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电力系统保护与控制 2013年第22期41卷 32-37页

作者：潘高峰王星华彭显刚武小梅广东工业大学自动化学院广东广州510006

传统无功分区和主导节点选取算法大多基于电网的无功电压灵敏度和聚类分析算法,往往存在分区内部无功不平衡和主导节点过于集中的问题。依据复杂网络理论中的社团结构划分算法原理,提出了基于连边相似权的电力系统网络建模,并引入电网... 详细信息

传统无功分区和主导节点选取算法大多基于电网的无功电压灵敏度和聚类分析算法,往往存在分区内部无功不平衡和主导节点过于集中的问题。依据复杂网络理论中的社团结构划分算法原理,提出了基于连边相似权的电力系统网络建模,并引入电网无功平衡度来构造新的社团结构模块化指标以改进分区无功平衡性。利用复杂网络拓扑结构中节点度和节点介数等特征量改进了无功分区内主导节点选择指标和方法,提高主导节点选择的准确性。最后对IEEE-39节点网络进行无功分区和主导节点选择的算例分析,验证了所提指标和算法的有效性。

关键词：无功分区主导节点选择复杂网络理论社团结构

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基于网络解析的主导节点选择与电压控制方法研究

基于网络解析的主导节点选择与电压控制方法研究

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作者：曲俊达哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在分级电压控制中,二级电压控制在提高电力系统电压稳定性方面发挥良好的作用。二级电压控制将整个电力系统划分成若干个相对独立的区域,在每个区域中找到对其电压水平有关键作用的主导节点,按照既定的电压控制方案调控主导节点的电压,... 详细信息

在分级电压控制中,二级电压控制在提高电力系统电压稳定性方面发挥良好的作用。二级电压控制将整个电力系统划分成若干个相对独立的区域,在每个区域中找到对其电压水平有关键作用的主导节点,按照既定的电压控制方案调控主导节点的电压,可以维持区域电压水平。二级电压控制能否有效发挥作用的一个重要问题是能否合理地选择主导节点。通过对现有主导节点选择方法的思路进行解读,分析了可能存在的问题。从主导节点的定义出发,以网络阻抗矩阵为工具,指出区域结构可控性和区域结构可观性是主导节点选择的理论基础,在此基础上设计了考虑发电机运行状态的主导节点选择指标。依据区域可控性指标和区域可观性指标,提出主导节点的选择函数。仿真结果表明,本方法能够有效选择主导节点且具有一定的鲁棒性。本方法基于节点耦合关系,直接利用网络阻抗矩阵以及发电机节点的测量信息可实现主导节点的快速选择,避免了忽略发电机无功裕度导致主导节点选择错误的问题。风电接入给二级电压控制带来了挑战,主导节点的选择需要考虑风电接入的影响。通过对典型系统的理论分析表明,风电机组类型、风电场接入位置以及风电场出力波动等因素将对主导节点选择指标产生影响。针对以上问题,综合风电场不同的出力情景,设计考虑情景概率的主导节点选择函数。仿真结果表明,本方法能够合理反映风电接入对主导节点选择的影响,相关算例揭示了风电接入后主导节点选择结果的变化规律。合理的电压控制方法是实现二级电压控制的关键。利用发电机节点对负荷节点的电压灵敏度,提出了参与二级电压控制的发电机选择方法。解析发电机节点间的耦合关系,对目标函数进行变换并求解实现。仿真结果表明,基于网络解析的二级电压控制能够有效改善各控制区域的电压水平,提高了系统的电压稳定性。

关键词：电力系统二级电压控制主导节点选择风电

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基于谱聚类的无功电压分区和主导节点选择

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电力系统保护与控制 2016年第15期44卷 73-78页

作者：徐毅非蒋文波程雪丽西华大学电气与电子信息学院四川成都610039

传统无功电压分区常采用基于潮流运算的聚类算法。该算法计算较复杂,且难以体现出电网拓扑结构。针对这些问题,提出一种基于复杂网络理论的谱聚类无功电压分区新算法。该算法首先基于电网的节点导纳矩阵构建无功电压分区模型,其次利用... 详细信息

传统无功电压分区常采用基于潮流运算的聚类算法。该算法计算较复杂,且难以体现出电网拓扑结构。针对这些问题,提出一种基于复杂网络理论的谱聚类无功电压分区新算法。该算法首先基于电网的节点导纳矩阵构建无功电压分区模型,其次利用谱聚类对模型进行分析得到低维度聚类样本,再应用改进的K-means聚类算法获取分区方案。为了确保分区方案的可行性,基于模块度、无功平衡与无功储备等三个指标建立了一个评价体系,并对分区方案进行校验。为了提高主导节点选择的准确度,引入了程度中心性评价指标。通过IEEE-39节点标准测试系统对算法进行仿真,仿真结果验证了算法的可行性与优越性。

关键词：无功电压分区复杂网络理论谱聚类 K-means聚类主导节点选择

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电网无功电压智能优化控制策略研究

电网无功电压智能优化控制策略研究

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作者：魏智慧哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

风电等新能源大规模集中接入电网,因其出力波动性,会造成电网电压短时间内多次变化,增加电网企业的输电成本,影响供电质量。因此,结合人工智能等新技术的发展,适时提出一种适应新形势的电网无功电压优化控制策略非常有必要。当前及未来... 详细信息

