河南高压输电网运行可靠性评估软件及其实现

介绍了一种基于时序MonteCarlo仿真的输电系统运行可靠性评估软件。为更真实地反映系统实际运行状态,并节省计算机内存和计算时间,选用了事件步长时序模拟法模拟系统的故障状态;为使过负荷判定更加准确并同时给出各节点的电压越限情况和系统网损,将交流潮流引入可靠性评估;为避免维数灾难问题,采用灵敏度法调整发电机出力和削减负荷量;为解决多重故障网络解列的识别,采用简化搜索法进行网络结构辨识。根据算法编制的软件已应用于河南高压输电网。     

用时序模拟法评估超高压输电网络运行的可靠性

在考虑系统不同调度运行方式下负荷的实时变化、线路的检修计划和多重故障、以及母线、变压器的相关故障等情况下,通过时序模拟法模拟系统实际运行状态,以下次事件推进原则调整模拟时钟,用交流潮流对系统进行分析,其结果作为线路过负荷和节点电压越限的判据。并采用灵敏度法调整发电机出力和削减负荷量,避免维数灾难问题,依据算法编制可靠性评估软件。用实例证明算法合理性和可行性。     

基于最小割集的含环网配电系统可靠性评估

针对目前部分高压配电网采用少环网运行方式的情况,基于最小割集理论,提出了一种适用于含环网的配电系统可靠性评估方法。基于寻找节点组元件的方法模拟了元件的活动性故障,采用基于补偿法的少环配电网潮流计算方法。考虑了元件的容量约束,并同时计及了元件的计划检修和备用电源的影响。对RBTS-BUS4系统及实际工程系统进行了可靠性评估,结果表明该算法能计算出系统和负荷节点的可靠性指标,识别出系统的薄弱环节。     

基于最小割集的含环网配电系统可靠性评估

针对目前部分高压配电网采用少环网运行方式的情况,基于最小割集理论,提出了一种适用于含环网的配电系统可靠性评估方法.基于寻找节点组元件的方法模拟了元件的活动性故障,采用基于补偿法的少环配电网潮流计算方法.考虑了元件的容量约束,并同时计及了元件的计划检修和备用电源的影响.对RBTS-BUS4系统及实际工程系统进行了可靠性评估,结果表明该算法能计算出系统和负荷节点的可靠性指标,识别出系统的薄弱环节.     

加强输电网可靠性的构造型启发式算法研究

提出了一种考虑概率可靠性指标的输电网加固规划方法。用蒙特卡罗方法模拟计及发电机和输电线强制停运率的电网运行状态集。对每一运行状态,采用直流潮流模型替代最大流最小割集的方法来计算各负荷节点的负荷缺额,进而提高可靠性指标计算精度。考虑到概率可靠性指标计算的复杂性,构建了一个全新的灵敏度指标,并采用结构型启发式算法来求解电网加固规划问题。基于一个6节点系统和一个18节点的实际系统的仿真结果证明了所提方法的有效性。     

基于FD-Monte Carlo混合法的节点电价和节点可靠性指标评估

电力市场环境下,节点电价和节点可靠性指标能提供系统运行的经济信息和风险信息。为研究市场条件下元件随机故障和计划检修对节点电价和节点可靠性指标的影响,在应用Monte Carlo法模拟系统状态转移的过程中,采用Frequency-Duration Time(FD)法解析地计算确定性事件和随机事件发生后状态的期望持续时间。考虑到可中断负荷缓解系统阻塞和抑制节点电价的作用,设计了一个2层优化模型来确定节点电价和负荷中断量,并提出了一种启发式算法进行求解。最后以一个6节点的可靠性测试系统(RBTS)为例对所提模型和算法进行了说明。     

基于FD—MonteCarlo混合法的节点电价和节点可靠性指标评估

电力市场环境下,节点电价和节点可靠性指标能提供系统运行的经济信息和风险信息。为研究市场条件下元件随机故障和计划检修对节点电价和节点可靠性指标的影响,在应用MonteCarlo法模拟系统状态转移的过程中,采用Frequency—DurationTime（FD）法解析地计算确定性事件和随机事件发生后状态的期望持续时间。考虑到可中断负荷缓解系统阻塞和抑制节点电价的作用,设计了一个2层优化模型来确定节点电价和负荷中断量,并提出了一种启发式算法进行求解。最后以一个6节点的可靠性测试系统（RBTS）为例对所提模型和算法进行了说明。     

