基于多层次指标体系的电网综合态势感知体系架构设计

为提高对特高压交直流混联大电网的感知和掌控能力,在分析现有电力系统运行规程、规范,以及现有监测指标的基础上,提出全维度多层次电网运行轨迹指标体系,然后从现有调度自动化系统D5000的平台功能、电网模型、实时数据、应用模块等出发,提出基于指标体系的电网综合态势感知体系架构设计。实验结果验证了体系架构设计的有效性。     

省级电网实时自动运行技术研究综述

针对特高压交直流混联电网运行特点,对现有及未来将应用的电网调控技术能够实现省级电网实时自动运行的程度及范围做了研究评估。对综合智能分析与告警、在线安全分析、动态特性分析、调控一体化等现有电网调控运行框架技术做了综述;分析论证了这些技术如何经深化应用和整合,全方位深层次地主导负荷平衡、电压控制、限额控制、倒闸操作、风险评估预警、故障协同处置等调控运行主要业务,通过SCADA、 AGC、 AVC、遥控倒闸操作等底层技术手段,实现特高压交直流混联电网频率、电压、安全性的多目标自动闭环控制,实现电网实时运行阶段的自动运行;对大数据分析、调控云平台、调度机器人、人工智能等新技术如何在电网调控的应用上全面深层次地辅助人工工作的前景做了研究和展望。     

西北750 kV 交直流混联电网综合仿真培训系统

西北电网已经成为多端交直流混联复杂电网,为了适应西北电网运行发展的需求,急需建设一套适合该类型电网的交直流区域电网联合仿真培训系统.为此,利用基于高层体系结构支撑平台及全动态的交直流混联电网仿真技术,构建了西北750 kV 交直流混联电网综合仿真培训系统,分析了系统结构、关键技术,该系统已成功投入运行,成为针对超高压交直流区域电网生产人员的专业培训平台.     

湖南电网调度可视化系统的设计与实现

正随着社会经济的发展,交直流混联、特高压远距离输电的大型互联电网已成为电力系统发展的必然趋势,电网规模不断扩大、运行特性日趋复杂,导致电网调度运行呈现出数据海量化、监控画面日益增多的特点。传统的调度监视画面和数据表格已难以满足现时电网调度运行中大量实时信息的浏览及监视需要,传统图形表达方式也已经无法满足值班调度员对电网静态、动态信息的可阅性、提示性和概括性的展示要求。缺少全景展示电网运行     

交直流混联电网的关键脆弱线路辨别

甄别交直流混联系统的关键线路,对预防因过负荷、低电压连锁跳闸引发的大停电事故有着重要意义。文中提出了反映电网结构和实时运行状态的综合脆弱度评估指标,基于熵权法建立关键线路评估模型,进而提出了一种交直流混联电网的输电线路脆弱度评估方法。该方法综合全局和局部、有功和无功两方面实现对交直流混联电网线路脆弱度的全面评价。上海电网的仿真算例验证了所提指标的实用性和方法的有效性。     

特高压交直流混联电网故障反演系统的体系架构与关键技术

大规模交直流混联的复杂性和脆弱性使得电网的安全稳定问题日益突出,为快速准确模拟电网的故障特性,提出了特高压交直流混联电网故障反演方法。通过将电网仿真计算数据管理平台（power system data base,PSDB）的方式离线模型与智能电网调度控制系统（D5000）的实时在线模型进行融合,生成完整准确的故障反演模型。该模型不仅解决了实时在线模型不含暂态参数的问题,而且克服了方式离线模型无法反映电网实时潮流的困难,将故障反演耗时由两三个星期缩短到几秒,大大提高了方式计算人员的工作效率,满足故障反演对时效性和精确性的要求。并基于该模型对电网进行仿真计算分析,准确模拟电网故障发生过程中电气量的变化。该系统已在国家电网仿真中心成功安装并投入使用,针对国调和华中电网进行了故障反演分析,验证了所提方案的科学有效性。     

一种基于混合整数线性规划的交直流混联配电网多层优化调度方法

交直流混联配电网已经成为未来配电网发展的重要趋势，为了充分发挥交直流混合配电网在降低网损、减少运行成本、增强新能源消纳等方面的优势，提出一种基于混合整数线性规划的交直流混联配电网多层优化调度方法。该方法考虑到传统分布式调度优化由于优化模型非线性强、维数高而难以求解，通常存在着计算效率低、不收敛或者易陷入局部最优解的问题，首先对交直流混联电网进行结构分层，对每一层电网的潮流计算方程进行线性化处理，建立各层调度优化的线性化模型；然后采用目标级联法的思想对多层优化模型之间进行分布式协调，并利用混合整数线性规划方法对各子系统优化问题进行并行求解，得到最终的分布式调度优化结果；最后以IEEE 30节点为基础，建立一个典型的交直流混联配电网进行算例仿真，通过将所提方法与传统的集中式调度优化方法进行对比分析，验证了所提方法的正确性和优越性。     

