基于潮流追踪和功率灵敏度的线路过载紧急控制策略

为快速消除线路过载避免发生连锁故障,提出一种基于潮流追踪和功率灵敏度的线路过载紧急控制策略。首先用潮流追踪法确定控制节点组,并结合发电机的调节速率计算出控制节点组的调整量。然后用功率灵敏度法判断控制节点组的功率调整方向。最后采用反向等量调整法对控制节点组进行相应的控制,通过IEEE39、IEEE118节点系统验证了潮流追踪和功率灵敏度组合方法的优越性和有效性。     

基于知识图谱的交直流大电网断面越限处置策略快速生成方法

为快速有效地消除断面越限,保障大电网安全稳定运行,提出了基于知识图谱的交直流大电网断面越限处置策略快速生成方法。首先,分析了调度领域知识的特点及知识图谱技术的适用性,明确了面向电网异常与故障处置的调度知识来源,提出了调度领域知识属性图模型构建方法及基本原则。然后,以功率灵敏度为基础,综合考虑重载线路运行风险,推导了输电断面传输功率与节点注入功率之间的综合功率灵敏度计算方法,提出了基于反向等量配对调整法的断面越限处置策略计算方法,设计了基于知识图谱的交直流大电网断面越限处置策略快速生成实现流程。最后,以某实际电网为算例,验证了该方法的正确性和有效性。     

考虑平衡机参与的防连锁过载跳闸策略

为消除因潮流转移导致的线路连锁过载,提出一种考虑平衡机参与的防连锁过载跳闸策略,分析了发电转移分布因子(GSDF)的特点及其物理意义,指出了平衡机参与紧急控制时控制节点选择方法及灵敏度确定方法,利用反向等量调整法并考虑正常线路冗余量约束计算功率调整量,有效避免了潮流校验,提高了紧急控制速度。通过IEEE39节点系统仿真证明,将平衡机参与紧急控制,在调整时间、调整节点数量以及总功率调整量上有显著优势。     

一种计及交叉权重的有功校正控制算法

以往基于灵敏度类算法的有功安全校正计算过多地集中在如何计算灵敏度方面,且机组或负荷的调整顺序仅取决于灵敏度大小,对同一功率注入节点对不同支路潮流影响的差别考虑较少。目前求调整量的方法有了新的进展,可采用灵敏度绝对值大小和反向配对方法依次求得调整量。本文在此基础上,提出一种基于交叉权重和反向等量配对的有功校正控制决策分析方法。针对某一越限支路,该方法能在选择有效控制节点时,参考该节点对剩余过载支路的灵敏度大小,优化选取配对节点或节点组合,这样在有效调节指定过载支路越限的同时,兼顾了其他过载支路的调节策略,避免了单一调节引起其他正常支路潮流越限的反复调节,实现了有功校正控制计算。     

基于直流潮流和虚拟母线的多控制节点防连锁过载跳闸策略

为消除因潮流转移导致的线路连锁过载,提出一种基于直流潮流和虚拟母线的多控制节点防连锁过载跳闸策略。利用直流潮流模型中的GSDF和GGDF计算平衡机的灵敏度,将平衡机参与到紧急控制中,并根据GSDF和GGDF的应用特点,对不同类型的控制节点组选择不同的灵敏度参数。利用图论将电网拓扑图划分为多个广义潮流转移区域,证明区域外节点和区域连接割点对区域内线路有相同的GSDF,将区域外节点与其相应的区域连接割点等效为虚拟母线,使计算范围从全网简化到过载线路所属的广义潮流转移区域。当利用综合灵敏度选择的控制节点组会使部分过载线路过载程度加重时,采用多控制节点法可有效避免过载线路功率增加。利用反向等量调整法和往返功率预测法,并考虑正常线路冗余量约束计算功率调整量,有效避免了潮流校验,提高了紧急控制速度。在IEEE39节点系统中对该方法的可靠性和优越性进行了验证。     

