潮流计算

摘要： 为综合利用极坐标牛顿法潮流方程数少、雅可比矩阵J元素少以及直角坐标牛顿法中没有三角函数计算的特点,并克服极坐标牛顿法潮流J阵元素的不对称使其计算速度不理想的情况,提出一种对称极坐标牛顿法潮流的直角坐标解法。主要内容为,建立结构不完全对称的子阵形式的极坐标J阵,通过子阵建立子阵元素间的对应关系;拆分J阵元素的计算,建立子阵元素的部分对称关系;对J阵元素等计算公式进行三角变换,并按"二行+二列"的对称方式计算J阵元素;用四角规则而不是消元计算公式对J阵元素消元;将取倒的对角元素作为规格化因子以减少除法计算。新方法不但可实现J阵元素的部分对称计算,还可大量减少三角函数的运算以及消元过程中的除法运算,且无需计算公式直接完成消元计算。以IEEE-118节点系统为例,新方法生成J阵速度可提高约90%以上,潮流计算速度可提高约30%,并极利于编程。

摘要： 下垂控制元件的不断接入,使电力系统运行情况变得更加复杂,给电力系统分析带来了新的挑战。潮流计算是电力系统分析中最为基础且重要的一类计算。在对具有下垂控制元件的电力系统潮流进行计算时,需要面临常规潮流计算中不曾考虑的新问题。文中从下垂控制的基本原理入手,对计及下垂控制的电力系统潮流计算研究进行综述。首先,简要介绍下垂控制的原理、主要元件类型及下垂控制潮流计算的应用场景;其次,介绍下垂控制元件参与潮流计算时的处理方法;然后,讨论交流系统中计及下垂控制的潮流计算的频率问题,并介绍国内外现有的求解方式;最后,结合电力系统潮流计算新需求,提出计及下垂控制的潮流计算在建模方面需要建立统一化计算模型,在求解算法方面可采用数学规划方法进行求解,但须结合实际场景进一步完善。

摘要： 为提升大电网分析的自动化水平,获得更精确的电力系统计算分析模型,基于电网通用信息模型(common information model,CIM)提出了一种多粒度的电力系统潮流计算数据生成方法。首先,对CIM模型的拓扑连接关系进行分析并改造。然后基于图论方法,从抽象深度和电力系统运行状态两个方面,对潮流计算拓扑进行构建。最后结合实际电网CIM数据及DSP潮流计算软件进行验证,结果表明该方法能通过在线系统中的CIM数据生成不同粒度的潮流计算拓扑。

摘要： 在考虑不确定性的N-1安全校核、可靠性计算等需大规模重复潮流计算的场景中,基于深度神经网络(DNN)的数据驱动方法存在部分潮流变量误差异常的问题,影响潮流越限判别的准确率。对此,首先通过理论推导,分析DNN参数更新过程及数据标准化原理,发现该问题的重要成因之一为:DNN仅根据标准化误差迭代训练模型,未计及潮流变量的真实学习误差及工程实际的精度要求,无法及时针对误差异常的潮流变量调整DNN参数。然后,面向潮流计算提出基于动态学习权重的DNN自适应训练方法。该方法通过每轮迭代中验证集的真实学习误差、越限误判率及误差统计指标,确定各潮流变量的学习权重,有效降低数据驱动潮流计算的异常误差。最后,在IEEE标准算例和Polish 2383节点系统上仿真验证了所提方法的有效性。

摘要： 以分析电网运行中线路的运行状态为出发点,提出基于改进模拟退火算法的电网脆弱线路短路潮流计算方法,提升潮流计算速度、降低线路损耗。通过分析电网脆弱线路短路潮流计算模型可知,潮流计算模型的非线性特点,导致其在计算时数值解法无法保证最佳收敛获取最优解,通过将Metropolis准则融入遗传退火算法中,利用改进的遗传退火算法判断初始牵引负荷矩阵样本的控制结果,并结合"等温状态"下粗调节和"等温状态"下细调节,获取扰动后的最佳新解,获取最佳牵引负荷样本矩阵用于潮流计算,完成优化。测试结果表明:改进后算法在迭代次数为20次,计算短路线路有功功率的概率密度与实际的短路线路有功功率的概率密度拟合度极高,可降低线路损耗以及发电费用,应用性良好。

