基于交直流关联最小雅可比矩阵结构的潮流算法
摘要：随着直流输电比例的不断增加,以交流输电为主的电网,其潮流计算必将考虑直流输电影响以及交直流关联的机制等基础问题。为此,文中根据直流输电单元的物理方程,以及其不同控制方式间的相通性,在潮流计算中增加直流输电单元的直流电流作为状态变量,以实现直流输电单元与交流(整流、逆变)系统的有机关联。由此建立交直流混合潮流模型,并基于牛顿法进行求解。该研究在力求保留交直流潮流关联机制前提下,使雅可比矩阵维数最小,实现交直流潮流关联机制的直接可观,为评价或调控交直流混合电网提供基础工具。以22节点系统为例,验证了所提算法的有效性。含电压源型换流器直流电网的交直流网络潮流交替迭代方法
摘要：随着电压源型换流器(VSC)及基于VSC的并联型直流电网的不断发展,未来电网会形成含VSC的多直流母线、多直流联络线和多直流负荷的交直流网络。文中分析了VSC的稳态模型及其控制方式,详细推导了含VSC直流电网的交直流网络稳态潮流模型,研究了不同控制方式直流电网的潮流求解方法。在此基础上提出了一种通用交直流网络潮流交替迭代方法,该算法根据VSC换流站的不同控制方式在交流侧和直流侧解耦等效,先进行直流电网潮流迭代,后进行交流电网潮流迭代,二者交替计算直至直流电网、换流站和交流电网全部收敛。算法适用于不同的直流电网控制方式且考虑了直流变量约束条件和运行方式的合理调整。最后在改进的IEEE 57节点交直流电网上,验证了所提出的交替迭代方法的有效性和准确性。基于广义多项式混沌法的电力系统随机潮流
摘要：近年来,随着风、光电源的大量接入,系统运行的不确定性增大,考虑了系统运行随机因素的随机潮流受到更广泛的关注。提出了一种基于广义多项式混沌法的电力系统随机潮流计算方法。该方法利用广义多项式混沌法的正交多项式逼近思想,将系统的随机性分离至正交多项式基,并利用直角坐标潮流方程的二次性避免非线性潮流方程展开的高阶截断误差,进而利用随机Galerkin法,将随机潮流方程转换为一组确定性方程,通过此方程的求解获得随机潮流状态变量的正交多项式逼近系数,由此系数可获得相关变量的期望和方差,并可结合蒙特卡洛仿真,获得变量的概率密度。IEEE 9节点系统的算例表明,该方法的计算误差大致随多项式逼近阶数的上升而指数下降,通常条件下三阶逼近即可获得较高的精度,具有比蒙特卡洛仿真法更高的计算效率。基于非参数核密度估计的扩展准蒙特卡洛随机潮流方法
摘要：扩展蒙特卡洛方法将随机潮流的误差转化为可控量,并可在样本数增加时保留已知的潮流计算结果。基于扩展拉丁超立方抽样的方法效率比简单随机抽样高,但仍存在两方面的问题:第一,扩展拉丁超立方抽样无法保证序列的差异性,这成为计算效率提高的瓶颈;第二,当输出变量偏离正态分布时,扩展拉丁超立方抽样方法缺乏性能良好的收敛判据。针对以上两个问题,采用基于Sobol序列的扩展准蒙特卡洛方法进行随机潮流计算,并提出基于非参数核密度估计方法的收敛判据。对IEEE 30和IEEE 118节点系统的仿真结果表明,所述方法比扩展拉丁超立方抽样方法更加方便、准确,同时效率更高、收敛更快;而基于非参数核密度估计的收敛判据直观、适应性强,对变量的概率分布没有附加条件,可准确指导扩展随机潮流的收敛。基于Nataf变换的电网不确定性多点估计法
摘要：在当前电力系统的规划与运行中,由于电力元件本身运行状态、数据采集及可再生能源的多点接入等因素,电力系统被引入诸多不确定性。在这些不确定性中,系统潮流的不确定性问题尤为突出。当系统的注入功率产生随机波动时,系统潮流会随之波动。针对不确定性潮流问题,在传统点估计法的基础上提出一种改进的基于Nataf变换和Gauss-Hermite积分技术的多点估计法,通过将不确定性潮流问题转化为多随机变量响应函数后进行求解。首先根据Gauss-Hermite积分技术获取标准正态空间上的多估计点及对应权重系数,经由Nataf逆变换求得原始空间的多估计点,进而通过潮流计算得到节点电压幅值和相角、支路有功功率和无功功率以及对应的统计信息。仿真结果表明,文中算法较传统的点估计法计算精度有明显提高,且精度会随着选取估计点数的增加而提高。基于数字网系方法的概率最优潮流计算