基于功率灵敏度的线路过载划区域紧急控制策略

为避免切除因潮流转移导致过载的线路,提出一种基于功率灵敏度的线路过载划区域紧急控制策略。以电流相关度系数矩阵为基础,推导出线路功率变量与节点注入功率变量之间的功率灵敏度矩阵,令平衡机参与到紧急控制中,同时将复杂的矢量运算简化为实数运算。根据电网拓扑结构划分广义潮流转移区域,证明区域外节点和区域连接割点对区域内线路有极其接近的功率灵敏度,使计算范围从全网简化到过载线路所属的广义潮流转移区域。将局部灵敏度计算法和稀疏矢量技术结合,大幅度减少了计算量和内存量。利用综合灵敏度选择控制节点组,采用反向等量调整法,并结合正常线路冗余量约束计算功率调整量,有效避免了潮流校验,提高了紧急控制速度。在IEEE39和IEEE118节点系统中验证了该方法的正确性和优越性。     

一种基于电网WEB准实时数据的静态安全分析方法

提出一种基于补偿一灵敏度法的电网在线静态安全分析的新方法。该方法首先利用WEB技术获取电网准实时数据用于在线静态安全分析计算;其次为满足电网在线静态安全分析实时性的要求,在电网故障开断后潮流计算过程中引入补偿一灵敏度法。补偿一灵敏度法将故障前电网潮流方程线性化,可推导出支路潮流对节点注入功率的灵敏度,再依据戴维南定理,计算出支路开断后的线路关联节点的注入功率,然后利用节点问支路潮流灵敏度大小及节点注入功率变化,通过线性代数运算即可求得故障后的系统潮流,继而根据潮流结果完成线路潮流过载的筛选校验。最后采用EPRI 36节点系统验证了本文所提出方法的有效性。     

防止输电断面连锁过载的快速控制算法

切除过载支路可能会引发相关输电断面内连锁过载,应在过载保护延时动作时限内,采取快速控制措施消除过载。文中保护对象为断面整体,保证降低断面整体潮流的同时断面内无支路过载。现有改进算法的综合灵敏度计算或忽略正常支路,或仅为过载线路及接近极限线路灵敏度的代数和,不能更为合理地体现节点消除断面整体过载的能力;且其节点优先级划分及调整节点对选择、调整量约束条件仍不完善。文中继承了现有综合灵敏度算法的总体思想并加以改进,认为综合灵敏度应为断面内过载支路与正常支路灵敏度的加权和,以此对控制节点进行分类和排序;划分节点优先级时综合考虑节点对支路的灵敏度及断面的综合灵敏度;根据反向等量配对法选择调整节点对时增加"保证断面整体安全"原则,且增加平衡机出力的处理避免越限;完善调整量约束条件,加入潮流反向约束避免调整量过大时潮流反向增长。对某省电网系统的仿真计算表明了算法的快速有效性。     

基于综合灵敏度分析的快速控制算法研究

提出控制节点对输电断面潮流调整的综合灵敏度概念,并根据综合灵敏度的大小确定控制节点操作序列;采用反向等量配对调整方法,尽可能地避免系统平衡机参与调整;并且提出了一系列的启发式规则,从控制节点和相应控制量的确定上保证了在控制过程中正常支路不会过载,且断面内支路的过载程度尽可能快速地得到缓解,因而不需要计算精确潮流就能快速地给出控制策略,保证了算法消除过载的快速有效性.针对某省电网系统进行大量仿真计算,结果表明所提出的调控算法是快速高效的.     