交直流混联电网运行控制实时仿真技术研究

现代电网已形成交直流多元件、多系统"混联"运行的格局,运行和控制特性极为复杂,表现为各类电力电子元件的电磁暂态和电网机电暂态过程之间的强耦合特性,传统基于"N-1"潮流或机电暂态仿真的方法在混联电网的仿真分析与控制研究中存在局限性。本文研究了实时仿真技术应用于交直流混联电网仿真的若干关键技术,以实用化的电磁-机电暂态混合仿真技术为核心建立含物理控制闭环的全景实时仿真环境,兼顾大电网仿真规模并精细刻画电力电子快速暂态过程及控制响应。该技术已应用于南方电网典型方式重要风险精确仿真界定、反措仿真验证和安稳控制策略的仿真试验,为复杂电网的精确分析和控制技术研究提供了有效的技术手段。     

大型交直流混联电网安全运行面临的问题与挑战

交直流混联电网是电网发展的新形态,具有脆弱性、可控性、连锁故障等特点。保证我国已经建成的大型交直流混联电网优质、高效、安全、可靠运行是重大而紧迫的国家需求。该文针对大型交直流混联电网安全运行所面临的问题,分析了混联电网的结构特点和特性,凝练了亟待解决的两大科学问题和一项关键技术,从混联电网运行稳定特性分析及控制技术、混联电网故障特性分析与保护技术、混联电网仿真技术3个方面,分别剖析所存在的具体问题,给出了对这些问题的初步分析和解决思路,同时给出了可能的解决方案,为大型交直流混联电网安全运行研究指明方向。最后的仿真案例直观展示了这些问题的复杂性和解决问题的迫切性。     

电网自动智能调度模型的改进设计

传统的电网调度主要依据电网中的实时参数,缺乏对电网整体运行态势的感知,智能化程度较低。提出基于态势感知的理论,对电网自动智能调度模型进行改进设计,分析了电网态势感知过程,建立电网工作路线的指标体系,确立电网自动智能调度设计模型,在此基础上,分析电网工作路线在不同负荷下的机组调度过程,采用动态机组组合的电网调度模型,完成电网智能调度。实验结果表明,采用改进后的电网调度模型,其调度效率高、能耗少,对电网运行态势感知能力强。     

浙江多馈入交直流混联电网电压稳定性分析

特高压灵绍直流投运后,浙江电网运行特性发生重要转变,省内主要受电断面由钱塘江断面转变为宁绍台温"十线断面",系统电压稳定存在薄弱环节。基于上述原因,首先分析了2016年灵绍直流馈入后,浙江交直流混联电网主要运行特征,并开展静态电压稳定裕度和暂态电压稳定特性分析,得出关系到浙江电网电压稳定的薄弱环节和关键机组。相关研究成果为浙江交直流混联电网的优化运行和调度提供了参考。     

面向交直流混联电网的虚假数据注入攻击策略优化

虚假数据注入(false data injection,FDI)攻击是对电力系统运行影响较为严重的一种攻击。目前已有对交直流混联电网的FDI攻击方法的研究,但仍缺乏对交直流混联电网攻击策略的优化研究。为此,文中提出了面向交直流混联电网的FDI攻击策略优化方法。首先,建立以FDI攻击损失最大为目标的双层优化模型,上层模型以电力系统经济损失最大为目标对FDI攻击策略进行优化;下层模型以发电机出力调整量和切负荷量最小为目标计算FDI攻击下的最大经济损失,考虑交直流混联电网安全约束和换相失败风险。然后,采用遗传算法对优化模型进行求解,生成最优攻击策略。最后,以改进的IEEE 14节点系统为例验证了模型的有效性。仿真结果表明,优化后的攻击策略能够显著提高安全约束经济调度(security constrained economic dispatch,SCED)的运行成本。     

强直弱交的定义、内涵与形式及其应对措施

交直流混联电网中,交流与直流既相互支撑,同时也相互耦合交互作用,2者结构发展的均衡态势,将会深刻影响电网运行特性。当前,我国电网已基本形成特高压交直流混联新格局,电力工程界与学术界对其呈现出的新特性取得广泛共识,并高度概括为"强直弱交"特性。然而,目前尚缺乏对强直弱交的系统性论述。为此,在回顾交直流电网发展历程的基础上,提出了强直弱交的定义,剖析并阐释了其内涵,指明强直弱交的主要表现形式及其对电网安全稳定运行的威胁。在此基础上,为保障强直弱交型混联电网安全运行,从稳定标准修编完善、交直流混联电网协调发展以及构建大电网安全综合防御体系等3个方面,提出了应对措施的建议。     

高比例可再生能源电力系统的协同优化运行技术展望

近年来,随着风力发电和太阳能发电的大规模快速发展,以及交流、直流输电线路的不断建设,中国电力系统呈现高比例可再生能源和交直流混联电网两大重要特征和趋势。在分析国内外研究现状及存在问题的基础上,文中从源—荷双重不确定性的交直流混联系统态势感知、考虑宽频带稳定约束的大规模可再生能源集群并网协调控制、高渗透率可再生能源配电系统源—网—荷交互的灵活重构与协同运行、高比例可再生能源并网的交直流混联系统多尺度运行优化与决策等四个方面,提出了含高比例可再生能源电力系统协同优化运行方面亟待研究的关键技术内容,构思了研究方案,并对其难点问题与挑战进行了展望。     

