基于CPU-GPU异构的电力系统静态电压稳定域边界并行计算方法
2021-10-24张琳玮陈厚合李国庆
李 雪 张琳玮 姜 涛 陈厚合 李国庆
(东北电力大学电气工程学院 吉林 132012)
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交直流电网互联规模不断扩大、可再生能源大规模并网,在改善电网大规模电能输送能力和优化电源结构的同时,也使电力系统运行中随机性和不确定性因素日益增加,给电力系统电压稳定性带来诸多挑战[1-5]。因此,研究各种随机性和不确定性因素影响下的电力系统电压稳定性对电力系统安全稳定运行具有极其重要的意义[6-9]。
静态电压稳定域(Static Voltage Stability Region,SVSR)是分析和评估电力系统电压稳定性的重要工具[10-13],它已在研究强随机性和不确定性因素影响下的电力系统电压稳定性中发挥了巨大的作用,但构建SVSR关键在于对其边界的搜索。超平面近似作为目前最为通用的静态电压稳定域边界(Static Voltage Stability Region Boundary,SVSRB)构建方法,已在工程中得到了应用[14-16]。该方法核心思想是在功率注入空间内搜索系统所有可能运行方式下的鞍结分岔(Saddle Node Bifurcation,SNB)点,借助这些SNB点来近似SVSRB。因此,构建SVSRB关键是对SNB点的快速、准确搜索。
目前,电力系统SNB点的搜索方式主要有连续潮流(Continuation Power Flow,CPF)法[17-18]、最优潮流(Optional Power Flow,OPF)法[19]和直接法[20-21]。CPF法以系统当前运行点为始点,沿指定功率增长方向采用预测-校正方式追踪系统SNB点,该方法虽可获得较高精度的SNB点,但系统规模会严重制约该方法的计算效率。OPF法以系统负荷裕度最大为目标函数、潮流方程为约束条件,通过求解该优化模型获得电力系统的SNB点,但优化算法需要通过寻优以逐次逼近最优解,其求解过程相对耗时,且“维数灾”问题难以解决,不利于区域互联电力系统SNB点的快速搜索。……
