电网断面热稳定限额计算模型及方法

分析了电网预想开断前后设备组(并联运行的线路或并列运行的主变压器)的有功潮流变化情况。通过剩余/转移系数将预想开断后的设备组有功潮流表示为设备组初始有功潮流的线性函数。依据设备短时、长期运行载流量确定设备组初始有功潮流的约束条件,根据设备组热稳定限额与初始有功潮流的最小比值最大原则,提出了设备组热稳定限额的优化计算模型。运用线性规划单纯形法进行求解,并通过分岛计算提高算法的执行效率。根据用户定义的断面集,对设备组的热稳定限额进行叠加,给出断面热稳定限额。浙江电网的实际算例结果验证了所述模型的正确性和求解方法的有效性。     

考虑自动装置控制策略的故障后潮流快速计算方法

大电网交直流故障引发的不平衡功率可能导致局部电网超出稳定极限或中枢母线电压越限,严重情况下会诱发连锁故障或大停电,为了准确模拟故障发生后电网过渡到稳态时的潮流分布情况,确定事故处置策略的有效性,本文提出了一种考虑自动装置控制策略的故障后潮流快速计算方法。根据安控系统、系统保护装置、发电机一次调频、自动发电控制和自动电压控制等自动装置在不同时间尺度上对交直流故障后电网节点有功功率注入量和无功功率注入量的影响,模拟各类自动装置的动作时机和动作策略,形成从故障发生到稳态过程的系统潮流,从而确定过载设备、潮流越限稳定断面和电压越限关键母线,为大电网在线控制决策提供依据。通过对实际电网在线数据的案例分析验证了该方法的有效性和实用性。     

基于潮流贡献度方法大规模风场接入系统N-1热稳定分析

针对N-1热稳定问题,应用电力系统商业软件PSASP,提出了一种基于潮流贡献度方法并考虑N-1断面热稳定约束极限的调整风场目标出力的方法。应用该方法对赤峰电网2008年和2010年典型风电大发运行方式的热稳定问题进行了分析计算,发现了赤峰电网的热稳定薄弱环节,并确定了该地区内风电场在线路发生N-1热稳定过载时需要拉限总容量及各个风场所需要拉限的容量。分析结果表明该方法快速、准确,适用于大规模风电接入的电网系统。     

基于鸡群算法的断面传输极限的自动搜索断面研究

断面是电网的薄弱环节,而断面的识别通常需要大量人工计算,针对此局限,提出了基于鸡群优化算法的断面传输极限的自动搜索断面法,首先利用Dijkstra算法对电网进行分区,将各区域之间的联络线作为初始断面,再根据支路开断分布系数与潮流方向从初始断面中识别出输电断面,在计算输电断面的热稳定极限时,通过功率灵敏度得到各发电机出力对线路功率的控制,以断面在正常运行状况下所能传输的最大功率为目标函数,以断面各线路依次为目标线路,控制发电机的出力,满足全网线路热稳定以及发电机出力约束,通过鸡群优化算法得到断面各目标线路最大传输功率极限,最后取各目标线路传输极限中的最小值为断面传输极限,从而得到关键断面。在IEEE 39节点系统中验证了所提方法的有效性。     

多维空间中断面热稳定安全域边界特性

提出一种计及"N-1"约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的构建和分析方法。该方法首先通过计算系统各发电机组出力变化对断面线路的功率传输转移分布因子(PTDF),确定对断面功率传输极限影响显著的敏感机组(机群);以敏感机组(机群)的有功出力为多维空间坐标轴,以潮流可行和"N-1"约束为判据,在多维空间中搜索断面传输极限点并形成断面热稳定安全域的边界。该边界刻画了断面功率传输极限随各敏感因素的变化情况,能为运行控制提供更丰富、更准确的运行信息;更进一步分析表明该安全域边界具有较好的超平面近似特性,便于进一步实现安全域的快速计算和讨论安全域在各种优化控制问题中的应用。文中方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。     

基于断面负载均衡度的统一潮流控制器潮流优化控制方法

区域间断面的输电能力主要受限于重载通道的热稳极限,同时关键输电断面对于电网的安全稳定运行具有重要意义。文中提出一种针对断面输电能力受限和潮流分布不均的统一潮流控制器(UPFC)控制方法。定义了断面负载均衡度这一指标,为评估UPFC的潮流控制效果、UPFC对断面潮流分布的优化作用提供了可量化的指标。以江苏省苏州市500 kV UPFC科技示范工程为例,从三相永久性N-1故障、稳态运行和锦苏直流闭锁3种工况提出了相应的UPFC控制方法。仿真结果表明,基于所提指标的UPFC控制方法可以达到改善断面输电能力和潮流分布的目的,同时提高电网的安全稳定性。     

WAMS在线计算分析对电网输送能力提高的研究

电网广域测量系统(WAMS)在线稳定计算功能为在线断面极限潮流获取提供了基础。分析了采用负荷恒定时调节发电机组出力大于发电机出力恒定时调节负荷所得断面极限潮流的机理。利用WAMS在线分析功能,采用负荷恒定时调节发电机组出力获得在线断面极限潮流,提高电网的输送能力。最后讨论了WAMS在线参数辨识功能实现对电网输送能力的提高。     

