电力系统低压减载配置和整定方法综述

低压减载是一种能有效防止电力系统电压崩溃的紧急控制措施。介绍了国内外一些电网的低压减载方案,并从低压减载的控制方式、安装地点、动作条件、时间延迟、切负荷量和仿真计算等方面分析和总结了低压减载配置、整定方法和经验。低压减载在国外较多采用集中控制方式,在国内电网主要采用分散控制方式;对于低压减载动作条件和延迟时间,分散控制方式多采用电压水平作为动作条件,集中控制方式多采用较为复杂的综合判据作为动作条件。低压减载需要协调电网的安全性和经济性,与低频减载相互协调,并适应交直流混合运行大电网及智能电网的发展需求。     

基于风险的低压减载策略问题研究

提出了一种基于风险分析的方法来制定低压减载策略。与传统方法不同,文中提出的方法是在对各种意外事件进行综合分析的基础上,通过一系列风险指标来确定低压减载的各种运行参数。根据该方法,能确保将低压减载措施发挥最大功效的母线选作切负荷的最佳地点。低压减载应切除的负荷是根据其造成的风险与切负荷量的相互关系来确定的。而选择最佳减载时间所遵循的原则是使低压减载装置拒动和误动的综合风险最小。对IEEE39节点系统进行的仿真计算表明:由于提出的方法考虑了大量不确定性因素的影响,因此其有助于更加准确、合理地选择低压减载的时间、地点和切负荷量。     

低压减载研究综述

低压减载是一种比较有效的防止电压崩溃的方法.从低压减载原理入手,分析了低压减载对提高电压稳定性的作用机理,同时对低压减载的整定方法作了概括,包括低压减载装置放置地点的选择,动作判据以及延时如何确定,切负荷量的确定.最后对低压减载的发展前景进行了展望.     

低频低压继电器联合减载方法

传统的低频低压减载继电器相互独立,减载时未充分考虑负荷特性以及频率电压的相互影响,在严重扰动下可能出现欠控制或者过控制。提出了一种低频低压继电器联合减载方法,该方法在计及负荷母线频率和电压变化对负荷有功功率影响的基础上,根据实时测得的本地负荷的频率与电压响应信息自动计算低压减载量和低频减载的附加减载量,并将所求得低频减载切负荷量与低压减载切负荷量的较大值作为实际切负荷量输出至低频低压继电器上进行逐轮次就地切负荷。IEEE 39节点系统的仿真结果说明,该方法与传统分散式低频低压减载方法相比,能更好地适应负荷特性和扰动形式的变化,能更有效地保障受扰系统的频率稳定性和电压稳定性。     

基于P-V曲线的低压减载分群配置方案

低压减载是电网防御系统的第三道防线稳控措施之一,可以经济有效地防止电压崩溃。以安徽宣城地区电网为例,研究基于P-V曲线的低压减载方案。该方案通过稳定计算分析,找到该电网可能出现的电压失稳状态,计算出其部分负荷节点的P-V曲线,按照负荷增长与电压降低之间的定量关系,将节点划分为不同集群进行配置,能有效地阻止电压持续恶化。该方法根据电压对负荷的敏感程度制定的各节点或区域低压减载方案,比起统一配置方案更有利于系统电压的恢复。     

基于暂态电压安全性评估的低压减载控制新方案

传统低压减载逐轮次动作,各轮次动作延时固定,难以与负荷特性的变化相适应。基于扰动后负荷的无功电压响应,利用负荷侧等效电纳的变化量对暂态电压安全性进行评估,并将暂态电压安全性较低的负荷节点作为薄弱节点,通过缩短薄弱节点低压减载的动作延时以使得负荷电压快速恢复,从而构建了基于暂态电压安全性评估的低压减载控制方案。IEEE 39节点的仿真结果表明,改进后的低压减载方案,能与负荷特性相适应,在快速恢复负荷电压的同时减小切负荷量,有利于减少低压减载所带来的经济损失。     

一种低压减载的整定方法

分析了低压减载防止电压崩溃的机理,对低压减载的动作电压、切负荷量和延迟时间进行了整定;以WSCC-9节点系统为例,提出了低压减载整定方案,并对低压减载后的母线电压进行了仿真。     

基于风险的低压减载地点选择方法

低压减载是解决电压稳定问题的一种较轻经济的方法之一,低压减载地点的选择是低压减载整定的一项重要内容,选择合适的地点有助于提高系统的电压稳定性。文中分析了PSASP的电压分析模块的数学原理,利用模态分析得到参与因子。结合风险评估的方法,将参与因子计入后果的计算中,通过对风险值的排序来确定低压减载地点。以IEEE39节点系统为例,具体阐述了低压减载地点选择方法的应用,证明了该方法的正确性和有效性。     

基于电动机自起动原理的配电网低压减载方法

感应电动机是配电网电压崩溃的主要原因,即成为低压减载的主要对象。低压减载的成功实质是减载后保留的感应电动机自起动的成功,因此提出基于感应电动机自起动原理的低压减载方法,并通过仿真计算证明了此种减载方法的有效性。     

