基于ANN削减负荷的发输电组合系统可靠性评估

为提高计算效率,提出了基于人工神经网络（ANN）的发输电组合系统可靠性评估模型。该模型为一个3层前向神经网络,其中输入层为参与可靠性计算的元件的信息,输出层为系统中节点负荷的信息,用改进的BP算法训练该网络,经训练后的网络具有负荷削减计算功能,由于该模型不需进行在线的故障状态潮流计算以及负荷削减计算,大大提高了计算效率,在缓解“计算灾”方面取得了较大进展,该ANN模型考虑了发电机出力,变压器和线路容量以及负荷等的变化,比通常的可靠性计算模型具有更强的实用性,用实例验证了方法的正确性和有效性。     

基于传输点容量模型的发输电系统可靠性评估

利用发输电组合系统(简称组合系统)极限输电能力与负荷解耦(系统—负荷解耦)的特性,能有效提高组合系统可靠性的评估效率。目前已有的基于系统—负荷解耦分析的组合系统可靠性评估方法尚存在不足,其中的输电能力计算模型没有考虑异常状态下优化负荷削减的实际需求,也没有计及各不同传输点负荷水平变化的影响,此外,对于频率及持续时间型可靠性指标的计算方法,目前也鲜有研究。该文以系统—负荷解耦分析为出发点,提出基于传输点容量模型的组合系统可靠性评估方法。首先,建立一种适用于组合系统可靠性分析的传输点输电能力优化决策模型,并针对该模型目标函数具有斜率递增的特点,将其转换为线性规划模型进行求解,保证计算效率。然后,拓展传统发电系统可靠性评估中可用容量状态概率及增量频率的概念,基于马尔科夫链构建组合系统各传输点输电能力的概率—频率分布函数(即传输点容量模型),将其与相应负荷的概率—频率分布函数(即负荷模型)进行卷积和加法运算,不仅能得到组合系统及其传输点的概率型可靠性指标,而且还能得到频率及持续时间型等可靠性指标。以RBTS-6节点系统为例进行测试分析,说明该方法的有效性。     

应用模拟法进行发输电组合系统可靠性评估的研究

电力系统可靠性评估的方法可分为两大类解析法和模拟法。通过对发、输电组合系统可靠性的研究,建立了其评估模型,包括系统停运模型、负荷模型、运行调整策略模型、可靠性指标计算模型。并应用离散事件系统模拟法评估发输电组合系统的可靠性,给出了发输电组合系统可靠性评估模型流程图。     

基于网流规划的发输电组合系统可靠性评估模型研究

发输电组合系统的可靠性评估主要采用解析法和蒙特卡洛模拟法。这两个方法各有优点，但在可靠性评估过程中都要反复进行潮流计算，以判断是否违反运行约束，从而确定系统是否处于故障状态，并计算恢复策略实施过程中的负荷削减量，这将花费大量的计算时间。为改善发输电组合系统可靠性评估的计算效率，缩短评估时间，适应实时在线评估的需要，该文提出基于网流规划(NFP)的评估算法。计算结果表明，此算法是高效和合理的。     

自适应重要抽样技术在发输电系统可靠性评估中的应用

将自适应重要抽样技术应用在发输电系统可靠性评估中,并提出根据系统的概率特点构造抽样密度初值的方法,从而改善最优抽样技术在元件故障概率减小时出现的退化现象。应用该方法对IEEE-RTS系统及修改后的测试系统进行发输电系统可靠性评估,结果表明该方法在保持计算精度的情况下能加快可靠性评估的速度,特别是在元件故障概率较小时,能显著提高可靠性评估的计算效率。     

发输电系统可靠性分析中最优切负荷模型

电力系统可靠性分析的过程中系统状态分析环节最为核心,也最为费时,尤其是在状态抽样中用到枚举法或者蒙特卡洛模拟法时,需要进行大量的系统状态分析。本文提出切负荷量最小兼顾负荷重要度和区域就近削减负荷原则来进行负荷削减。重要度原则体现在削减负荷时按负荷级别进行削减,区域就近原则使得切负荷点不再在全系统范围内搜寻,大大减少了计算时间。通过IEEE-RTS79可靠性测试系统的计算结果可知,该法在减少计算时间方面有明显的优势,切负荷量也更切合实际情况。     

大电网可靠性影响分析的潮流跟踪方法

提出了大电网可靠性评估中削减负荷的潮流跟踪模型, 建立了节点和系统可靠性对元件的分配计算模型,基于此易于分析系统的薄弱环节。在负荷削减的潮流跟踪模型中,按负荷对发电机和线路利用系数的大小顺序削减负荷。基于潮流跟踪削减负荷能建立故障元件与削减负荷节点间的映射关系,该模型的核心在于找出所有元件中对削减负荷节点利用系数最大的元件。算例结果证明了所提出方法的有效性。     