摘要： 高渗透率风电的接入使得配电网三相潮流计算需要考虑更多不确定因素,传统的潮流计算方法面临严峻挑战。文中基于区间分析理论,采用区间数对风力发电系统出力的不确定性进行描述与分析,并建立了考虑风电注入功率不确定性的配电网三相区间潮流计算模型。为高效求解所建立的配电网三相区间潮流计算模型,基于对传统非线性区间方程求解方法的分析与改进,提出了采用Krawczyk-Moore算子对该区间潮流计算数学模型进行求解的方法,可以进一步提高区间运算结果的精确性。通过组态式配网动模试验搭建IEEE 37节点不平衡配电网测试系统进行仿真验证,并与现有的配电网确定性三相潮流计算方法进行对比,结果表明所提出的区间潮流计算方法能够较好地跟踪风电出力的不确定性,可为配电网调度提供系统运行状态上下界的参考。

摘要： 为了提升电力系统运行的安全稳定性,开展了继电保护定值的在线校核及预警系统的研究与实践。预警系统主要由电力系统综合模型拼接模块、信息融合模块、计算模块与输出模块等组成。电力系统综合模型拼接模块通过集成电网一次模型与电网零序参数、互感参数及继电保护模型为定值校核提供支持;信息融合模块根据电力系统综合模型拼接模块获取当前运行模式,计算待校核定值;计算模块中包含故障、潮流与校核计算相关的技术程序,利用这些程序计算核校与预警值,利用输出模块输出校核与预警结果。实践结果显示,该系统能够实现继电保护定值校核与预警,使电力系统年故障率下降13%以上,说明该系统可有效保证电力系统运行的安全稳定性。

摘要： 配电网的传统潮流算法主要是基于前推回代法,当综合考虑谐波和三相不平衡等电能质量问题时,算法复杂度激增,难以扩展新模型,且当电源类型出现转换时算法收敛性欠佳。基于牛顿-拉夫逊法三相基波潮流和三相谐波导纳网络,提出一种综合考虑电能质量问题、适用于各种网络结构的配电网三相潮流范型算法。综合运用矩阵内积、矩阵索引、关联矩阵等矩阵变换运算,构建三相谐波导纳矩阵和牛顿-拉夫逊法三相基波潮流矩阵的高效生成和随机访问方法;在此基础上,结合变压器等模型实现三相谐波导纳矩阵的结构性更新,建立一种灵活高效的三相谐波潮流算法。在IEEE 14节点系统上利用OpenDSS对所提算法的准确性与有效性进行验证;在IEEE 123节点系统上将所提算法与传统前推回代法进行对比,验证了所提算法提升效率和处理环网的能力。

摘要： 结合国内统一潮流控制器示范工程介绍了UPFC基本结构。根据目前调控系统的实际建设情况,设计了在调控系统建立统一潮流控制器稳态物理模型、量测采集模型的实现方式。将采用节点附加注入功率的UPFC模型应用于调控系统中在线运行的状态估计、调度员潮流、静态安全分析等高级应用软件,提出了计及UPFC的调控系统高级应用软件的实现方法。最后介绍了基于CIM/E、CIM/G标准在上下级调控中心之间及内部建立和共享UPFC模型、图形的具体实现方式。通过在D5000的实际应用,证明了所述方法的有效性和实用性。

摘要： 传统的确定性潮流计算只能获取在确定参数下电力系统的运行情况,但是在实际工作中这些影响系统运行的参数(如负荷)具有波动性。为了分析这些参数的波动性对系统运行带来的影响,提出了一种基于概率盒理论的负荷不确定性潮流计算。将概率盒理论应用于潮流计算当中,建立了一种基于概率盒的概率区间潮流模型并对其进行求解。以标准IEEE 30测试系统为例,首先分析负荷的分布特性,获得负荷的漂移区间并建立其概率盒模型;然后将负荷的概率盒等信度离散化并代入潮流方程中获得基于概率盒的潮流模型;最后使用牛顿法对该模型进行求解,并将潮流计算结果与蒙特卡洛方法进行对比分析。实验结果表明该方法有效可行,并且有更高的准确性。

摘要： 高压直流输电相比较传统交流输电,有着跨区域远距离输电、系统间非同步互联等方面的优势.因此,发展迅速.而由于输电性质的不同,系统分析的对象就由纯交流系统发展为交直流混联系统,相应地,分析理论也应在原有的交流理论上修正.本文主要对交直流混联电力系统的潮流计算进行研究,基于线性N维空间有解性原理,提出扩展变量法扩展交流系统雅可比矩阵,使直流系统和交流系统统一联立,求解交直流系统的潮流参数.