一种基于注入功率灵敏度的局部降损方法

由于网架结构、电源和负荷分布的不均衡,使电网运行中多发生局部线路损耗过高的状况,严重影响电网的经济运行,而采用全局优化的方法往往达不到理想的效果。提出一种基于注入功率灵敏度的局部降损方法,能够在全网网损率不升高的前提下快速有效地降低电网局部线路损耗。该方法首先建立了降损率模型,将降低线损率的问题转化为调整节点注入功率的问题,然后通过计算节点注入功率的灵敏度确定参与降损调整的发电机节点和无功补偿节点,并根据反向等量配对原则计算其注入功率的调整量,最后根据电网安全约束的要求,采用对数障碍罚函数对引起系统越限的调整量进行修正。通过对IEEE 118节点系统的算例分析,验证了该方法的有效性和快速性。     

基于期望损失指标的电力系统故障筛选和排序

为了避免在故障筛选与排序中只考虑故障的严重程度,提出了一种新的故障筛选和排序的方法。它是以动态安全域的求解为基础,以故障的期望损失作为筛选和排序的指标,同时考虑故障发生时电力系统的经济性与随机性两个方面,更符合实际情况。首先,根据经验故障集,用小范围解析法计算电力系统发生故障时的动态安全域,从而求解发生故障时的改进的概率不安全指标和期望损失,根据故障在故障集中的比例筛选出期望损失比较大的故障线路,将其放入筛选集中。然后,根据误差比例控制曲线,控制计算动态安全域的精度,重新计算筛选集中电力系统发生故障时的动态安全域、期望损失和它们所占的比例,依据此比例进行排序。通过IEEE10机39节点系统算例验证了该方法能够快速、全面、准确地实现故障的筛选与排序。     

基于深度学习直流闭锁判断的高风险连锁故障快速搜索

大容量直流输电系统的快速发展及多馈入直流系统的出现,增加了系统发生连锁故障的风险。建立了基于深度学习的直流闭锁快速判断模型,提出一种高风险连锁故障快速搜索方法。直流闭锁快速判断模型以网络结构和故障位置相关的稳态特征量作为输入,利用堆叠降噪自动编码器(SDAE)提取输入的高阶特征,可以快速判断交流故障是否导致直流闭锁。根据交流故障后正常线路的负载率情况衡量该故障的影响程度,进而得到线路停运风险;搜索过程中采用深度优先策略,以高停运风险为搜索方向,优先获取故障概率较高的交直流连锁故障。实际电网仿真结果表明,所提方法能够快速给出高风险交直流连锁故障的传播路径和故障概率,可用于在线安全预警和防控决策。     

采用数字图像处理方法对架空输电导线散股的研究

架空输电导线受到施工破坏和外界环境长期作用容易产生散股,甚至断股现象,及时对其进行诊断和检修对于保证电网安全运行具有很大意义。采用巡检机器人搭载视觉检测装置巡检是现代输电线路状态检修的一种有效方式。在分析导线纹理约束及分布特征的基础上,建立了一种基于纹理斜率分布的散股判定模型,提出了一种基于数字图像处理的架空输电导线散股自动诊断方法。该方法通过对机器人拍摄的视频数据进行处理,提取图像中导线,计算导线的纹理特征分布并利用判定模型给出图像诊断结果。实验研究表明,该方法能快速检测导线的散股故障信息,能满足在线巡检的实时性要求。     

虚假数据注入攻击建模及攻击下脆弱线路的快速筛选

随着电网与通信网的高度融合,虚假数据注入攻击已经成为了目前电网的一种安全隐患。为了更好保障电网安全稳定运行,在信息物理高度融合的背景下,首先建立一种电力信息物理系统虚假数据注入攻击的双层攻击模型,其中上层模型表示攻击者的攻击策略,下层模型代表电网在该攻击下的响应,并利用卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件对该模型进行求解;其次,提出一种具有迭代思想的快速筛选法,可以对虚假数据注入攻击下的脆弱线路进行快速筛选;第三,提出一种多线路攻击策略,帮助电网运行人员对电网进行更深入评估;最后,通过在IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统上的仿真验证了攻击模型的合理性以及快速筛选法的可行性。     

