基础上,将最优乘子应用于电流注入型保留非线性潮流计算,在潮流计算迭代过程中,采用最优乘子调整电压修正量,提高了潮流计算的收敛可靠性和收敛速度。系统算例表明,所提出的方法能在潮流方程无解时保证潮流不发散,在潮流方程有解时提高潮流计算速度。     

Databases for power system calculation

Large database management systems have been developed for commercial applications. Since the volume of data to be processed in technical power system calculations also increases continuously, there is rising interest in using database systems for power systems calculations also. A detailed requirement analysis based on a proposed classification of database approaches is combined with a survey of the state of the art and indications of further development needs.     

一种电网等值分解及短路计算新方法

近年来我国电网规模及复杂性不断增加,现有继电保护离线整定方法已越来越难满足保护性能的要求。随着广域信息测量及电网通信技术的快速发展,继电保护在线整定无疑是解决上述问题的有效措施,而对大型电力系统网络结构及运行方式进行快速短路计算是在线整定技术发展的一项重要前提。首先提出了一种电力系统扰动域划分方法,在此基础上将复杂大电网等值分解为若干小型子网以简化短路及整定计算求解过程,并进一步基于LDU分解法设计了一种采取并行运算的快速短路计算新方法。基于OPENMP并行计算平台的程序计算结果证明了新方法与传统单核串行计算相比运算速度显著提升,为在线整定技术的发展提供了新的思路及解决方案。