暂态稳定极限耦合的多个输电断面极限功率协调计算

为了进行多断面稳定输送水平交互影响的量化评估,实现多断面输电功率同时达到极限值的自动搜索计算,提出了暂态稳定极限存在耦合的多个输电断面极限功率协调计算方法。分析了不同输电断面暂态稳定极限耦合的机理,建立了以各断面主导的系统稳定性同时达到临界稳定为目标的多断面输电极限协调计算数学模型,提出了多断面输电功率同时变化对系统稳定裕度影响的量化分析方法,设计了基于数学规划求解多断面功率增长步长的极限功率迭代搜索算法,可用于多个输电断面极限功率的离线或在线分析计算和实时监控。基于IEEE 10机39节点系统的算例验证了算法的正确性和有效性。     

提高断面输电能力的紧急控制措施风险量化评估方法

跨区电网互联、大规模新能源并网、需求侧互动将给大电网的运行带来更多的复杂性、不确定性与风险性。文中在研究电网风险评估模型的基础上,提出一种提高断面输电能力的紧急控制措施风险量化评估方法。该方法考虑切机、切负荷、直流调制等紧急控制措施的代价以及《电力安全事故应急处置和调查处理条例》出台对安全稳定控制切负荷的影响,以暂态失稳风险指标的形式量化评估系统暂态稳定水平,同时分析了不同控制量对于风险值的影响。通过将系统安全稳定性与经济性相结合,以指标形式表征提升单位断面输电能力的代价,达到对紧急控制措施进行综合评价与筛选的目的。     

考虑新能源出力不确定性的可用输电能力在线评估方法

准确、高效地在线计算新能源送出断面的可用输电能力(ATC)对于在维持系统安全稳定运行的前提下提高新能源消纳能力具有重要意义提出一种考虑新能源出力不确定性的ATC在线评估方法,在各新能源电厂出力区间概率的基础上进行概率潮流计算,获得关键输电断面的功率区间及其概率;评估断面功率区间故障后新能源机组脱网和受端负荷损失情况,获得运行风险;以收益与运行风险差值最大化为目标获得断面的ATC值。某实际电网算例验证了所提方法的有效性.     

基于效益风险函数的输电断面暂态稳定评估

采用效益风险函数对陕西电网关中-安康输电断面暂态稳定进行风险评估.首先对输电断面的暂态稳定性进行风险评估,通过风险计算获得了输电断面的暂态失稳风险,并考虑了采取安全稳定控制措施后系统暂态失稳风险的变化情况.最后分析计算了安全稳定装置产生的经济效益.     

风险指标在提高传输功率极限中的应用

针对现有风险模型考虑系统稳定性过于简单的缺点,在实用动态安全域的基础上提出了一种新的风险指标并将它应用到提高输电线路传输功率极限的计算中,综合考虑超极限运行的经济效益和故障后的紧急控制成本,确定系统最佳运行点。该指标采用事故发生的概率来考虑其不确定性,利用紧急控制成本来衡量失稳事故的严重性。以江苏电网为例的验算结果表明,采用该风险指标确定的系统运行点能有效协调系统运行的安全性与经济性要求,经济、社会效益可观。     

考虑输电功率平稳性的水-风-光-储多能互补日前鲁棒优化调度

大规模水-风-光-储互补互济、打捆外送是促进新能源消纳的重要方式。如何应对风、光出力预测不确定性所诱发的运行风险,并满足特高压直流输电功率的平稳性,是当前多能互补调度研究的难点。为此,提出一种考虑输电功率平稳性的水-风-光-储互补日前鲁棒调度方法。首先,考虑风、光出力预测的不确定性,建立水-风-光-储互补多目标鲁棒优化调度模型。然后,研制双层嵌套优化框架对模型进行求解,其中,外层采用基于二维编码策略的智能算法优化系统输电功率;内层在给定输电功率下,通过判别系数和相对蓄水率联合确定梯级水电站间负荷分配策略与储能电站荷电状态。最后,以黄河上游清洁能源基地“青—豫”直流输电工程为例进行研究。结果表明,制订的发电计划能够满足输电功率的平稳性需求,互补运行后系统调峰性能提升13.3%～46%;相比于确定性优化调度,所提出的方法能够充分发挥梯级水电站和储能电站的灵活性,有效降低系统的弃电和失负荷风险。     

特高压半波长交流输电系统经济性与可靠性评估

结合特高压交直流输电技术经济性方面的最新研究成果,采用最小年费用法对特高压半波长交流输电系统和±800 kV特高压直流输电系统2种输电方案的经济性进行方案比较和敏感性分析,给出了特高压半波长交流输电系统的临界经济输送功率和附加控制费用上限,并对特高压半波长交流输电系统和±1 000 kV特高压直流输电系统的输电经济性进行了比较.运用可靠性评估方法对特高压半波长交流输电系统和±800 kV特高压直流输电系统2种输电方案进行了定性和定量的可靠性评估.     