风电等新能源大规模集中接入电网,因其出力波动性,会造成电网电压短时间内多次变化,增加电网企业的输电成本,影响供电质量。因此,结合人工智能等新技术的发展,适时提出一种适应新形势的电网无功电压优化控制策略非常有必要。当前及未来,分级电压控制仍然是解决大电网无功电压优化控制的重要举措。因此设计了风电集中接入并网的场景,对分级电压控制中大电网的分区,二级电压控制的主导节点选择等问题进行了研究,并以此为基础,尝试采用人工智能算法谋求一种快速形成控制策略的二级电压控制新方法。分区是降低控制规模的重要手段。为解决如何确定分区数目的难题,引入能自适应数据结构并自动形成聚类数目的AP聚类算法。构建了以风电期望出力为基础的电气距离矩阵,采用AP聚类算法完成了PQ节点的分区,获得了各区域的聚类中心。考虑到发电机节点对负荷节点电压的控制作用,构建了无功源控制空间以获取其与聚类中心的电气距离,实现了发电机节点以聚类中心为基础的分区归并。最后,引入量化分区质量的指标,以IEEE39节点系统为基础验证了所提方法的合理性。主导节点能代表分区后区域的整体电压水平,二级电压控制的任务就是使得主导节点的电压在目标值附近。主导节点的选择包括数量和地址两方面,利用分区方法中建立的电气距离矩阵,采用主成分分析法确定主导节点数量,主导节点选址工作计及风电波动的影响,将风电集中接入点作为一个主导节点,其余主导节点的选址以分区后获得的聚类中心为基础进行。算例表明选择的主导节点能很好的代表区域电压,并且所提方法的计算量小,适用性广。分区和主导节点选择是分级电压控制的基本工作,也是解决强化学习算法状态/动作空间“维数灾”的关键举措。三级电压控制采用粒子群算法以全网网损最小为优化目标,发电机机端电压为优化变量,进行全网优化,获得主导节点电压目标值。二级电压控制基于强化学习算法,以电容器组和变压器抽头调压装置为对象构建多个智能体,设计了考虑多种因素的动态训练环境、状态和动作集以及Q价值表,多智能体经过大量训练,给出最佳动作策略,最终使得主导节点电压向目标值靠近。算例表明所提方法能有效改善电网的电压质量,智能体兼备离线和在线训练能力,可以在紧急情况下快速给出动作策略。

关键词：电网分区主导节点选择分级电压控制人工智能强化学习

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基于复杂网络理论的无功电压分区与关键线路辨识

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作者：徐毅非西华大学

学位级别：硕士

随着人们对电能需求不断增大,电网规模也从最初的小规模局域电网发展到今天的跨区互联大电网,结构形态也随之越加复杂,并且大规模跨区域互联大电网必将成为全球电力系统发展的一种趋势。针对复杂电网,基于还原论思想的传统电网分析方法... 详细信息

随着人们对电能需求不断增大,电网规模也从最初的小规模局域电网发展到今天的跨区互联大电网,结构形态也随之越加复杂,并且大规模跨区域互联大电网必将成为全球电力系统发展的一种趋势。针对复杂电网,基于还原论思想的传统电网分析方法已不能满足需求。已有的研究表明,电网具有复杂网络的一般特征,可以抽象成一个复杂网络,故可运用复杂网络理论进行分析。本文从电网的拓扑结构出发,结合复杂网络理论,重点开展电网无功电压分区与关键线路辨识的研究工作。首先,总结了近几年发生的一系列大规模电网停电事故,对复杂网络理论的基本概念及发展现状进行了简要介绍,重点分析了复杂网络理论在电网中的应用情况。其次,传统无功电压分区常采用基于潮流运算的聚类算法,该算法计算较复杂,且难以体现出电网拓扑结构。针对这些问题,提出一种基于复杂网络理论的谱聚类无功电压分区新算法。第一,基于电网的节点导纳矩阵构建了无功电压分区模型,利用谱聚类对模型进行分析得到低维度聚类样本,再应用改进的K-means聚类算法获取分区方案。第二,为了确保分区方案的可行性,基于模块度、无功平衡与无功储备建立了一个评价指标体系对分区方案进行校验。为了提高主导节点选择的准确度,引入了程度中心性评价指标。通过IEEE-39节点标准测试系统对算法进行仿真,仿真结果验证了算法的可行性与优越性。最后,为有效辨识出电网中关键线路,提出了基于综合介数指标与电网传输效率的关键线路辨识方法。第一,在潮流介数与电网潮流分布的基础上,综合考虑了线路的功率传输裕度与故障后的潮流转移,科学量化了关键线路在电网结构与运行中的重要性与脆弱性,其物理背景更符合电力系统实际。第二,为有效验证综合介数指标所辨识出关键线路的有效性,结合网络传输效率与电网潮流的方向性,提出了电网传输效率指标。通过IEEE-39节点标准测试系统的仿真结果表明,综合介数指标能更有效的辨识出电网中的关键线路。

关键词：复杂网络理论无功电压分区关键线路辨识主导节点选择谱聚类综合介数电网传输效率

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