互联电力系统可靠性评估的改进等效模型

深入研究了互联组合发输电系统可靠性评估的等效问题。对外部系统提出了包括等效发电机、等效输电线、等效负荷在内的改进等效模型,利用外部系统停运负荷的概念改进了参数的计算,并以网络流法建立参数的计算流程。基于不分担电力不足协议提出一种新的等效状态合并方法,以便进行互联系统可靠性的评估,得出结论:①等效输电容量参数的加入及参数计算方法的改进,可以更加准确地反映被等效外部系统的风险水平;②等效状态合并的新方法既可保证精度又能显著提高计算速度。采用本文方法对RBTS可靠性测试系统进行评估,结果验证了该方法正确可行。     

基于原对偶内点法的发输电系统可靠性评估交流潮流分析法

电力系统可靠性评估对于精度的要求随着新能源接入电网不断提高。传统的发输电系统可靠性评估在状态校正过程中采用基于直流潮流的最小切负荷模型,该模型存在不能考虑系统电压和无功功率的局限。利用原对偶内点法在可靠性评估中实现了基于交流潮流的有功无功综合优化状态校正模型。该模型通过非线性规划综合考虑系统有功无功关联、网损、节点电压及潮流约束等因素。为了解决非线性规划中计算量大和收敛性的问题,还提出了一种改进的基于交流潮流有功无功解耦的状态校正模型。对IEEE-RTS79系统与2012年海南电网进行可靠性评估,结果证明了所提出算法的精确性和有效性。该方法有望应用于更精确地对含新能源发输电系统进行可靠性评估。     

基于全系统可靠性评估方法的海上油田群电网可靠性评估

海上油田群电力系统可靠性的优劣显著影响石油生产。考虑到该类电力系统是一个包含发电、输电、变电、配电系统的独立电力系统,故障时切负荷措施也不同于陆上电力系统,因此传统可靠性评估的模型和算法不能直接使用。文中基于全系统可靠性评估理论提出一种海上油田群电力系统可靠性评估方法,并建立了全系统可靠性指标体系。在状态采样时,根据全系统可靠性评估理论将全系统分为发输电系统采样和配电系统采样,并建立综合评估方法。在发输电系统状态评估中,考虑到海上油田群电网及其负荷的特点,建立基于优先脱扣的切负荷模型。在配电系统状态评估中,考虑了级联故障的影响。最后以某油田群电力系统为实际算例,得出全系统指标并分析4类故障的影响,验证了所提方法的正确性和有效性。     

需求响应视角下有源配电网分层分区切负荷方法

线路发生故障或出现功率缺额时,配电网需快速切除部分负荷以保障系统整体运行的可靠性。提出了一种考虑需求响应的有源配电网分层分区精准切负荷方法：首先定义电气距离,结合社区发现方法将配电网划分为若干子区域;其次,建立以用户满意度最大和全网需求响应成本最小为目标函数,同时考虑子区域内安全运行、用户响应意愿等约束的有源配电网本地切负荷模型,并采用混合整数二阶锥规划算法对该线性模型进行高效求解;最后,基于事件触发机制思想构建有源配电网多区域协调控制架构,利用有限通信资源实现区域内/区域间切负荷信息的有效交互与精准执行。算例分析结果表明,与传统切负荷方案相比,所提切负荷方法不仅能够改善分布式电源接入后的系统电压水平、减少切负荷成本、提高用户参与需求响应的满意度,还可以缓解配电网多层级通信传输压力,提升复杂配电网切负荷方案的效率。     

基于有功负荷注入空间静态电压稳定域的最小切负荷算法

针对电力系统电压稳定控制中的切负荷量求解问题,提出基于有功负荷注入空间静态电压稳定域的最小切负荷量计算方法。首先给出该稳定域的2阶段求解方法,与传统基于拟合技术的求取方法相比,该方法通过聚类分析在保证计算精度的条件下减小了计算代价,同时可对临界点基于其局部切平面的法向量进行分类拟合,从而计及稳定域边界曲率的变化得到更加准确的边界估计。基于该稳定域提出最小切负荷量的计算方法,与基于灵敏度的连续线性规划法相比,该方法可利用全局信息给出最小切负荷量,并且在计算速度上具有优势。通过6节点算例的可视化稳定域计算结果说明2阶段求解方法的有效性,最后利用39节点系统验证该最小切负荷计算方法的准确性。     

输电系统风险评估中的分层分级负荷削减模型

负荷削减计算是输电系统风险评估中的关键步骤。为解决目前负荷削减模型还存在的没有考虑无功潮流和节点电压约束、无法考虑负荷类型削减优先级对风险指标的影响等不足,提出了一种分层分级最优负荷削减模型。按负荷类型重要度从高到低依次分层削减负荷,兼顾就近和最优原则,将参与负荷削减的节点限制在一定分级范围内,减小计算规模。IEEE-RTS6算例表明,所提出的模型在保证准确性的前提下,相比传统方法能够极大减少重要负荷的削减次数和电力不足期望,更符合系统实际运行要求,并一定程度上减少计算时间。     

发输电组合系统可靠性评估中的最优负荷削减模型分析

介绍了基于直流潮流的负荷削减线性规划模型和基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型的基本原理,对它们各自的优缺点进行了分析,并使用它们对 RBTS(RoyBillinton Test System)可靠性测试系统进行了评估.计算结果表明,直流潮流的负荷削减线性规划模型由于忽略了节点电压约束的影响,存在较大的模型误差,要得到精确的可靠性指标,应该使用基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型.     

