一种大电网分区节点的快速选取方法

针对网架结构和电气距离在电网分区中的重要作用,提出了一种基于波纹扩散机理的大电网分区节点的快速选取方法。根据电力网络分区过程中是以高电压站点为支撑站点的特点以及波纹从中心源向外扩散时最先到达与中心源距离最短点的原则,将电力网络转换成拓扑图。然后通过模拟波纹扩散过程搜索距离源点最短路径在规定距离内的站点,将符合要求的站点与源点划分至同一分区。最后以500 kV/220 kV电网为例,选取500 kV站点为初始源点,最终确定以500 kV站点为支撑的电网分区。IEEE 39节点系统和华东地区某实际电网验证了所提方法的准确性和实用性。     

基于改进汽车接力模型的电网分区方法

电网分区可简化网络结构,便于系统的监控与灵活调度,有效缓解区域电网短路电流超标的情况,是大电网发展的一个必然走向。提出一种基于改进汽车接力模型的新分区方法,首先结合图论中邻接矩阵等相关知识将电力网络图转化成拓扑结构图,将各站点、线路阻抗等效成停车站和路径,然后通过一定的运算法则寻找到距离初始站较近的站点。以500 k V/220 k V为例进行分析说明,由于分区后以高电压等级网架为主干网架,区域间通过联络线相连,故选取地区500 k V站点为初始站,最终可确定以每个500 k V变电站为支撑的电网分区。所提方法可以通过编程实现,且可多个分区同时进行,无需多次求解,可有效提高运算效率。最后,以IEEE 30节点标准算例和某地区实际电网为例,验证了所提方法的有效性和实用性。     

限制500 kV电网短路电流的网架调整优化算法

通过开断部分线路调整500 kV网架结构以增加超标站点之间的电气距离,是限制500 kV电网短路电流的有效措施.对于开断线路的选择既要考虑短路电流的限制效果,又要尽量保持500 kV网架的完整性,如何从上千种断线组合中,选取一种开断最少线路以最大限度限制超标站点短路电流的断线组合极为困难.文中通过分析开断线路对阻抗矩阵各元素的影响,推导开断线路与超标站点自阻抗变化的灵敏度关系,并以该灵敏度为指标提出了一种限制500 kV短路电流的网架调整优化算法.该算法通过求取超标站点自阻抗灵敏度加权和的最大值,可以快速寻找限制超标点短路电流的最优断线组合,避免了对所有断线组合逐一进行校核的繁琐过程.基于该算法提出的广东电网500 kV调整方案证明了其有效性.     

基于社团结构特性的电网快速分区研究

短路水平过高问题是影响电网安全运行的诸多问题之一,分区法是一种较为经济有效的限制短路电流的方法。针对电网的分区方法进行了研究,提出了快速GN(分裂)算法。结合实际电网分区断面负载率高、电气距离较大的特点,定义了考虑线路负载率和导纳参数的综合加权边介数指标。为提升运算速度,文章将拓扑化后的电网模型利用广义源节点思想进行了简化。算法以500 kV主变负载均衡度和短路电流作为分区方案的评价指标。为验证所提算法的有效性,采用该算法对某地区220 kV及以上电压等级电网进行了分区,最终将该电网分成了3个社团,短路电流和主变负载均衡度计算结果表明通过该分区方案可以有效降低短路水平且主变负载均衡。     

上海电网220 kV系统短路容量限制措施

上海电网短路容量发展迅速，220 kV母线短路容量将超过开关遮断容量。上海电网采用了电网分层分区运行、合理地选择500 kV联变参数和规划分区网架结构等措施，有效地限制了220 kV系统短路容量。     

上海220kV分区电网的现状与规划建设

随着用电负荷增长、大型发电机组接入，并形成500kV双“C”环网与220kV电网混合运行，使上海电网短路容量不断增加。上海220kV电网在20世纪90年代末，采取分区运行的方式，以限制系统的短路电流。为了加强和改善分区电网的运行，重点论述了上海220kV分区电网的现状和展望，论证了分区电网的规模、500／220kV联络变压器的容量及短路阻抗选择以及电源直接接人220kV电网主网架等分区电网规划建设有关技术问题，论述了分区电网主网架结构、220kV中心站、备用联络通道以及保障无源分区的电压支撑等有关问题，对上海220kV分区电网的规划建设提供了有益的建议。     