南方电网交流输电断面极限控制难点与对策

分析显示,影响南方电网交流输电断面极限控制的主要因素包括负荷及频率波动、直流功率偏离、贵州500kV交流出口潮流特殊性,以及存在着临时电力交易等;据此提出了保证裕度、自动调整直流功率、建立临时交易支持系统以及研究考虑断面约束的AGC控制策略等几种避免交流断面越极限运行的措施,帮助调度运行人员将稳定断面有功功率控制在极限内,保证电网安全稳定运行。     

大电网输电断面暂态稳定极限自动求取关键技术研究及软件设计

正随着电网规模的不断扩大,电网方式计算数据节点数量快速上升,直接导致电网方式计算中输电断面暂态稳定极限求取的工作量不断增大。针对当前电网方式计算中输电断面暂态稳定极限求取流程,研究提出采用相近运行方式潮流解做启动值、设Vθ-ORIGINAL节点和时域仿真寻找潮流解三种方法以有效提高大电网暂态稳定极限求取中过渡方式潮流的收敛性,并选用三华联网的数据对方法     

计及N-1约束的多维空间断面热稳定安全域边界快速计算

大规模互联电网潮流分布复杂,关键断面的输电极限影响因素较多,呈现出明显的多维特性,因而在多维参数空间中可以更为精细地刻画系统安全运行区域。为此,提出了一种计及N-1约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的快速计算方法。首先,通过分析发电机组出力变化对断面各构成线路的功率传输转移分布因子(PTDF),解析在单一约束条件下机组出力与断面热稳定极限的数值关系;在此基础上提出了顶点搜索策略,形成参数全空间中断面热稳定安全域边界快速求解综合法。该方法结合解析分析和仿真计算两类方法的优点,能够发现参数空间中可能存在的全部热稳定极限约束,快速求得安全域边界的分段近似线性表达式,在多维参数空间中快速准确地刻画系统的安全运行边界。目前,该方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。     

考虑多重故障的热稳关键断面在线识别方法

受限于内外部环境影响,电网发生多重故障的概率增加,离线计算确定的关键断面在网架结构受到严重破坏时无法准确反映故障后电网的薄弱环节。为此,提出一种考虑多重故障的热稳关键断面在线识别方法。首先通过故障前后支路负载率变化量和潮流方向一致性判别,识别出故障潮流转移通道。然后依据不同故障的潮流转移特征,建立基于开断分布因子的故障元件和潮流转移通道关联矩阵,筛选出强关联的故障元件和潮流转移通道,构成候选热稳断面。最后采用线性规划的方法计算各候选断面的热稳裕度,将裕度低于门槛值的断面作为热稳关键断面。通过实际电网算例验证了该方法的有效性。     

一种基于云预测模型的电网综合风险评估方法

电网综合风险评估能有效提高电网安全运行水平,为电力系统可靠运行提供安全保障。提出了一种基于云预测模型的电网综合风险评估方法。将云理论应用于输变电设备故障不确定推理预测,构建基于条件云发生器的云语言预测规则,在此基础上提出了基于云推理的输变电设备故障率预测模型。同时,基于效用理论构建了一套包括电压越限、极限输送功率、潜在连锁故障和系统稳定指数的电网综合风险评估指标体系。该方法能够科学合理地对电网进行综合风险评估,扫描电网运行薄弱环节。结合某地区电网运行实际数据进行了计算分析,计算结果表明该方法有效且实用。     

区域电网内多输电断面有功协同控制策略在线生成方法

以多个断面功率不越极限为控制目标、调整量最小为优化目标,基于直流潮流法的断面有功灵敏度建立求解多断面有功协同控制策略的非线性规划模型;为提高模型求解的可靠性和速度,引入辅助变量将该模型转化为线性规划模型;利用交流潮流法进行安全校核,以检验策略的有效性。从计算启动、建模求解及安全校核三方面设计闭环的在线滚动计算流程;提出适用于各种网络拓扑变化的节点电纳矩阵及其逆矩阵的滚动修正方法;采用可调元件有功调节限值修正策略剔除无效的调整措施。案例结果验证了所提方法的有效性;且每轮计算耗时在2 min以内,表明所提方法的计算速度满足实时调度要求。     

微电网离网运行有功缺额计算方法

针对微电网中由于存在多种分布式电源导致其系统频率稳定控制方式比传统的配电网复杂的问题,研究快速求出微电网离网频率异常时系统内存在的有功功率缺额值的计算方法。提出了一种快捷的微电网有功功率缺额计算方法,并分析了该有功功率缺额算法对于微电网离网频率稳定控制的意义。算例分析结果表明,该方法可以指导频率稳定控制系统对孤立运行微电网内电力设备进行精确的有功功率调度,使系统频率快速恢复正常。且可以指导微电网能量管理系统进行频率稳定控制策略的仿真测试与验证。     

基于典型故障集的暂态功角稳定近似判别方法

为适应特高压电网安全风险的新特征,需要研究考虑系统暂态功角稳定的风险评估评价方法。现有电力系统暂态功角稳定性判断方法计算量很大,无法满足特高压电网风险评估的计算要求。研究了影响系统故障后暂态功角稳定的因素,基于EEAC法推导了这些因素对于系统临界稳定性的灵敏度,进而设计了在已知典型故障临界稳定信息条件下近似判断边界条件变化后近似场景下暂态功角稳定性的方法。最后设计了考虑电力系统暂态功角稳定的风险评估流程,为特高压电网风险评估提供了新的思路。