摘要： 换流器处于整流状态和逆变状态均需要消耗大量的无功,直流系统在运行中需要结合控制方式投切无功补偿装置及调整变压器分接头.无功补偿装置投入的大小及变压器分接头的调整都会影响交直流潮流计算的收敛性.如何在交直流潮流计算中根据直流传输功率的调整和运行参数的变化考虑无功补偿的投切及变压器分接头调整过程是本文研究的主要问题.通过分析直流系统的不平衡无功控制规律,在交直流潮流计算中考虑无功补偿装置的投切及变压器分接头的的调整,并制定了相应的调整策略.依据制定的调整策略编写潮流程序,通过算例检验表明,该算法可以在交直流系统的潮流计算过程中有效的处理换流变压器分接头的调整和无功补偿装置的投切,提高了交直流潮流计算的收敛性,运行状态合理,方法可靠有效.

摘要： 针对柔性直流接入交流电网后的最优运行控制问题,本文提出了含模块化多电平换流器(modularmulti-levelconverter,MMC)柔性直流交直流混合系统最优潮流模型(MMC-OPF),采用内点法求解电网中发电机组以及柔性直流换流站的功率、电压最优控制值,达到整体电网优化的目的.并结合实际物理电网的特点,提出最优潮流计算过程中电网静态安全约束的实用化处理方法,根据静态安全校核结果对优化模型约束条件进行修正,测试算例以及实际电网算例验证了方法的有效性.

摘要： BPA电力系统分析软件是电力工程应用中常用的计算机工具.在调试BPA潮流数据的过程中,本文将讲述应该如何把握何种思路来提高潮流数据的收敛性.以及潮流计算中，BPA特有的I卡应用的原理及在大型电网中的应用方法.在工程实践中，潮流的不收敛往往是局部的数据错误或不合理造成，只要把握“平衡”这个原则，不难找到原因。在排除了结构失衡的因素后，建立和调整潮流数据将主要围绕总量平衡来进行。电网的潮流分为有功和无功，原理同第二节基本相同，在调整潮流数据时，应该首先调整好各个区域的有功平衡。而无功平衡相对有功平衡更难找到错误，只有先排除了有功平衡的问题，才能够更准确地找到无功平衡的问题。对于复杂AREA间的I卡填法，没必要找到很多解法去填，只需要根据区域间送受协议的数值填写即可，重点是确定了I卡数据后，对各自区域自身的平衡性进行调整。

摘要： 潮流计算作为量化评估电力系统稳定性与安全性的主要手段具有重要意义,但微网逆变器因其控制策略不同,其在潮流计算中的等效节点类型不同.本文针对采用鲁棒下垂控制策略的微网逆变器节点,提出一种改进的潮流计算算法充分利用鲁棒下垂逆变器的外特性,通过节点类型的交替转换,实现了利用现有潮流算法计算包含此类逆变器的微电网潮流计算.将所提算法计算的潮流解与多组simulink模型计算的潮流解对比,经过大量实验数据分析,本文所提算法有效.

摘要： 直流换流站的无功控制策略直接影响交直流电网之间的无功功率交换和电压运行情况,而现有潮流计算方法由于忽略交直流电网之间的无功电压作用,导致计算结果的准确性较低.为此,提出一种考虑直流换流站无功控制特性的交直流电网双解耦潮流计算方法.首先对交直流系统进行功率解耦,交流系统潮流计算时将直流等效为恒功率节点,进而根据交流侧母线电压结果计算换流变压器的分接头;然后将交流系统潮流方程进行PQ解耦,建立包含直流无功控制策略、直流侧潮流方程以及交流系统无功功率约束的无功优化模型,采用内点法求解得到电网电压和直流控制变量的准确解;最后以4回直流接入下的江苏电网为例进行仿真计算,结果证明了所提算法的有效性.

摘要： 针对传统下垂控制方式无法根据电压与功率偏差的变化调节下垂控制系数大小的问题,提出了一种运用模糊推理改变下垂控制系数的方法.在分析VSC换流站数学模型与控制策略的基础上,考虑了VSC采用下垂控制策略时交直流节点的控制特性,基于模糊下垂理论确定了VSC-HVDC系统潮流模型的计算流程.并进一步提出了VSC-HVDC系统模糊下垂控制改进潮流算法,实现了对VSC直流侧电压与有功功率偏差的调节.最后通过算例验证了所提模糊下垂控制算法能够减小4～5倍直流系统迭代过程中的功率与电压偏差,具备更强的收敛性与可行性.

