直流送端电网二三道防线集成监视及分级预警

从保障特高压交直流重要送端的宁夏电网安全稳定的实际需求出发,提出了直流送端电网二三道防线集成监视及分级预警功能的总体框架。阐述了实现该功能的策略结构化建模、控制措施冲突检测、当值策略可实施性评估和分级预警等关键技术。介绍了该功能在宁夏电网的工程实践应用情况。试运行结果表明,该功能能够根据二三道防线策略模型及控制措施冲突检测情况,对当值策略进行可实施性评估和在线校核,为调度运行人员提供分级预警信息,可及时发现电网运行中存在的安全隐患和潜在风险,保障电网安全稳定运行。     

山西电网安全稳定实时预警协调防御系统成功投运

山西电网安全稳定实时预警协调防御系统日前成功投运。通过构建“电网实时监视-扰动识别及告警-稳定分析评估及辅助决策-实时紧急控制及安自装置离线策略校核-第三道防线校核”一体化监控平台,统一了电网全过程分析的仿真计算模型和参数,实现了电网在线安全稳定分析评估、调度操作前模拟潮流计算及暂态仿真,以及离线方式仿真计算,为电网调度、运行方式安排、网架建设提供了先进的监控及计算分析手段。     

暴雨影响电网安全的机理及其在线防御技术

近年来,暴雨灾害频频引起停电事故,迫切需要研究暴雨影响电网安全的机理及其防御技术。首先,结合典型灾害案例,从雨闪、内涝、次生地质灾害3方面归纳了暴雨灾害影响电网安全的机理、途径及特点;然后,构建了暴雨引发电网故障的风险评估框架,提出了降雨强度、降雨量、有效降雨量3个关键指标,并设计了分别实施暴雨预测、信息融合、关键指标计算、风险评估的基本流程;最后,提出了一种群发性故障集的筛选方法,以及暴雨灾害在线预警及在线防御的实施方案,指出应统筹协调包括预防控制、紧急控制在内的各种防御措施,建立多时空尺度的综合防线。     

大电网第三道防线集中评估及决策系统建设 方案研究与探讨

提出基于省调、地调和厂站端三级网络架构的大电网第三道防线集中评估及决策系统的建设方案,利用现有调度数据网通道,实现地调端对厂站第三道防线装置的数据采集和转发,省调端对第三道防线装置的评估分析、辅助决策和在线监视等功能,强化了第三道防线装置的协调控制作用,提升了电网的综合防御能力。     

大电网第三道防线集中评估及决策系统建设方案研究与探讨

提出基于省调、地调和厂站端三级网络架构的大电网第三道防线集中评估及决策系统的建设方案,利用现有调度数据网通道,实现地调端对厂站第三道防线装置的数据采集和转发,省调端对第三道防线装置的评估分析、辅助决策和在线监视等功能,强化了第三道防线装置的协调控制作用,提升了电网的综合防御能力。     

交直流混联受端电网频率紧急协调控制技术及应用

交直流混联受端电网大频差事故下的频率稳定控制是个难题,之前主要依靠电源侧的一次调频响应以及负荷侧的低频减载措施。随着直流功率紧急支援、抽蓄切泵和大规模可中断负荷控制等新型可控资源以及相应新控制技术的出现,全面提升和拓展频率紧急控制技术成为可能。系统性地分析了实现频率紧急全过程控制需要攻克的关键技术,重点阐述了频率紧急协调控制技术中的故障可靠识别、功率损失量准确计算、多防线协同、多措施分类协调、系统监视与管理等核心技术。基于上述关键和核心技术构建了华东电网频率紧急协调控制系统,保障了华东电网的安全稳定运行,提升了新能源的消纳能力。     

协调经济性及事故评级的紧急减负荷控制优化方法

系统失去大功率电源后,要保持暂态稳定并过渡到新的稳态运行点,此时有可能需要补充一定量的减负荷控制,以消除断面超供、备用不足、频率偏低等问题。为降低减负荷控制的经济代价,同时使各负荷中心事故评级尽量均衡,提出了协调经济性及事故评级的紧急减负荷控制优化方法。首先,进行计及电网频率变化的增广潮流计算,并据此分析减负荷控制对系统静态运行点、频率及备用水平的影响;接着,以归一化的经济代价及减负荷率均衡性指标的加权和为目标函数,在考虑电压、支路潮流、频率偏移等约束的基础上,构建紧急减负荷控制优化问题的数学模型;然后,引入罚函数,将其转化为仅含潮流等式约束的优化问题,并应用改进粒子群算法求出最优减负荷率;最后,以IEEE 10机39节点系统为例,分析了失去大功率电源后受端系统的减负荷协调优化控制。结果表明,与常见的最小经济代价及等切负荷率控制方案相比,协调优化控制不仅经济代价较小,且事故评级相对均衡,具有较好的综合性能。     