基于潮流估计和分块负荷削减的配电网可靠性评估算法

基于中压配电网闭环设计、开环运行的特点,以及元件电压降落、功率损耗及树状网络潮流分布的特点,推导出了节点电压、支路传输功率与支路阻抗的关系。在节点负荷矩基础上推导出了计算和修正节点负荷矩的等值阻抗和等值功率计算公式;提出了配电网故障解析中负荷转移后的电压估计模型、送端馈线潮流估计模型和受端馈线潮流估计模型,提高了可靠性评估中元件故障状态下潮流计算的效率。以分块链表简化配电网的结构并给出分块负荷削减的模型,实现了计及潮流约束的配电网可靠性评估。IEEE 33节点系统和工程算例仿真表明,文中提出的负荷削减模型与潮流估算模型相结合可快速、准确地实现中压配电网的可靠性计算,具有较高的工程实用价值。     

基于潮流追踪算法的自适应低频减载策略研究

低频减载（under frequency load shedding,UFLS）是防止电力系统频率崩溃的有效手段之一,它通过在系统的某些地点切除过负荷量,达到维护系统稳定的目的。为此,计及负荷的电压调节效应,提出一种改进的功率不平衡量计算方法,针对不同的扰动在线计算系统的减载总量;并利用邻接矩阵的稀疏性,结合邻接矩阵和比例分配原则提出了一种潮流追踪新算法,提高了潮流追踪算法的计算效率,将其应用于在线确定减载地点与分配减载量。仿真结果表明,新的自适应减载策略可靠性更高,能够有效防止欠切或过切,改善受扰系统减载后的频率恢复效果,并提高系统的电压稳定水平,对实际电力系统紧急控制研究具有重要意义。     

基于几何分布的微电网孤岛运行可靠性快速概率评估

微电网内间歇性分布式电源和负荷的波动性使孤岛运行可靠性评估变得复杂。而避免负荷频繁投切的实际短时孤岛切负荷策略增强了负荷状态的时序关联性,该策略下序贯蒙特卡洛仿真计算量大。针对上述问题,文中基于几何分布模型和概率计算,提出了快速准确计算微电网负荷点停电时间概率分布的解析公式,可综合计算负荷点和系统可靠性指标。以改造的配电系统为例,通过评估微电网孤岛运行可靠性将所提方法与蒙特卡洛评估方法进行了对比分析,论证了所提方法的快速性和有效性;对源荷功率波动性和切负荷策略对微电网孤岛运行可靠性的影响进行分析,进一步验证了所提计算模型的合理性。     

适合风雨气候的电力系统风险评估模型与方法

建立了风雨气候的电力系统风险评估模型,弥补了传统风险评估模型中忽略风雨气候影响使评估结果过于乐观的不足。采用最优交流潮流模型计算系统切负荷量,在得到最小切负荷量的同时,可评估系统低电压风险,解决了传统方法用直流潮流模型无法直接评估节点低电压风险的问题。利用最优潮流模型求取系统切负荷量,有效改善由于潮流计算不收敛,而导致无法得到切负荷量或切负荷量计算不准确的问题。最后利用该方法对改造后的IEEE-RT79系统进行计算,结果表明该方法有效可行。对改造后的系统进行线路过载和低电压风险评估,评估结果可以为风雨气候条件下电网的规划及运行提供参考依据。     

电网运行风险在线评估中基于灵敏度分析的负荷削减模型

传统负荷削减模型通常采用全局寻优得到负荷削减范围,难以满足电网运行风险在线评估的时效性要求。为解决现有的负荷削减模型存在的问题,提出了一种基于灵敏度分析的负荷削减模型,通过计算各支路对母线节点的灵敏度,筛选对越限支路潮流影响显著的母线节点作为负荷削减范围,将全局寻优转换为局部寻优。综合考虑负荷重要程度和计及设备电气耦合关系的临近原则,以各类负荷削减量加权求和最小为目标,采用原对偶内点法计算负荷削减量。所提模型可在保证负荷削减结果正确的前提下,大幅提高计算效率。以IEEE 300节点等系统为例,验证了所提负荷削减模型的正确性和高效性。