特高压交直流输电系统技术经济分析

提出了1 000 k V交流输电系统提高输电能力,降低成本的参数优化模型,分析了1 000 k V与±800 k V输电系统技术经济性,以中国示范工程数据为基础估算了它们的建设成本,提出了改进的年运行成本法和稳定性成本法并用于1 000 k V与±800 k V输电系统技术经济评估。1 000 k V和±800 k V输电系统,输电距离1 500±2 000 km,按静态(热)稳定输送功率,单位输电建设成本处于相同水平;1 000 k V输电系统的年运行成本明显低于±800 k V输电系统。1 000 k V输电系统暂态稳定输送功率的单位输电建设成本也明显低于±800 k V输电系统。1000 k V输电系统经济性优于±800 k V输电系统。     

风电功率外送输电容量规划的经济性研究

随着风电规模的不断增加,受既有电网传输容量的限制,将导致大面积弃风,解决这一问题的有效途径是建设风电功率外送通道。因此,对于风电功率外送输电容量的规划是一项重要的研究课题。通过构建输电工程的经济效益评估模型,提出了基于风电功率分布特性与输电工程经济性的风电功率外送输电容量的规划方法。最后,以某区域实际电网系统为例,对所提出的方法进行验证,在减少输电工程投资成本的同时可以有效地增加输电工程的经济收益。     

利用储能提高风电调度入网规模的经济性评价

受自然条件的影响,风电功率预测的精度依然较低。在大规模风电基地联网运行的场景下,直接利用风电功率预测信息进行风电调度决策,会给电力系统的安全运行带来风险。储能系统具有对功率和能量的时间迁移能力,能够有效应对风电功率预测误差,确保电网的安全运行。然而,在目前的技术经济水平下,储能系统造价昂贵,利用储能系统提高风电的调度入网规模是否可行,需要从经济性角度进行系统评估。该文提出利用储能减小风电调度风险的“源?网协调”调度方法,构建了储能系统经济性评估模型,分不同的概率区间预测场景评估了利用储能系统提高风电接纳规模的可行性,研究结果能够为利用储能系统提高风电调度入网容量提供决策依据。     

输电网安全性需求评估指标集的构建

输电网的安全运行是输电网企业的主要需求,输电网运行的安全性事故将造成输电网企业经济和社会效益的严重损失。输电网企业期望输电网运行中能够经受可能的扰动,以保证电网和设备的正常运行,从而不中断输电服务。通过分析输电网利益相关者的需求满足程度,可以评估输电网运行的整体状态。基于输电网运行的随机特性,采用风险评估方法,构建安全性需求评估指标集,提出安全性风险评估指标的计算模型和方法。相比较传统电网安全性研究,引入情景分析方法,将在某种运行方式下输电网发生某种元件故障或不发生元件故障作为一个情景,综合考虑了多种随机因素,建立情景的概率模型;在特定情景下研究电网的各类安全问题,通过安全判据指标综合判断情景的安全性,进而采用最小控制代价衡量干扰对输电网运行造成的后果;通过抽样方法,得到各情景发生的概率和后果,计算风险价值、条件风险价值指标,以评估系统的安全风险。     

暂态稳定视角下的强关联输电断面及其识别方法

多个交流输电断面暂态稳定极限功率相互耦合,给电网安全稳定运行控制带来了极大挑战。文中深入挖掘受扰系统中暂态响应轨迹特征与稳定模式的对应关系,提出了暂态稳定视角下关键输电断面及关联断面的概念,并将关联输电断面分为模式共存机理决定的关联断面和模式演化机理决定的关联断面两类。提出了基于电网电气量变化来反映系统稳定模式的支路同步力系数指标,并结合该指标、图论和暂态稳定模式识别方法,提出了关键断面及关联断面识别的实用算法,有利于克服人工经验方法中因机理分析不足而可能导致的识别不准和效率低下的缺陷,为基于输电断面准确识别的稳定分析或运行监控提供了基础。基于IEEE 10机39节点系统的算例阐明了所提方法的原理及有效性。     