新安全形势下贵州电网三道防线协调策略

基于国务院第599号令下三道防线的协调策略。以2012年贵州220kV、500kV电网为研究对象,分析了贵州电网存在的安全稳定问题,研究了利用三道防线配合协调来降低电力事故等级的策略,所提协调策略使电网在同样事故条件下降低了事故的等级。     

电力系统低频减载的现状和应用

电力系统的严重事故会使电压、频率恶性下降 ,并可能导致系统崩溃。重点介绍了作为此时紧急控制措施的第三道稳定防线中防止频率过度下降的主要手段 :低频减载 ,包括传统低频减载方案、半适应方案和自适应方案。基于专家系统在低频减负荷中的应用 ,讨论了遗传算法、神经网络、模糊理论等算法。并叙述了低频减载装置的发展与方向。     

基于频率和电压稳定的紧急控制策略研究

紧急控制中的低频减载和低压减载策略作为第三道防线的重要内容,已经在电力系统中广泛加以采用,对防止系统稳定破坏具有重要意义。在分析和总结国内外低频减载和低压减载方面主要研究工作的基础上,归纳了目前切负荷方案的优缺点,着重指出系统受到大的扰动时,电压稳定和频率稳定均受到威胁,仅考虑频率或电压单一变量的切负荷策略是不可靠的。因此,新提出的紧急减负荷策略还需要考虑系统网络拓扑的变化,以及频率稳定和电压稳定的相互影响,以实现切负荷的动态自适应性。     

极端灾害下的电力系统预防-紧急协调调度

针对极端灾害提出了考虑线路故障概率的电力系统预防-紧急协调调度方法。以预防阶段和紧急阶段综合失负荷成本最小化为目标,建立考虑线路故障率的电力系统防御-攻击-防御3层优化调度模型。其中,预防阶段的发电机出力调整、网络拓扑切换和负荷减载以及紧急阶段的发电机再调度、紧急负荷切除被建立为防御资源,线路故障率被纳入攻击资源的建模中。采用列与约束生成算法对该模型进行求解,将3层模型转化为双层混合整数线性规划问题,通过IEEE-RTS-24节点系统进行算例仿真验证了所提方法的有效性,结果表明：在预防阶段采取调度措施作为主要防御手段能够有效降低负荷损失;在预防-紧急协调决策优化过程中考虑线路故障率能够有效降低预防成本,提升预防效果。     

电网应急指挥技术支持系统设计与关键技术

电网安全是社会公共安全的核心内容之一,电网应急平台是国家应急平台体系的重要专业平台。分析了电网应急平台的内涵:一方面通过与多个信息系统的联动,对电网进行全方位监测监控,实现电网预警和预防控制;另一方面对电网灾难性突发事件进行科学预测和危险性评估,动态生成优化的事故处置方案和资源调度方案,是实施应急预案的交互式平台。设计了应急平台的信息系统结构,包括应急数据交换与联动、预测预警、应急决策与指挥、善后恢复、信息发布和模拟演练等功能。最后对应急平台建设所涉及的关键技术进行了分析。     

交直流电力系统暂态安全稳定在线紧急控制策略并行算法

针对在线策略优化约束和控制措施考虑不足以及计算速度无法满足在线要求等问题,基于参与因子、综合电气距离、无功电压灵敏度及安全稳定裕度,提出了直流系统功率紧急调制、切机、切负荷和局部电网解列的量化控制性能指标和两阶段在线策略优化集群计算方法。在各阶段计算中,依据控制措施性能指标进行措施组合,形成计算任务,按控制代价对计算任务排序形成调度队列,提交集群系统进行并行计算。首先计算暂态功角稳定紧急控制策略,实现直流紧急调制与切机和匹配切负荷的协调;然后,在暂态功角稳定策略的基础上,进行暂态电压和频率安全稳定策略的计算,实现暂态功角稳定控制与暂态电压和频率安全稳定控制的协调。仿真实例验证了算法的有效性。     