摘要：风电场和光伏电站的大规模接入使得在进行电力系统最优潮流计算时需要考虑风电场和光伏电站出力的随机性。传统的蒙特卡洛法耗时长、占用内存大,文中提出一种利用数字网系(DN)的采样值具有等分布这一特性来改善输入随机变量分布空间覆盖程度的方法,并将该方法用于含风电场和光伏电站的电力系统概率最优潮流计算中。以IEEE 30节点系统对所提方法的准确性与有效性进行了验证,仿真结果表明:DN方法可以较好地估计输出随机变量的概率分布,能有效地处理电力市场中的不确定性问题。将该方法用于IEEE 300节点系统,研究了系统接入不同容量光伏电站对节点电价的影响。同时,还将风电场和光伏混合系统与单独风电场系统进行对比,得到前者的节点电价、网损和支路功率波动更小的结论。配电系统三相不确定谐波潮流的复仿射计算方法
摘要：负荷的非线性和随机波动特性导致配电系统负荷节点注入谐波电流具有不确定性,进而导致系统的谐波分布具有不确定性。为处理谐波潮流计算中谐波源的不确定信息,文中以区间代替点值,建立了谐波源恒流源复仿射模型,以具有典型频谱的谐波源为例,分析了负荷不确定性对谐波源注入谐波电流的影响,并介绍了模型的建立方法。在此基础上,针对配电网的三相不平衡性,提出了配电系统三相不确定谐波潮流的前推回代复仿射算法。采用33节点典型配电系统对算法进行了验证,并通过与蒙特卡洛谐波潮流分析方法计算结果的对比,证明了所提算法计算含有不确定谐波源的配电系统谐波分布的有效性。基于阻抗补偿的三相四线制配电网前推回代潮流算法
摘要：在三相四线制配电网中,中性线重复接地对前推回代潮流算法存在收敛性问题。分析了中性线重复接地导致前推回代潮流算法难收敛的原因,提出一种基于阻抗补偿的三相四线制配电网前推回代潮流算法,改善了潮流计算的收敛性,并保证补偿前后的潮流结果不变。该方法通过在接地电阻和重复接地点之间补偿一对大小合适且取值相反的阻抗,减小了不动点迭代雅可比矩阵的谱半径,使之满足压缩映射的条件,从而保证潮流计算收敛。算例验证了所提方法的正确性。风电功率预测误差的风险评估
摘要：归纳对风电功率预测误差的评估指标要求,以及常用评估指标的缺陷。在区分风电功率预测正误差及负误差对电力可靠性不同影响的基础上,提出基于风险的评估指标及计算方法。针对由预测误差而定义的功率扰动事件,取该事件的概率及其一旦发生后的损失的积分值为指标。该指标具有货币的量纲,可以作为误差的风险成本而与其他成本直接累计。从而消除了面对小概率大误差算例,在"不必考虑小概率事件"与"必须重视高损失事件"之间权衡的困惑。结合宁夏某风电场的实际算例验证了其可行性与有效性。基于模型预测控制理论的风电场自动电压控制
摘要：风电场电压受风力影响容易快速波动,传统基于当前时间断面进行决策的方法易出现无功控制滞后、多种设备不协调等问题。为此,基于模型预测控制(model predictive control,MPC)理论,提出了一种旨在协调风力机和静止无功发生器(static var generator,SVG)的风电场电压控制方法。区别于传统电压控制方法,所提出方法的目标是实现未来时间窗内电压控制曲线和无功调节动态过程的优化。利用自回归滑动平均方法预测风力机的有功出力,并分别以一阶惯性环节和比例积分环节模拟风力机和SVG无功控制的动态过程,在此基础上利用灵敏度预测求解风电场内各母线(含风力机机端母线)的未来电压曲线。由此建立了以目标函数为未来时间窗内并网点电压偏移最小和SVG动态无功储备最大的优化模型,并采用对偶单纯形法求解。在基于DIgSILENT建立的风电场仿真系统上进行了仿真验证。时域仿真结果表明,所提出的方法通过预测不同设备未来一段时间的控制动态过程,能合理安排快、慢无功出力,提前响应系统中可预见变化,保证风力机机端电压安全,并维持并网点电压平稳。基于模型电流预测控制的光伏电站低电压穿越控制方法
摘要：在传统光伏电站低电压穿越技术之上,提出了一种基于模型电流预测控制的光伏并网逆变器低电压穿越控制方法,模型电流预测控制方法能够使逆变器的输出电流迅速地跟随参考电流指令,具有良好的动态特性。在光伏电站并网点发生故障期间,能够迅速控制光伏电站无功功率的输出,为并网点提供电压支撑,减少无功设备的投资,同时也提高了系统的暂态稳定性。在PSCAD/EMTDC仿真平台上进行了三相短路故障、单相短路故障和大负荷扰动3个仿真实验,另外对模型电流预测控制的输出响应和稳态性能进行了仿真分析,仿真结果表明,光伏电站在低电压期间为电网提供电压支撑,验证了所提出控制方法的有效性。三种弃风消纳方案的节煤效果与国民经济性比较
摘要：蓄热、风电供热和抽水蓄能是当前三种可行的弃风消纳方案。为比较三种方案的优劣,建立了评价节煤效果和国民经济性的相关模型,并进行了理论与算例分析。结果表明,在当前东北—华北—西北(简称"三北")地区严重弃风的情况下,三种方案均具有很好的节煤效果和国民经济性;但蓄热方案提供单位容量风电接纳空间的投资最少,且节煤效率(消纳单位弃风电量时的节煤量)最高,因而具有更好的国民经济性指标及承受未来弃风不确定性风险的能力。塔式太阳能热发电全寿命周期成本电价分析