摘要： 电力系统潮流分析是研究电力系统稳定的重要手段.潮流计算是求解一组潮流描述的非线性方程组,而在电力系统的发展中,涌现出了多种优秀的潮流算法,如牛顿-拉夫逊法、快速分解法.本文利用割线法的思想克服了牛顿-拉夫逊法对初值敏感的缺点,简化了潮流方程的求解,达到了快速准确求解潮流的目的.总结出了将一般的割线法应用到多变量的潮流方程的求解，自动修正潮流求解的迭代方向，求解过程中简化算法，使求解快速而又不失准确性。

摘要： 在我国绝大部分中的电能传输网中,10kV高压电占据着国家整个电能输送网的96％,这是一个非常大的比重,是我国电网中规模最大,涉及面最广的部分.这种高压传输中电能损耗不可避免,电能的损耗非常大.针对传统的10kV配电网一直存在节能降损效果差的问题.提出一种基于潮流计算的10kV电网节能降损的方法.从我国电能输出线的生产、电能损耗等方面提出措施,并分析某地区现在所使用的电线线路中产生电压损耗,使用潮流计算方法进行分析,查出电压损耗的问题和提出措施,使用新型无功电压法对10kV线路进行补偿计算.实验结果证明,采用改进方法时其节能降损效果好,耗时短,具有一定的实用性及可行性.

摘要： 电压稳定一直都是电力系统研究的重要课题。本文在对戴维南等效模型研究的基础上,提出了一种利用灵敏度法求取戴维南等效电路计算方法,并在此基础上分析了节点电压的稳定性.通过潮流计算得到负荷节点电压对功率的灵敏度,形成四个未知数的简单线性方程组求取戴维南等值参数.在戴维南等值参数的基础上,进而采用阻抗模裕度指标判断节点电压的稳定性.所提方法只需要当前系统节点电压和相关灵敏度数据,即可求取阻抗模裕度来分析负荷节点电压稳定性,易于理解,计算起来快速简单.IEEE-14节点系统计算验证了所提方法的实用性和正确性.

摘要： 本发明公开一种柔性直流输电系统潮流计算及交直流混联潮流计算方法，涉及输电系统技术领域，包括：根据不同控制策略下的柔性直流输电系统，构建结构统一的统一潮流模型；确定当前主换流站、当前控制策略及其初值和限值，并根据统一潮流模型形成当前控制策略下的功率平衡方程；根据对功率平衡方程求解得到的电压变化量，更新当前直流节点电压，若更新后的直流节点电压超过限值，则切换控制策略；若未超过限值且未满足迭代约束条件，则根据优先级轮换主换流站，直至迭代完成。通过构建统一潮流模型表征各种控制模式，计算含多种控制策略的直流电网潮流，采用内外双循环迭代结合主换流站轮替的方法，提高交直流系统潮流计算的收敛性。

摘要： 一种基于电压源换流器的交直流混合系统潮流计算方法，包括：输入系统原始数据和对变量的初始化；建立VSC潮流计算模型；直流侧系统潮流计算；交流侧系统潮流计算；混合系统潮流计算结束，输出数据。本发明大大减少了混合系统的变量和方程个数，同时还能有效避免采用交替迭代法求解混合系统潮流计算时交直流系统间多次交替迭代问题。与现有VSC潮流计算模型相比，本发明用于求解混合系统潮流计算时，可大大减少计算量，从而提高潮流计算的效率。适合用于交直流混合系统的潮流计算。

摘要： 本发明公开了一种用于轨道交通潮流计算的动态网络重构方法，以轨道交通电网的交直流换流设备为边界，按照换流设备的交流侧、直流正极侧和直流负极侧将电网划分为多个集合；当电网运行方式发生变化时，对分合状态发生变化的开关所在的集合进行拆分或合并，从而形成新的集合。并相应公开了一种轨道交通潮流计算方法。当进行潮流计算时，由于潮流计算通常需要对换流设备的交流侧和直流侧分别进行计算，因此本发明中将电网划分为不同集合的方法有助于潮流计算的分区计算。同时，当电网运行状态变化后，本发明中基于集合的拆分与合并的动态网络重构方法，只需对局部集合进行修改即可保证所有集合与实时电网状态一致，减少了电网仿真时潮流计算耗时。