基于节点电动机最大自起动量的配电网低压减载

低压减载是电力系统安全稳定第三道防线的重要组成部分,而减载方案是低压减载的重要研究内容。感应电动机是造成电网电压崩溃的主要因素,也是低压减载的主要负荷。基于配电网及感应电动机有功特性、无功特性、转子运动方程等在Matlab搭建模型进行时域仿真分析。结果表明低压减载后的电网存在感应电动机的自起动过程,且以感应电动机为减载对象时,自起动的最大允许量与最小减载量有紧密联系。从而提出一种基于节点电动机最大自起动量的减载量整定计算方法以及减载策略。即通过不同初始转速下的节点电动机最大自起动量计算出每轮减载量,考虑减载速度对电压稳定性的影响,可在每轮减载中引入基于电压变化率的加速判据,实现有选择性地加速切除负荷。最后对传统减载策略和所提减载策略进行对比仿真,验证了所提减载方案在保证节点电压快速稳定的同时可实现对减载量的有效控制,从而保证了系统和重要电动机负荷的安全稳定运行。     

低压减载整定方法综述

低压减载(Under Voltage Load Shedding,UVLS)作为最经济有效的防止电压崩溃的紧急控制措施,通常被用作电力系统稳定控制的最后一道防线。综述了美国、加拿大、日本等一些国外电网的低压减载方案,详细介绍了这些电网低压减载设置的目的、设计的原则、整定的方法以及典型的整定参数值。此外,还介绍了国内部分省网低压减载的应用情况及其整定特点。针对分布式和集控式两种不同类型的低压减载实施方案,全面分析了各自的优势和不足。在上述国内外典型案例的基础上,分析总结了低压减载方案设计过程中需要重点考虑的因素和一般性原则,可供国内电网规划和运行人员参考。     

考虑暂态安全性的低频低压减载量的全局优化

指出了低频和低压减载装置的整定不仅要满足静态和中长期动态对频率和电压的安全性要求，而且要满足暂态过程中的频率和电压安全约束。通过详细模型的时域仿真，在各种运行方式及故障集下寻找使系统暂态安全且总体控制代价最小的减载策略。给出了其减载量优化问题的数学描述，以减栽代价最小为目标函数，把低频和低压减载控制作为多级控制序列。根据暂态频率和电压安全裕度指标计算减载的性价比，把性价比最大的决策作为下一级的初始条件，通过逐级优化来实现全局优化。     

A new under‐voltage load shedding scheme for islanded distribution system based on voltage stability indices

Under‐voltage load shedding (UVLS) is an important technique to maintain the voltage stability and frequency of a power system network. UVLS has been applied widely in transmission systems to avoid system blackouts. However, with increasing penetration of distributed generation such as photovoltaic (PV) systems, the application of UVLS becomes important for islanded distribution systems. Under this condition, the network does not have a frequency reference as when it is connected to the grid. In this condition, when the load demand exceeds the PV capacity, UVLS is the only option to stabilize the system by shedding the load based on the changes of the voltage magnitude. In this work, a new UVLS scheme based on voltage stability indices is proposed. Four voltage stability indices are used as indicators for load shedding. Based on the stability indices, the loads that have the highest tendency of voltage collapse shall be the first ones to be shed. The proposed scheme is tested on a practical distribution network energized by a grid, a mini hydro generator, and a PV system. The test results on various scenarios prove that the proposed method is able to restore the system stability. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

A new integer-value modeling of optimal load shedding to prevent voltage instability

This paper presents a novel integer-value modeling for optimal under voltage load shedding (UVLS) problem. The real-value modeling of UVLS is encountered to some drawbacks which lead to an ineffective practical solution. The proposed integer-value modeling overcomes these drawbacks by considering the load feeders of load buses in the modeling as well as assigning interruption penalty factors and participation penalty factors to feeders and buses respectively. Applying these factors to the proposed UVLS integer-value modeling result achieving objectives such as minimizing the total number of participating feeders in the load shedding, minimizing the total number of participating buses in the load shedding, minimizing the total amount of load to be shed, minimizing the total interruption cost and combination sets of the objectives. Without any limitation of applying the proposed modeling to large scale networks, it is implemented on IEEE 14-bus and 30-bus test systems and the results verify the effectiveness of the proposed method.     

基于暂态电压扰动范围判别的自适应低压减载策略

传统低压减载方案仅根据本地电压信息动作,未考虑全网暂态电压响应特征。分析系统暂态电压跌落与扰动范围的关系,并基于负荷节点的电压偏移量提出暂态电压扰动范围判别指标,将电压扰动类型划分为全网暂态电压扰动和局部暂态电压扰动。以该指标的判别结果为基础,综合考虑扰动后系统电压与频率的动态过程,构建基于暂态电压扰动范围判别的自适应低压减载策略,该策略采用2套自适应减载方案分别应对全网暂态电压扰动和局部暂态电压扰动。对IEEE 39节点系统的仿真结果验证了该策略在应对不同失稳场景时的有效性和优越性。     

基于多种群分层粒子群优化算法的电力系统低压减载优化方法研究

低压减载是维护电力系统电压稳定的一道重要防线。最优减载问题是离散变量(地点和轮次)和连续变量(各轮的控制量)的混合优化问题。提出了一种利用多种群分层粒子群优化算法(HSPPSO)求解最优减载问题的新思路,采用受动态电压约束的系统最优潮流所建立的优化模型,以所切负荷总量最小为目标函数。最后以IEEE-39节点作为算例,结果与标准粒子群算法(PSO)和遗传算法(GA)对比,得出在同样的稳定裕度和迭代次数要求下,HSPP-SO算法总能够得到最小的减载量,表现出了在求解UVLS问题时的良好适应性。