宁夏交直流混联送端电网规划研究

随着宁夏电网逐步形成高电压、大电源、交直流混联的送端电网,短路电流越限问题已成为限制宁夏电网发展的主要问题之一。采用电网分区供电、网架结构优化调整、限流电抗器等高电压等级短路电流限制措施,以网架坚强、结构合理、安全可靠为目标,提出了2030年宁夏电网750 kV目标主网架规划方案,通过网架结构、潮流和短路、实施难度、方案投资等多方面比较分析,明确了宁夏电网750 kV目标主网架推荐方案和330 kV/220 kV电网分区方案,为"十四五"和"十五五"期间宁夏电网的规划、建设指明了方向。     

广东500 kV电网短路电流来源及影响因素分析

基于转移阻抗理论分析了广东500 kV站点短路电流的来源,以及2007—2014年电源装机规模和电网结构变化对珠三角500 kV电网短路电流增量的贡献。提出了短路电流影响系数以表示单位装机容量的电源节点（集群）对站点短路电流的贡献,利用该系数研究了广东不同区域电源集群、负荷中心支撑电源对站点短路电流的影响,量化揭示了电网短路电流的影响机理。针对广东电力系统装机规模和局部区域电源密度的继续增长,结合研究成果提出了控制广东500 kV电网短路电流的措施建议。     

一种基于图论搜索的限制短路电流分区方法

解开部分500kV/220kV电磁环网,对220kV电网进行分区是限制220kV电网短路电流短路的重要措施。针对目前依靠运行经验手动进行计算得到分区方案的局限,提出了一种限短路电流的电网自动分区算法。该方法以500kV主变负载尽可能均衡为目标,计及短路电流、线路输送功率、变电站下网潮流等约束,同时考虑电网拓扑结构、线路潮流等因素,基于图论搜索及Visual Studio调用PSASP进行求解。某市丰大方式下(2015年规划)220kV电网分区结果表明了所提算法的有效性。     

我国电网电压等级的理想分级

分析电网网架结构和电压等级所存在的问题，提出需要增加一级380kV的电压等级作为省网网架电压的设想，与今后重点发展的600MW机组相匹配，避免500kV网络过大造成短路电流大到超过开关遮断容量情况的出现。建议全国调度网架电压等级采用5级标准的理想分级，以符合调度自动化的分层分区要求。     

基于图划分的大电网拓扑分析

为支撑大电网在线实时监控和分析,提出了一种基于图划分的大电网拓扑分析方法。该方法首先根据智能电网调度控制系统电网建模特点,给出了基于图论的电网层次结构、拓扑结构、厂站母线分析和系统网络分析模型。然后基于图划分建立了并行网络拓扑和局部拓扑修正的数学模型,并根据该模型设计了大电网并行网络拓扑的实现方法。最后基于共享内存编程模型在智能电网调度控制系统中研发了快速网络拓扑分析服务功能。所提出的模型和方法实现了大电网并行网络拓扑分析的无锁计算,避免了多线程数据竞争导致的阻塞耗时问题。对实际系统进行仿真测试,结果表明了该方法的准确性、实时性和有效性。     

倒送功率约束下的分布式电源最大接入容量分析

分布式电源(DG)接入配电网后,低电压等级电网可能倒送功率至高电压等级电网,对电网造成不利影响。在各种影响因素中,倒送功率限制是影响DG接入电网的主要因素。从倒送功率约束的角度出发,结合节点电压及潮流约束,建立了以DG接入容量最大为目标的数学模型,给出了最大接入容量的计算方法,并分析了DG的接入对配电网有功网损的影响。考虑节假日对负荷的影响,给出了调整倒送功率约束以增大DG接入容量的建议。以一个33节点的10 kV配电网接入分布式光伏电源为例,验证了所提方法的可行性。     

统一潮流控制器在苏南500 kV电网中的应用

针对苏州南部500 k V电网供电能力提升、特高压直流功率消纳等问题,开展了统一潮流控制器(UPFC)在苏南500 k V电网应用的可行性研究,并给出了UPFC接入系统方案及拓扑结构,通过系统计算确定UPFC变压器及换流器容量。仿真计算验证了其对苏州南部500 k V电网潮流及电压调节作用,结果表明:苏南电网冬季大负荷及锦苏特高压直流小方式下,能消除梅里木渎断面N-1过载的问题;夏季锦苏直流大方式下发生双极闭锁时,通过提升地区电网供电能力,减小苏南地区切负荷量;通过UPFC无功电压控制,提供苏南地区电网电压恢复水平,一定程度上减少了锦苏直流发生换相失败。并给出了UPFC主设备关键参数的选择依据。     