摘要：塔式太阳能热发电是全球新能源近年发展的新亮点之一,成本电价高是制约其发展的主要原因。文中给出了塔式太阳能热发电站成本电价计算的全寿命周期模型,并结合建造成本、运营维护成本及发电量的预测,对影响成本电价的因素逐一分析,测算了中国塔式太阳能热发电站的预期成本电价。重点从材料、加工和安装运输3个维度对定日镜成本的变化趋势进行了分析。计算结果表明,成本电价随产能规模、单机装机容量及技术工艺因素的发展而下降,其中产能规模作用最为明显。含风电场的交直流互联电力系统网省协调有功调度优化方法
摘要：针对含风电场的交直流互联电力系统网省协调有功调度问题,建立了以发电总燃料耗量和交直流联络线网损最小为目标的优化模型,并考虑了各省网为应对风电场出力随机性所需的旋转备用约束以及各省间交流联络断面的安全约束。决策变量为各省内机组出力调整量和各省间直流联络线传输功率调整量。提出了一种实用的对协调机组进行压缩选择的策略以降低决策变量维数,采用直流潮流模型近似描述交流联络线传输功率和有功损耗与节点注入功率之间的关系,并采用法线边界交叉法和原对偶内点法求解多目标优化问题以获得均匀分布的帕累托最优解集;根据模糊隶属度和熵权法从帕累托解集中选出折中最优解作为协调调度方案。对某一实际大型交直流互联电网的仿真结果表明了所提出模型和求解方法的有效性,并且表明折中最优解比协调前调度方案具有更好的经济性。全网统筹电力电量平衡协调优化方法
摘要：大规模互联电网为大范围的能源资源优化配置提供了可能。文中提出了全网统筹电力电量平衡国省两级协调优化的模式、模型与方法。以省级电网的历史贡献率为优先级进行平衡决策,从而促进省级电网参与电力交易的积极性。提出了两种国级与省级电力电量平衡决策目标:一是在电力富余时最小化发电成本;二是在电力紧缺时合理分配电力缺口,实现在时间和空间上均衡缺电。以等效发电成本曲线为关键优化信息,建立了协调优化数学模型,分层决策省间送受电方案和各省发电机组出力计划,实现能源资源的进一步优化调配。提出了以电量受限成本增量修正省级电网发电成本的求解方法,精细考虑火电机组因电量受限所带来的额外成本。基于三区域IEEE RTS96系统和华北—华东—华中(简称"三华")电网的计算充分表明了该方法的有效性。省级电网多元能源协调套期优化的购电模型
摘要：优先消纳水电、风电等可再生能源是当前形势下电力生产优化的重要目标。当前,电网公司遵循多年以来形成的惯例,为保证"三公"调度按照"等完成进度"的原则对各类年度合同进行分解,尽量"均衡"地分配本地火电机组的发电资源,这就难以与可再生能源发电的"不均衡"特性相匹配,无法实现最大限度地减少弃水、弃风,也极大地限制了通过省间购售电交易实现区域资源优化配置的能力。基于套期保值理论,在保证年度合同完成的前提下,通过不同月份内的"借还电"策略,构建了省级电网月度购电优化模型,借助大系统分解协调方法,以月份购电目标的局部优化,实现年度购电目标的整体"趋优",从而促进区域资源优化配置,有效减少弃风、弃水现象,提高经济和社会效益。最后,以某省级电网公司2013年的购电情况为例,验证了购电优化模型的有效性。压缩感知理论在谐波检测中的运用
摘要：运用传统的奈奎斯特定理对电力系统中的谐波信号进行采样将会产生极其庞大的数据量,而全新的压缩感知理论突破了传统采样定理的限制,在信号满足稀疏性的前提下,只需要较少的数据就可以实现信号的重构。文中在对现有的贪婪匹配追踪和自适应算法分析总结的基础之上,结合谐波信号自身的特点,提出了一种新的稀疏度自适应压缩采样匹配追踪算法。此算法可在信号稀疏度未知的情况下,通过信号和回溯的思想自适应调节步长逐步逼近原始信号,从而实现以较少采样数据进行谐波检测的目标。MATLAB中的仿真实验表明,运用所提出的算法进行谐波检测的效果理想。基于切比雪夫窗的电力系统谐波/间谐波高精度分析方法
摘要：基于离散傅里叶变换的谐波分析方法通常采用加窗插值的方式来减小频谱泄漏和栅栏效应的影响。针对谐波/间谐波及负频率成分对关注频率存在频谱干扰,提出了基于切比雪夫窗的高精度谐波/间谐波分析方法。对信号加切比雪夫窗截断,并采用相位旋转及奇数点插值的方法,求解信号的频率、幅值和相角,极大地抑制了频谱泄漏。对经典谐波信号和电力谐波信号进行了仿真分析,计算结果表明,所提出的方法在谐波/间谐波测量上具有更高的测量精度,并且具有一定的抗噪性。
