基于動態(tài)軌跡的統(tǒng)一性潮流法.pdf

1、潮流計算是電力系統(tǒng)分析的一項基本工作。隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電網的規(guī)模與復雜度日益增加，電力系統(tǒng)的非線性程度越來越高（重載情況下尤為明顯），傳統(tǒng)潮流算法經常遇到不收斂的情況。因此有必要發(fā)展魯棒并高效的潮流計算方法。本文研究了以非線性動力系統(tǒng)理論為基礎的潮流方法。主要工作分為以下幾個方面：
　?。?）首先研究了牛頓潮流算法的狀態(tài)空間收斂域特性。采用數值仿真的方法對牛頓法的收斂域進行了刻畫，分析了牛頓法收斂域在基態(tài)和負荷變化時的特性

2、，從收斂域的角度揭示了牛頓法對初值的敏感性和負荷條件對牛頓法收斂性的影響機理。
　?。?）研究了基于動力系統(tǒng)軌跡的潮流方法，將潮流計算問題轉換為動力系統(tǒng)的求解問題，通過追蹤動力系統(tǒng)軌跡獲得穩(wěn)定平衡點來得到潮流方程的解。首先介紹了基于動力系統(tǒng)軌跡的潮流方法的基本思想，分析了該方法的特點及優(yōu)勢。然后介紹了幾種典型動力系統(tǒng)方程的構造形式，給出動力系統(tǒng)穩(wěn)定平衡點和潮流解之間的關系，以及不同潮流問題下動力系統(tǒng)的適用情況。然后，介紹了該方法用

3、于計算潮流多解問題時的求解思路。最后對這種方法進行了數值測試。測試結果表明基于動力系統(tǒng)軌跡的潮流方法可以用于計算初值問題和病態(tài)問題引起的牛頓法不收斂的情況，表明了這種方法的有效性和魯棒性。
　?。?）基于動力系統(tǒng)軌跡的潮流法，潮流解的收斂域對應著動力系統(tǒng)穩(wěn)定平衡點的穩(wěn)定域。本文首先通過數值方法刻畫了幾種典型動力系統(tǒng)的穩(wěn)定域，分析了穩(wěn)定域在負荷變化時的特性，從穩(wěn)定域的角度揭示了基于動力系統(tǒng)軌跡的潮流法具有鄰近收斂性，同時說明選取合適

4、的動力系統(tǒng)形式（如QGS形式）時基于動力系統(tǒng)軌跡的潮流方法不會受到初值和病態(tài)條件的影響。其次證明了QGS形式的動力系統(tǒng)滿足穩(wěn)定邊界的刻畫定理，并依據定理設計了QGS形式動力系統(tǒng)的穩(wěn)定邊界的系統(tǒng)化刻畫方法。
　?。?）本文結合靜態(tài)方法和動態(tài)方法的特點，提出了基于動態(tài)軌跡的統(tǒng)一性潮流法（TraJectory-basedUnified Power Flow Method，簡稱TJU潮流法）。首先介紹了基于動態(tài)軌跡的統(tǒng)一性潮流法的基本思想

5、，以及求解的三個階段：準確軌跡、近似軌跡和快速求解。在此基礎上根據靜態(tài)方法和動態(tài)方法的結合情況設計了兩種整體實現方案。其次，針對SDF形式和QGS形式的動力系統(tǒng)特點，提出了基于這兩種動力系統(tǒng)的TJU潮流法。最后總結得出了TJU潮流法的特性。TJU潮流法兼具動態(tài)方法和靜態(tài)方法的優(yōu)點，具有良好的收斂性、鄰近收斂性、魯棒性和計算速度。
　?。?）基于動態(tài)軌跡的統(tǒng)一性潮流法算法層的主要內容有：首先探討了TJU潮流算法的設計中動態(tài)方法和靜態(tài)

6、方法的選取，根據 TJU算法的基本思想和數值方法的特點，靜態(tài)方法采用牛頓法，動態(tài)方法采用Pseudo-Transient方法。根據TJU潮流法的整體設計方案，提出了TJU基本潮流算法和TJU增強潮流算法，并詳細介紹了具體的實現流程。然后通過數值計算的方式分析了TJU潮流算法中幾個因素對計算速度的影響，對具體實現時參數的選取有一定的指導意義。最后，通過測試算例對TJU潮流算法進行了評估。測試結果表明TJU潮流算法具有良好的收斂性和計算速度