基于静态安全域的交直流混联大电网关键线路辨识

特高压直流输电系统的相继投运导致电力系统运行特性改变,交直流混联大电网的薄弱环节将出现变化。为辨识出交直流混联电网中的关键线路,避免大停电事故的发生,提出一种基于静态安全域的交直流混联电网关键线路辨识方法。采用静态安全域分析方法构建交直流混联电力系统的静态安全域,考虑交流线路潮流越限与直流逆变站闭锁判据,结合支路潮流模型,提出适用于交直流混联电力系统的静态安全裕度计算方法。以静态安全裕度为指标,给出交直流混联电力系统的关键线路辨识流程。最后使用江西电网实际电力系统进行仿真分析,结果验证了所提方法的合理性和有效性。     

含柔性直流电网的交直流混联系统潮流优化控制

含柔性直流电网的交直流混联系统中换流站功率参考值和下垂系数分别决定了换流站功率分配以及直流电压与直流功率间的斜率控制关系,进而决定了整个交直流混联系统的潮流分布,因此功率参考值和下垂系数的选取至关重要。为此,提出一种含柔性直流电网的交直流混联系统潮流优化控制策略,对功率参考值和下垂系数进行优化,以实现系统网络损耗和直流电压偏差率综合最小的目标。首先,针对含柔性直流电网的交直流混联系统建立了换流站模型、交流系统模型和直流电网模型,并建立了直流电网在主从运行方式或下垂运行方式下的控制方程统一表达式。然后,基于含柔性直流电网的交直流混联系统最优潮流,在线自适应修正换流站功率参考值和下垂系数。最后,对不同运行方式下含五端柔性直流电网的修正IEEE 39和IEEE 118节点交直流混联系统进行计算分析,其结果验证了所述方法的有效性。     

含多类型直流的交直流混联电网潮流计算方法适用性分析

作为电网发展的新阶段,交直流混联电网呈现多类型直流参与、大规模交直流互联的特点,而关于统一迭代和交替迭代2种潮流计算方法的适用性尚未得到深入分析。为此基于含多类型直流的交直流混联电网对2种潮流计算方法的运算性能进行对比研究。推导了含常规直流、柔性直流、混合直流的交直流混联电网潮流模型,进而提出了相应的统一迭代法和交替迭代法。通过3个交直流混联电网测试系统和南方电网实际系统数据验证了潮流模型的有效性和潮流算法的准确性,结合系统负荷水平、系统强度、直流嵌入规模等因素对2种潮流计算方法的收敛性能和计算速度进行对比分析。研究结果表明,在含多类型直流的交直流混联电网中进行潮流计算时,统一迭代法的计算效率比交替迭代法高。     

基于运行关键指标和Seq2Seq的大电网运行异常识别

基于电网运行指标的态势感知是未来主要电网调度模式,电网运行异常识别是态势感知的重要内容。首先,从大电网调控运行需求出发构建了全面反映电网运行情况的综合指标体系;然后,采用由长短期记忆单元组成的自动编码机构建指标异常识别模型,在缺少电网运行指标异常数据的情况下,采用无监督的方式从电网正常运行状态下指标历史数据中学习指标的内在模式;最后,基于模型的重构误差分布提出了反映指标偏离正常状态的异常分数。将电网运行指标实时数据送入训练后的模型进行重构,当存在异常时会产生较大的异常分数,根据异常分数识别电网运行指标异常。实验结果表明,当电网运行指标出现异常时该模型可以根据异常分数进行有效识别,从而帮助电网调度人员及时感知电网运行风险,及时采取控制措施保障电网运行安全。     

特高压交直流混联输电及稳定运行综述

近年来,我国电力系统的电压等级不断提升,电网规模不断扩大,尤其是高压交直流混联系统给电力系统稳定运行带来了一系列问题。阐述发展特高压输电的动因,分析比较交流输电和直流输电的性能,总结我国特高压交直流的建设成果,介绍特高压交直流混联电网运行稳定问题和交直流的相互影响。当高压直流电网接入交流电网后,对其安全稳定运行提出了挑战,根据存在问题提出建议,保障大电网安全可靠运行。     

基于改进灰狼算法的交直流混联电网经济调度方法

为提升交直流混联电网经济调度问题求解效率,提出了一种基于改进灰狼算法的日前经济调度方法。直流输电线路与交流输电线路在网损表达式、传输特性等方面存在较大差别,造成交直流混联电网经济调度模型较传统交流电网更为复杂。由于该问题涉及大量的混合整数规划变量,传统智能算法容易陷入局部最优解,难以获得满足要求的最优解。通过引入初始对立搜索、自适应局部搜索等改进措施,提出了一种改进灰狼算法,并将其应用于含网损的交直流混联电网日前经济调度问题中。基于IEEE RTS-96三区域节点系统的算例表明,相比于粒子群算法、飞蛾扑火算法,改进算法能保证相近的求解效率基础上,避免陷入局部最优解,具有更强的搜索能力。