联络线故障停运后区域互联电网的紧急协调控制策略

为了减轻由多个区域电网互联组成的大电网因联络线突然断开而引发连锁故障的风险，提出一种以保证各区域电网内的重要关键线路运行为目标，当联络线突然断开后，若关键线路发生过载则对其潮流流入方向所在负荷节点采取按过载率成比例集中切负荷的紧急协调控制策略。以分区后的IEEE 118节点电网为例，采用可以对多个区域电网同时进行仿真的多沙堆停电事故模型，对其联络线故障后电网的连锁故障过程进行仿真实验。仿真实验结果表明，该紧急协调控制策略减轻了因联络线突然断开对多区域互联电网的影响，降低了连锁故障发生的风险。     

故障驱动切负荷和轨迹驱动切负荷的协调优化

切负荷（LS）控制既可由故障驱动（即紧急LS）,也可由轨迹驱动（即校正LS）,大量不确定因素突出了它们之间协调的重要性。按照解耦优化-聚合协调的框架,用稳定性量化软件FASTEST分析不确定因素下的稳定性,分别优化故障驱动的LS及轨迹驱动的LS,在优化其中之一时,将另一个最新迭代结果作为仿真的外部场景,迭代到预想故障集的风险总代价不再明显减小为止。考虑某实际系统的预想故障、负荷模型和负荷水平等不确定因素,仿真证实该协调优化方法在保证系统稳定性的前提下,显著减少了控制的风险。     

交直流混联电网系统保护策略校核与辅助决策方法

随着交直流混联电网的快速发展,系统保护策略成为保障跨区互联电网安全稳定运行的重要措施。由于系统运行环境多变,需根据电网实时运行状态与预想故障,对系统保护策略进行校核。通过研究多类型数据提取与关联匹配方法实现安控可调资源的在线跟踪与集成;提出逻辑校核与指标校核方法,对系统保护策略的有效性与合理性进行评估;基于校核结果,提出多直流紧急控制、抽蓄切泵、切负荷等多控制资源的协调策略,为电网调度提供参考。最后基于IEEE 39节点标准算例构造的两区四直流互联电网与山东电网模型,验证在直流闭锁故障下,系统保护策略校核与辅助决策方法的有效性。     

冰雪灾害条件下我国电网安全运行面临的问题

论述了防止复杂大电网发生冰灾事故的各个环节,介绍了研究现状和存在的问题,指出了在冰雪灾害条件下我国复杂大电网安全运行需要加强研究的8个关键问题：覆冰机理、覆冰外绝缘故障机理、有效的防冰、除冰方法、大电网覆冰在线监测与诊断方法、覆冰线路灾害局部化设计、电网覆冰在线评估、预警与决策以及建立复杂大电网覆冰灾害应急处理体系,并提出了可能的解决方法。     

基于气象参数的输电线路电气可靠性实时评估与预警系统设计与研发

输电线路的运行状态与所处的气象环境密切相关,为进一步提升输电线路自然灾害风险的在线管控能力,研发了一套基于气象参数的输电线路电气可靠性实时评估与预警系统。依据传统的输电线路覆冰增长、动态积污、雷暴预测以及风偏角计算模型,从气象部门引入定制化的实况监测、数值预报等气象参数,采用WorldWind三维地理信息框架和Web Service接口服务技术,实现输电线路冰闪、污闪、雷击以及风偏闪络风险的评估与预警。该系统已针对部分线路线开展了试点应用,输出的评估与预警结果与实际运行情况基本吻合,对于实时掌握线路运行环境以及在灾害来临前采取紧急应对措施具有十分重要的意义。     

多直流馈入受端电网频率紧急协调控制系统设计与应用

分析了多直流馈入受端电网当前面临的频率稳定问题及相关控制系统的技术现状,阐述了协调利用多直流功率紧急支援、联切抽蓄电厂泵工况机组,以及快速切除大规模可中断负荷等措施的频率紧急协调控制系统主要设计思路,并从系统总体架构、直流故障判据及主要控制策略等方面提出了系统的详细建设方案。最后介绍了该研究成果在华东电网的实际工程应用情况及测试运行效果。