考虑负荷特性的输电网可靠性评估软件开发

综合考虑输电网一年中的负荷变化、线路的检修计划、断路器故障以及线路多重故障,通过时序蒙特卡洛模拟法模拟系统实际运行状态。以下次事件推进原则调整模拟时钟,以相似度度量获得最优的负荷简化曲线,采用直流潮流模型计算故障潮流,以判断线路是否过载。如果线路过载,则采用最优负荷削减模型进行发电机出力的调整和负荷的削减。依据所提方法,利用Visual Basic编制可靠性评估软件。利用所提方法对IEEE RTS 79可靠性测试系统的输电部分进行可靠性评估,结果表明采用所提方法的可靠性评估结果更符合输电网实际运行情况,且不影响计算速度和收敛性。     

基于超椭球贝叶斯网络的配电系统可靠性评估

针对配电系统实际运行中元件故障概率无法以精确值描述的问题,提出了一种将超椭球模型约束的元件故障区间概率与贝叶斯网络相结合的配电系统可靠性评估方法。该方法应用证据理论获取元件的信度函数和似真函数以得到初始故障区间概率;应用超椭球模型约束元件初始故障区间概率以得到贝叶斯网络分析中根节点区间概率;应用贝叶斯网络正向推理叶节点区间概率以得到配电系统的可靠性评估指标;应用贝叶斯网络反向推理负荷点故障条件下的根节点后验区间概率以得到系统薄弱环节。通过对IEEE-RBTS Bus 6母线系统进行算例分析,证明了该方法适用于实际配电系统的可靠性评估。     

基于改进混合法的电网运行可靠性评估方法研究

针对电网运行可靠性评估中难以计及系统的高阶故障状态影响、使用传统可靠性评估方法已经不能满足运行可靠性指标的计算时间要求等问题,提出一种解析法与蒙特卡洛法相结合的改进混合法,其基本思想是利用解析法处理系统的N-1阶故障,计算初始可靠性指标;对于系统的高阶故障以预想事故链替代,采用蒙特卡洛法抽样出连锁故障的初始环节,再进行中间环节的判断识别,并计算中间可靠性指标,累计计算系统的可靠性指标,实现系统的运行可靠性评估.通过对RTS-79算例和贵州某地区电网为例分析,并与传统的蒙特卡洛法对比系统是否考虑连锁故障的可靠性指标计算效果,验证了文中所提方法的正确性与有效性.     

电力系统潮流算法的几点改进

对电力系统传统潮流算法进行了如下几点改进：①提出了基于诺顿等值的多平衡节点处理方法。该方法既能解算具有多个平衡平点的同一电网潮流问题。也能够同时解算相互解列的、各自内部具有多个平衡节点的不同子网潮流问题。②针对小阻抗和零阻抗网络参数易导致节点导纳矩阵病态并影响潮流收敛速度和精度的同时,提出了基于节点等效附加注入的小阻抗和零阻抗处理方法。该方法可使节点导纳矩阵良性化,从而保证算法快速、准确地收敛。③针对PQ分解法的收剑性敏感于R/X比的问题,提出了基于节点等效附加注入的改进PQ分解法,使适用于高压输电系统的PQ分解法能够成功地应用于具有大R/X比的低压配电网潮流解算中。     

计及开关和母线故障的配电系统可靠性评估

在中低压配电系统中，负荷点和系统的可靠性除了与线路的故障有关外，还与系统中各种开关、母线等元件的故障有关。文中给出了考虑开关和母线故障的配电系统可靠性评估程序的设计思路。采用故障模式及其后果分析方法（FMEA），对网络结构进行故障后果区域划分，找出与负荷点停电模式相关的不同元件集合，从而计算了负荷点的可靠性指标和系统的可靠性指标。该程序还采用了递归函数使能很方便地识别辐射型配电系统结构。通过对IEEE6母线可靠性测试系统（RBTS）及实际系统的可靠性计算，结果验证了该程序的准确性和实用性。     

REI等值技术在多区域无功优化计算中的应用

提出将REI等值技术应用于求解多区域电力系统的无功优化问题,对系统各个分区的外部网络进行REI等值化简,应用非线性原对偶内点法独立进行各个分区的无功优化计算。并对REI节点归并方案、相角传递、等值网络初值计算、内层迭代计算、外层协调计算与REI等值网络修正等关键问题提出了具体的解决办法。以IEEE 39节点和某538节点实际系统作为算例,通过与集中优化方法进行比较,验证了所提方法的有效性,并分析了三种REI节点归并方案对分解协调优化计算的影响。     