摘要： 本发明针对现有配电网交直流系统混连的潮流计算过程中，收敛性不佳的问题，提供一种电压源换流器潮流计算模型及潮流计算方法。该模型，将换流桥简化为理想的比例放大器；将电压源换流器交流侧出口调制电压U

摘要： 本发明公布了一种可计算完备潮流信息的冷启动线性化最优潮流计算方法，该计算方法通过建立冷启动线性化最优潮流计算模型，将原有的非线性化最优潮流计算模型通过解耦和代换转换为冷启动线性化计算模型，该模型在保证计算效率的同时可以求解全部潮流信息。算例仿真结果表明，本发明保留了直流最优潮流的高效性，具有更高的精度，适用性强。

摘要： 本发明公开一种柔性直流输电系统潮流计算及交直流混联潮流计算方法，涉及输电系统技术领域，包括：根据不同控制策略下的柔性直流输电系统，构建结构统一的统一潮流模型；确定当前主换流站、当前控制策略及其初值和限值，并根据统一潮流模型形成当前控制策略下的功率平衡方程；根据对功率平衡方程求解得到的电压变化量，更新当前直流节点电压，若更新后的直流节点电压超过限值，则切换控制策略；若未超过限值且未满足迭代约束条件，则根据优先级轮换主换流站，直至迭代完成。通过构建统一潮流模型表征各种控制模式，计算含多种控制策略的直流电网潮流，采用内外双循环迭代结合主换流站轮替的方法，提高交直流系统潮流计算的收敛性。

摘要： 本发明公开了一种用于轨道交通潮流计算的动态网络重构方法，以轨道交通电网的交直流换流设备为边界，按照换流设备的交流侧、直流正极侧和直流负极侧将电网划分为多个集合；当电网运行方式发生变化时，对分合状态发生变化的开关所在的集合进行拆分或合并，从而形成新的集合。并相应公开了一种轨道交通潮流计算方法。当进行潮流计算时，由于潮流计算通常需要对换流设备的交流侧和直流侧分别进行计算，因此本发明中将电网划分为不同集合的方法有助于潮流计算的分区计算。同时，当电网运行状态变化后，本发明中基于集合的拆分与合并的动态网络重构方法，只需对局部集合进行修改即可保证所有集合与实时电网状态一致，减少了电网仿真时潮流计算耗时。

摘要： 本发明提出一种基于含多端柔直混联电网的潮流计算模型的潮流计算方法，在该简化模型中，首先将VSC换流站在交流侧与直流侧分别等效为交流电压源，然后将直流电网等效成一个纯阻性的交流电网(本发明定义为拟交流网络)；最后在拟交流网络中设置平衡节点后，拟交流网络节点电压相角均为0°；为了提高计算精度并降低计算量，线性化换流站能量耦合约束，并计及了柔直变流器的有功损耗，并将其损耗用一与柔直交流注入点相并联的电阻进行等效。本发明采用的方法可采用传统交流系统潮流的计算方法统一求解，而不必针对交直流网络分别建立方程并交替迭代求解，使得现有交流网络潮流算法适用范围更广，有效降低了电网调度工作人员的学习成本。

摘要： 一种基于新型VSC潮流计算模型的交直流混合系统潮流计算方法，包括：输入系统原始数据和对变量的初始化；建立新型VSC潮流计算模型；直流侧系统潮流计算；交流侧系统潮流计算；混合系统潮流计算结束，输出数据。本发明大大减少了混合系统的变量和方程个数，同时还能有效避免采用交替迭代法求解混合系统潮流计算时交直流系统间多次交替迭代问题。与现有VSC潮流计算模型相比，本发明用于求解混合系统潮流计算时，可大大减少计算量，从而提高潮流计算的效率。适合用于交直流混合系统的潮流计算。

摘要： 本发明针对现有配电网交直流系统混连的潮流计算过程中，收敛性不佳的问题，提供一种电压源换流器潮流计算模型及潮流计算方法。该模型，将换流桥简化为理想的比例放大器；将电压源换流器交流侧出口调制电压Uac作为第一中间量，通过换流器交流侧出口调制电压Uac和直流侧电压Udc相互进行计算，再结合电压源换流器的其他参数实现电压源换流器潮流计算。本发明实现了交流系统与直流系统潮流计算的解耦，对传统潮流模型进行改进，针对电压源换流器不同的控制策略，仅需一次交替迭代收敛，即可实现整个混连系统的潮流计算，大大降低计算量，显著地提高了混合潮流计算的收敛性。