计及关键支路的输电断面自动确定方法

对于大型电力系统,国内外提出了以输电断面作为反映实际系统运行安全水平的监控对象,并以此来提高系统运行控制的效率。然而,现有的输电断面识别方法未能充分考虑系统分析和监控的实际需要,不能保证系统运行安全水平评估的准确性。为此,提出了一种能够考虑制约输电能力关键支路的输电断面自动识别方法,以帮助调度运行人员找到可靠准确的控制策略。首先,根据网络结构和潮流状态自动搜索出系统中存在的断面形式;然后,在断面输电极限分析过程中,识别出影响断面输电能力的关键支路且将其作为断面实际监控对象,并给出能保证系统安全运行的控制策略。最后,通过在广东省电网的应用验证了文中所提出模型和方法的有效性。     

暂态稳定断面功率极限区间和关联度指标计算

针对日益复杂的运行情况和系统对安全经济运行的要求,提出了暂态稳定断面功率极限区间和关联度指标计算方法。基于暂态安全稳定量化分析方法获得的预想故障下安全稳定裕度、模式和元件的参与因子,结合功率对输电断面功率的灵敏度计算发电机和负荷对断面功率极限的影响因子,通过发电机、负荷功率调整计算出功率极限的最大值和最小值。基于安全稳定裕度筛选得到输电断面关键故障,采用裕度为权重的加权平均计算发电机和监视母线的综合参与因子,通过发电机和母线参与因子的相关性分析计算两个输电断面的关联度指标。所提出的方法能够为调度运行人员快速掌握当前运行方式下各个输电断面的暂态安全稳定水平,以及彼此之间的交互影响程度提供技术手段,四川电网的算例分析验证了方法的实用性和有效性。     

电力系统输电运行弹性空间建模与效益评估

电力负荷增长和新能源接入给电网安全、经济运行带来了新的挑战。为提高电网运行安全裕度,在更大空间内实现资源优化配置,需要在现有设备基础上,挖掘电网的电能输送潜力。为此,提出输电环节运行弹性空间的概念,以挖掘输电线路与联络线的运行弹性空间。文中提出两种提高输电运行弹性空间的方式及其建模方法:①基于转移分布因子,建立线路故障短时增容弹性模型;②基于互联外网静态等值模型,建立考虑外网运行约束的联络线调整弹性模型。在此基础上,提出考虑输电运行弹性空间的N-1安全经济调度优化模型。最后,通过IEEE 30节点与IEEE 9节点互联系统评估了输电运行弹性空间的效益。仿真表明,考虑输电运行弹性空间的调度方法相较于常规调度方法可有效提高风电消纳,降低电网运行成本。     

考虑N-1安全约束的含可再生能源输电网结构鲁棒优化

为提高大规模可再生能源接入系统的运行经济与安全性,提出在考虑可再生能源接入的电力系统中通过输电网络结构优化,在保证安全运行约束的前提下,降低系统运行成本,提高可再生能源的消纳比例。研究将该优化问题分为经济调度问题和N-1校验问题,两个问题交替求解。经济调度问题对输电网结构和机组出力进行优化;N-1检验问题以系统失负荷为优化目标,并考虑重合一条线路作为应急手段。两个问题均可建立为两阶段鲁棒优化模型,利用Benders对偶法求解。进一步提出了模型求解的加速方法,适应于工程实际应用。对IEEE 39节点系统的仿真验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于层次分析法的输电断面综合监控方法

输电断面是电网安全稳定运行和故障应急处置的重要监控和分析对象,加强输电断面监控水平能够全面把握电网实时运行状态,有效提升电网安全预警能力。为适应电网运行调控需求,研究一种采用以评价目标为指向、以关联指标间的有机组合形成综合评价模块的评价方式,通过德尔菲专家会议方式引入调控运行专家经验对层次分析法进行优化改进,从不同层面反映多元指标与输电断面运行状态的相互关系,实现有针对性的、由点及面的输电断面综合监控。该方法在某区域电网调控中心智能电网调度技术支持系统中得到初步应用,结果表明该方法有效提高了电网输电断面监控水平。     

市场环境下考虑风险成本的启发式输电网规划

市场经济环境下电网公司更加重视电网投资的经济性问题。提出了一种考虑风险成本的输电网规划模型,该模型以投资等额年值、运行成本和系统运行的过负荷风险最小作为目标函数。采用N-1故障情况下的过负荷风险成本对传统规划模型中的硬性安全约束进行软化,实现了输电网的经济效益需求与用户可靠性需求的有机结合。采用强迫切负荷经济损失最小为严重度函数,建立了一种与输电网规划问题相适宜的过负荷风险评估公式。采用改进的Garve6节点系统进行了算例测试,结果分析证明了模型的合理性。