基于分布系数法的电磁环网潮流控制形式研究

电磁环网故障是威胁电网安全运行的一个重要因素,在实际运行中,需重点分析与监控。为解决传统电磁环网潮流控制形式存在安全隐患及不能充分发挥电磁环网的输送能力问题,研究了基于分布系数法的控制形式。该控制形式将高电压线路潮流乘以分布系数后叠加到低电压线路潮流上,以叠加后的潮流不超过稳定限值作为控制原则。以广西电网的一个电磁环网为例进行了对比研究,结果表明:该控制形式能较好地适应机组出力、负荷等工况的变化,能够在确保系统安全的前提下充分发挥电磁环网的输送能力,优于传统控制形式,可用于实际电磁环网的计算分析与调度监控。     

超高压输电线路直流融冰过程中接地故障定位技术

直流融冰技术是解决超高压输电线路覆冰问题的有效方法。由于融冰过程中冰水的掉落易导致输电线路的单相接地故障,研究了融冰线路的故障定位方法,以保障融冰过程的顺利进行及融冰设备的安全运行。首先对直流融冰系统的组成及整流器拓扑结构、控制策略进行了介绍并搭建了融冰系统的详细仿真模型。针对定电流控制方式下直流融冰线路的单相接地故障,通过对沿线电压分布的深入分析,提出了基于贝瑞隆模型的直流融冰线路接地故障定位方法。利用PSCAD/EMTDC仿真软件对融冰线路故障进行了仿真验证,结果表明该方法能够实现融冰线路接地故障的快速准确定位。     

考虑规模化储能的配电网电压分布式控制

为了实现储能资源的规模化利用,构建了面向大规模储能设备的协同控制框架,提出了一种基于分布式优化方法的配电网电压控制方法.该方法利用改进型交替方向乘子算法,在优化模型的对偶问题中引入一致性人工约束,仅依靠相邻设备间的通信,即可实现完全分布式的储能设备充放电管理与配电网电压支撑.基于IEEE 33节点系统的仿真算例验证了所...     

Detection of Island Formation and Identification of Causal Factors Under Multiple Line Outages

The detection of island formation in power networks is prerequisite for the study of security analysis and control. We develop a combined graph-theoretic-algebraic approach to detect island formation in power system networks under multiple line outages. We construct the approach by gaining insights into the topological impacts of outaged lines on system connectivity from the use of power transfer distribution factor information. We develop a one-to-one relationship between minimal cutsets and a matrix of the generalized line outage distribution factors for multiple line outages. This relationship requires computations on lower order matrices and so is able to provide rapidly essential information. The proposed approach detects the island formation and identifies the subset of outaged lines that is the causal factor. Furthermore, for cases in which the set of outaged lines does not result in system separation, the method has the ability to identify whether a set of candidate line outages separates the system. Consequently, the need for establishing nodal system connectivity is bypassed. We illustrate the capabilities of the proposed approach on two large-scale networks. The proposed approach provides an effective tool for both real-time and offline environments for security analysis and control     

南方电网西电东送交直流混合输电系统安全稳定性分析

随着国家“西部大开发”战略的实施，南方电网“西电东送”工程的建设进入了快速发展阶段，南方电网已成为我国第1个也是目前唯一的500kV超高压远距离交直流混合输电的大型区域电网。现以我国南方电网已经形成的“两交一直”和即将“五交两直”的交直流混合输电系统为基础，对南方电网进行分析，揭示其输电能力、薄弱环节和采取安全稳定控制措施等安全稳定特性，表明通过合理优化和正确制定安全稳定控制策略，保证安全自动装置动作的可靠性，交直流混合输电系统不仅可取得较大的输电效益，而且也可安全稳定运行。     

FTU的重合闸控制策略

针对多分段、多连接和多供电途径的网格架空配电网的自动化系统，提出了一套馈线终端单元（FTU）重合闸控制策略。该策略与变电站10kV出线断路器的重合闸控制相互配合，能较好地实现当发生暂时性故障后的迅速恢复供电。文中还给出了实例分析。