[论文解读] Evaluating Feasibility within Power Flow

Marko Jereminov, David M. Bromberg+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 5, 2018

Power System Optimization and Stability参考文献 30被引用 4

一句话总结

该论文提出一种基于网络对偶理论的方法，利用伴随网络检测并量化潮流计算中的不可行性，尤其适用于鼻曲线以外的运行状态。通过将不可行性建模为在每个母线注入的电流源，并分析其在伴随网络中的响应，该方法可识别有功与无功功率不足的位置，并计算出最优最小化校正电流以恢复系统可行性。

ABSTRACT

Recent development of techniques that improve the convergence properties of power flow simulation have been demonstrated to facilitate scaling to large system sizes (80k+ buses). However, the problem remains to reliably identify cases that are infeasible, system configurations that have no solution. In this paper, we use the circuit theoretic approach based on adjoint networks to evaluate the feasibility of a power flow test case and further locate and quantify the source of infeasibility in the cases operating beyond the tip of the nose curve. By creating infeasibility current source models that are added to each node of the system model and further coupling each source to its corresponding node of the adjoint network, any locations of insufficient real or reactive power are captured by a non-zero response of the adjoint network. Furthermore, it is shown that the proposed joint simulation of power flow and its adjoint network models provide the optimally minimized currents that can be later utilized to inform corrective actions to restore the feasibility of power flow problems.

研究动机与目标

• 为解决在大规模系统中可靠检测不可行潮流案例的挑战。
• 识别导致不可行性的特定母线及其功率不足类型（有功或无功）。
• 量化恢复不可行潮流案例可行性的最小校正电流。
• 通过定位不可行性的根本原因，为系统调度员提供可操作的洞察。

提出的方法

• 构建与原始电力系统网络对偶的伴随网络模型。
• 在每个母线引入不可行性电流源，代表有功与无功功率的缺额。
• 将每个电流源与伴随网络中的对应节点耦合，以捕捉系统全局响应。
• 利用伴随网络的电压响应检测并定位不可行性的来源。
• 通过潮流与伴随网络的联合仿真，计算最优最小化校正电流。
• 利用所得电流的大小与位置指导校正措施的实施。

实验结果

研究问题

• RQ1 系统中哪些位置的有功功率不足最可能导致不可行性？
• RQ2 系统中哪些位置的无功功率不足最可能导致不可行性？
• RQ3 所提出的方法能否量化恢复可行性所需的最小校正电流？
• RQ4 在运行于鼻曲线以外的系统中，伴随网络能否准确定位不可行性的来源？

主要发现

• 该方法通过伴随网络响应非零，成功识别出缺乏有功与无功功率支撑的母线。
• 潮流与伴随网络的联合仿真可精确实现不可行性来源的定位。
• 计算出的校正电流为最优最小化，从而减少了所需的校正工作量。
• 该方法为系统调度员提供了可操作的、位置特定的洞察，以恢复系统可行性。