66 kV中压配电网中性点位移电压产生机理及有源抑制方法

分析66 kV配电网中性点位移电压产生的原因,提出一种基于有源调节技术的中性点位移电压抑制方法。通过向中性点注入电流来补偿因线路对地参数不平衡引起的不对称电流,结合实际电网运行参数,分析注入电流的幅值、相位与中性点位移电压间的约束关系,确定注入电流值。采用向电网注入恒频间谐波测量信号的系统状态辨识方法,结合电压、电流双闭环控制,实现有源逆变装置对中性点位移电压的有效抑制。最后通过基于Matlab/Simulink的配电网仿真实验及实际物理实验,验证所提方法的正确性及有效性。     

基于邻接矩阵的网络拓扑辨识算法

电力网络拓扑辨识是电网管理系统高级应用软件的重要组成部分,是电力系统各种分析计算的基础。针对矩阵法计算量大、计算速度慢的缺点,提出了一种加快网络拓扑辨识的新方法。该方法用节点—支路关联矩阵表示网络的基本拓扑结构,通过定义矩阵的"或"、"与"运算和开关状态矢量,利用对称消去法降低邻接矩阵的阶数,并把对称性应用于求连通矩阵的过程中,从而实现网络的动态拓扑。与传统算法相比,该方法减少了计算量,加快了计算的速度,适用于复杂的网络拓扑辨识。     

基于特高压交直流混联电网的调相机无功补偿及快速响应机制研究

为了改善特高压交直流混联电网的无功功率调节能力,国网公司近年来在送、受端加装了很多了大型调相机。目前,大型调相机的暂态及动态特性复杂,主要受电机本体及励磁系统的影响,也与特高压交直流电网结构及故障等因素有关。为充分发挥和提升大型调相机对特高压电网电压的支撑作用,满足特高压交直流混联电网对大型调相机无功快速出力的需求,根据特高压直流的云-广±800kV电网结构搭建PSCAD/EMTDC仿真模型。结合目前实际的湖北电网运行特点,研究大型调相机对受端电网交、直流侧电网电压的影响。分析大型调相机对系统电压的无功支撑作用以及快速响应机制,为今后国家电网公司在特高压直流电网中安装大容量的调相机提供参考和建议。     

基于改进凝聚算法的电磁环网解环方法

提出了一种电磁环网解环方法。首先利用电气距离矩阵对电网进行预分裂,再利用所提出的基于复杂网络加权模块度的改进凝聚算法对预分裂得到的分区进行凝聚,最后得到解环方案。该方法考虑了500 kV变电站分母运行方式,得到的解环方案中各分区内形成了以2～3座500 kV变电站为核心的供电方式,限制了各分区主变容量,从而能够限制分区内短路电流,提高了电网安全性。将所提出的电磁环网解环方法应用于某地区电网,结果表明该方法是有效的。     

基于网络传播特性的配电网电压暂降随机预估方法

敏感负荷的大量投运使得用户对电能质量的要求不断提高,电压暂降的快速有效预估成为当前电压暂降研究的一项重要内容。提出了一种基于网络传播特性的配电网电压暂降随机预估方法。首先基于配电网拓扑搜索电压暂降传播路径,通过序分量法获得不同路径下电压暂降的垂直/水平传播特性。进而根据路径搜索结果建立故障源至负荷侧的配电网电压暂降传播方程。最后结合不同故障类型及线路故障率计算暂降凹陷域和相应预估指标。对某实例配电网系统开展算例分析,验证了所提方法的有效性与优越性。     

上海电网220 kV统一潮流控制装置示范工程应用效果分析

结合上海特大城市电网特征和实际运行需求,分析了上海220 kV电网加装统一潮流控制器装置(UPFC)的必要性。确定了UPFC示范工程合理的选址方案,提出了220 kV蕴藻浜站UPFC示范工程的电气主接线、主设备参数以及控制策略。基于实时闭环仿真平台研究了加装UPFC对上海电网的影响。通过仿真验证了UPFC示范工程在提升电网传输能力、改善电网电压稳定性、实现分区无功就地平衡等方面的多重应用效果。