波形松弛法的电力系统暂态稳定性并行仿真计算

仿真计算是进行电力系统暂态稳定性分析迄今为止最可靠的方法.本文提出一个基于波形松弛的电力系统暂态稳定并行仿真新方法.首先按照系统各部分的地理分区将其划分为多个子系统,将通过联络线及边界节点互联的子系统进行等值,从而得出相邻子系统对本子系统的影响;进一步将移置到边界处的子系统等值电流作为子系统间波形交互信息,实现互联子系统之间的解偶和并行松弛求解.在PC集群上的计算结果表明,该算法有比较高的并行加速比和计算效率,在无任何加速措施的情况下,对于较大规模的系统已达到了在线实时计算速度.     

单电源辐射线路保护若干问题分析

单电源辐射线路在220 kV及以上系统中广泛存在,与环网双电源线路相比,这些线路保护的配置、整定、运行等均存在一些特殊问题。结合目前国内常用的保护装置和河北电网的实际,就纵联保护的运行方式、电源侧保护的整定、重合闸方式、受端站保护运行方式、辐射线路保护的配置等问题进行分析,认为宜配置能同时适应环网线路和辐射线路两种方式的纵联保护,并应合理整定。     

Slow coherency based network partitioning including load buses

The authors present a slow-coherency based network partitioning technique which groups generators and load buses simultaneously into several coherent areas. The technique uses the slow eigenbasis matrix which is extended to include load buses. A simple method of calculating the closeness of each row eigenvector to the reference row eigenvectors is used for grouping the load buses with the respective reference machine. The grouping information is useful for system reduction and identification of weak links for calculations involving network decouplings. The grouping method is illustrated using test systems and large practical systems     

MODELING AND ELIMINATION OF LOAD BUSES IN OPTIMAL POWER FLOW SOLUTIONS

ABSTRACT

This paper presents a method to solve the optimal power flow problem after eliminating load buses from the system. Loads are first modeled and reflected in the admittance matrix and then their respective buses are eliminated. The obtained model is a reduced model of the original system. The admittance matrix is of the same order as the number of voltage-controlled buses in the system. The variables of the reduced model are the voltage-controlled buses voltages, angles and active power generations. Newton Raphson method is used to calculate the variables of the reduced model while minimizing an objective function. Voltages and angles of the original system are then calculated by a direct method. These voltages are required to update load models and to check for voltage and line current violations at the eliminated portions of the network. The simulation is carried out on two systems, IEEE 118 bus test system and a 131 bus actual system. It is shown that solution time is significantly reduced when compared to the conventional optimal power flow Newton Raphson method using the original system.     

应用矩量法计算变电站内的空间电磁场

基于矩最法，提出了一种适合于变电站内开关操作时母线、设备间连线、架空线路产生的电磁场的计算方法，可以应用于变电站内较高频率分量的电磁场计算。应用文中计算方法与给出的计算方法分别对同一算例进行计算，其计算结果均一致，验证了文中方法的有效性。最后，借助于快速傅立叶变换，应用文中计算方法对某500kV变电站开关合闸操作时空载母线上的电流波过程和空间瞬态电场分布进行了预测计算，计算结果被应用于该变电站保护小室的屏蔽设计。     

电气-环境耦合作用下的引流线可靠性评估方法

自然灾害下电力设备故障成为用户停电和灾后抢修的主要因素,电力设备的健康程度和抗灾能力与其长期运行环境密切相关,评估其健康水平对提升设备可靠性具有重要意义。以自然灾害特征最为明显的海岛配电网和故障频率最高的引流线为对象,根据其在多因素、强相关性环境特征影响下的运行状况,提出一种基于双重优化改进集成神经网络的引流线可靠性评估方法。首先,通过最大信息系数筛选配电线路故障特征,形成历史故障数据集。其次,为提取海岛微气象环境下的引流线故障规律,结合主成分分析和Kmeans对引流线进行故障区域划分。在此基础上,构建电气-环境耦合的集成神经网络预测模型,关联海岛气象特征和引流线故障特征进行寿命预测。并通过Attention机制和双重优化体系进行改进,突出海岛典型气象因素影响、提升预测准确性。最后,基于浙江舟山实际数据进行算例验证。结果表明：所提方法能够有效评估海岛配电网引流线的寿命状况,对提高配电网设备可靠性具有重要实用价值。