论文部分内容阅读
电网安全高效的运行对当今人类社会是十分重要的，所以在规划、设计和调整电网时，有必要进行充分的分析与研究，使其在安全可靠的基础上，尽量经济高效。潮流计算是研究电网状态的基础方法，对于分析电网的电压稳定性是不可或缺的。但在解潮流方程时，由于方程的非线性，经常出现计算失败的现象。为了解决这一问题，根据延拓法思想，出现了连续潮流算法(CPF)，其实质在于引入一个参数，组成扩展方程，从而解决Jacobian矩阵奇异的问题。CPF目前已经发展成为最常见的电压稳定静态分析方法。但传统CPF算法也会存在计算发散的风险，并且其计算耗时较长，尤其不适用于当今大规模的复杂电网系统，所以有必要对其进行有效的改进。本文就如何对CPF算法进行改进做了大量研究，并将改进后的算法用于实际电网的分析，具体内容可分为以下几个部分：
(1)对CPF算法研究现状进行了总结。系统归纳了CPF的模型与分类，之后介绍了CPF的计算原理，对其包含的四个环节，即预测、步长控制、参数化和校正进行了说明和具体方法的总结。归纳分析了CPF计算失败的原因，并在此分析的基础上提出通过控制步长和改进参数化方法的思路。
(2)提出了一种自适应步长控制方法。应用数学推导，理论证明了与两种经典变步长法相比，自适应步长法有着更适合于PV曲线的灵敏度。该方法能够使步长随着曲线斜率变化而变化，从而较大程度上提高了计算速度。基于IEEE39节点进行了仿真计算，结果验证了该步长法计算的快速性，并且随着计算规模的增大，计算速度的优越性愈发显现。
(3)提出了一种组合参数化方法。将预测点与CPF精确解两点的距离的远近作为参数化方法好坏的判断依据，分析了各个参数化法的性能特征，得出不同的参数化方法在不同的CPF解曲线区域表现出的优劣不同。故为了充分挖掘、利用与互补各参数化方法的信息，提出了一种组合参数化方法。在CPF解曲线的不同区域采用不同的参数化法，并以校正不收敛作为组合切换判据，以兼顾CPF的计算鲁棒性与快速性。基于IEEE39节点，分别在定步长、经典变步长以及自适应变步长法的情况下进行了仿真计算，充分验证了本文所做两处改进的有效性。
(4)将本文所改进的CPF应用于某地实际电网。根据该地区电网的装机、负荷情况以及分区运行的特点，选择对其中一个片区进行CPF计算。由得出的λV曲线，得出了该地区电网的脆弱区域，并对该实际电网的功率裕度情况进行了分析。通过CPF的计算与分析，能够为该片区的规划、运行等提供数据支撑，体现了研究CPF的工程价值。
(1)对CPF算法研究现状进行了总结。系统归纳了CPF的模型与分类，之后介绍了CPF的计算原理，对其包含的四个环节，即预测、步长控制、参数化和校正进行了说明和具体方法的总结。归纳分析了CPF计算失败的原因，并在此分析的基础上提出通过控制步长和改进参数化方法的思路。
(2)提出了一种自适应步长控制方法。应用数学推导，理论证明了与两种经典变步长法相比，自适应步长法有着更适合于PV曲线的灵敏度。该方法能够使步长随着曲线斜率变化而变化，从而较大程度上提高了计算速度。基于IEEE39节点进行了仿真计算，结果验证了该步长法计算的快速性，并且随着计算规模的增大，计算速度的优越性愈发显现。
(3)提出了一种组合参数化方法。将预测点与CPF精确解两点的距离的远近作为参数化方法好坏的判断依据，分析了各个参数化法的性能特征，得出不同的参数化方法在不同的CPF解曲线区域表现出的优劣不同。故为了充分挖掘、利用与互补各参数化方法的信息，提出了一种组合参数化方法。在CPF解曲线的不同区域采用不同的参数化法，并以校正不收敛作为组合切换判据，以兼顾CPF的计算鲁棒性与快速性。基于IEEE39节点，分别在定步长、经典变步长以及自适应变步长法的情况下进行了仿真计算，充分验证了本文所做两处改进的有效性。
(4)将本文所改进的CPF应用于某地实际电网。根据该地区电网的装机、负荷情况以及分区运行的特点，选择对其中一个片区进行CPF计算。由得出的λV曲线，得出了该地区电网的脆弱区域，并对该实际电网的功率裕度情况进行了分析。通过CPF的计算与分析，能够为该片区的规划、运行等提供数据支撑，体现了研究CPF的工程价值。