基于功率灵敏度和机组再调度的割集断面潮流定向控制

为提高电网的输电能力和系统稳定性,提出一种基于功率灵敏度和机组再调度的割集断面潮流定向控制方法。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,计算出平衡机对各线路的功率灵敏度,使平衡机参与到断面潮流定向控制中。以功率灵敏度矩阵为基础,根据断面潮流定向控制目标,在满足发电机可调量约束及线路冗余量约束的条件下,利用非线性优化得到断面潮流定向控制方案,对断面总潮流及断面各支路潮流实现定向控制。该方法克服了直流潮流法无法计算平衡机灵敏度的缺点,考虑了断面总潮流不变、断面支路潮流变化时的定向控制情况,在断面潮流控制精度及控制能力上有很大提高。在IEEE 39节点系统中对所提方法的正确性和优越性进行了验证。     

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。     

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GGDF的割集断面潮流定向控制

为提高电网运行安全稳定性,提出一种基于GGDF的割集断面潮流定向控制方法。利用直流潮流模型中的GGDF得到各发电机对断面线路的灵敏度,根据断面潮流定向控制目标,在满足发电机可调量约束及线路冗余量约束的条件下,利用非线性优化得到断面潮流定向控制方案,对断面总潮流及断面各支路潮流实现定向控制。该方法克服了GSDF无法计算平衡机灵敏度的缺点,将平衡机参与到断面潮流定向控制中,提高了断面潮流控制准确度。在IEEE39节点系统中对该方法进行了验证。     

基于功率灵敏度和经济补偿最小化的线路过负荷紧急控制方法

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和经济补偿最小化的线路过负荷紧急控制方法。利用功率灵敏度矩阵反映各节点注入功率变量对线路功率变量的影响,以经济补偿最小化为目标,利用非线性优化得到满足线路过负荷消除约束、节点可调量约束、系统功率平衡约束及正常线路冗余量约束的紧急控制方法。所提方法可计算平衡机对电网各线路功率的灵敏度,令平衡机参与到紧急控制中,提高了电网保持稳定运行的能力;同时,其以经济补偿最小为目标,实用价值更高。将局部灵敏度计算法和稀疏向量技术结合,有效减少了计算量和内存量。在IEEE 39节点系统中对所提方法的正确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。     

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。     

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。     

基于虚拟控制单元与启发式搜索的线路过载紧急控制策略

为了快速消除由潮流转移引起的线路过载,给出了基于虚拟控制单元与启发式搜索的紧急控制策略。首先,引入虚拟控制单元的概念:节点的出力调整量等于最大线路过载量时,能够完全消除线路过载的控制单元。然后,给出了最优可控单元的双层搜索策略:第一层,通过设置合理的阈值,筛选减载能力较强的控制节点对构成优先控制单元集;第二层,综合考虑控制单元的减载效果和消除过载能力,给出了基于虚拟控制单元的启发式搜索步骤,得到优先控制单元集中的最优可控单元。若所选的阈值范围内无法找到可控单元,则适当扩大第一层搜索范围,依次类推,直至得到满足要求的控制单元。考虑正常线路冗余量约束来计算调整量,避免了潮流校验。经过一次调整后,依据灵敏度关系修正线路潮流与节点的最大可调整出力,提高控制速度。IEEE 30节点系统的仿真验证了所提算法的有效性。     

基于灵敏度分析的线路热稳定控制方法研究

针对电力系统在运行过程中出现的线路热稳定问题,提出一种基于灵敏度分析的线路热稳定控制方法,该方法不同于现有电网通常所采取的限制系统运行方式和直接切机的控制方法,通过分析线路有功功率对发电机节点有功功率出力的灵敏度,按照灵敏度大小确定发电机的调整顺序,以实现线路过载控制时的调整量最小和调整设备最优的目标,从而减小采取安全稳定控制措施时对系统运行造成的影响。     

基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略

过载线路故障跳闸会使潮流转移到关联输电断面内其他线路上,造成连锁跳闸事故。快速制定合理有效的潮流控制策略,消除线路过载,是防止发生连锁跳闸事故的关键。针对灵敏度分析方法精度不高和直接优化类方法计算量过大等缺陷,文中提出基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略。考虑节点对过载和重载线路潮流的整体调节作用,提出正负综合灵敏度指标,然后通过双层优化方法快速制定潮流控制策略。为防止搜索空间过大导致计算量激增,建立第一层调度节点多目标筛选优化模型,优选参与调整的调度节点。在此基础上构建第二层潮流调控优化模型,得到调度节点的精确出力调整量,从而实现对输电断面潮流越限的精准调度。利用IEEE 39节点系统和某省级电网的仿真分析验证了所提方法的快速性和准确性。     

含平衡机约束条件的区间直流潮流模型与方法

传统区间潮流研究未考虑一些实际的物理限制,如平衡机出力约束、发电准稳态调整等,使得区间结果过于保守。为解决此问题,文中分别建立了含平衡机约束和准稳态调整约束的区间直流潮流模型,并采用优化的方法进行求解。所提出的模型能够扩展到含其他约束的区间直流潮流模型,具有一定通用性。采用9节点和IEEE 118节点系统对所建立的模型进行详细仿真分析,结果证明了方法的有效性,克服了传统无约束区间直流潮流的保守性。     

适用于DFIG并网线路的改进负序方向元件

负序方向元件广泛应用于输电线路的纵联保护。随着风力发电快速发展,双馈感应发电机(DFIG)大规模接入电网使得电源的负序等值阻抗不再固定,传统负序方向元件不再适用。通过推导转子侧变流器不间断控制和撬棒投入两种工况下DFIG的负序等值阻抗解析表达式,得到两种工况下的负序等值阻抗相角的变化规律。发现传统负序方向元件受DFIG接入的影响,存在灵敏度下降甚至不正确动作的问题。为此,提出了一种负序方向元件的改进措施:故障前,利用DFIG参数在线确定不同工况下的最大灵敏角;故障后,根据DFIG运行状态,采用灵敏度和可靠性较高的动作判据。数字仿真结果验证了改进后的负序方向元件具有灵敏度高、自适应DFIG运行状态等优点。     

多运行方式下恢复交直流系统潮流可行域的控制策略

电力市场化后,电力系统将运行在更加接近稳定约束边界的状态。当系统按正常网架运行时,由节点负荷和发电机出力确定的运行方式随时都在变化,系统可能在某些运行方式下出现不满足稳定约束条件的情况。针对一系列预想故障,提出了一种多运行方式下交直流互联系统静态电压稳定的预防控制策略,以使系统在所有的运行方式下对N-1情况都运行在潮流可行域范围内。以潮流雅可比矩阵的最小模特征值确定系统的最严重预想故障,根据节点注入无功对最小模特征值的参与因子,挑选出在恢复潮流可行域的优化计算中需要切除负荷和调整发电机出力的节点,并配合调整直流变量恢复系统至可行域范围内。算例分析表明所提方法是有效的。     

高风电渗透率下考虑电网频率支撑需求的储能系统配置方法

提出了一种高风电渗透率下考虑电网频率支撑需求的储能系统配置方法.以频率变化率和频率偏差为限制条件,建立新能源系统所能承受的最大功率增量与等效惯性常数、调差系数以及风电渗透率等已知参数的联系.通过对3阶虚拟同步机控制策略下的储能系统容量与控制参数进行量化配置,提高不同风电渗透率系统对不平衡功率的消纳能力.以储能配置在频率支撑中贡献的等效单位调节功率为参考,对不同功率增量下储能系统的频率响应贡献、调频出力占比以及输出功率特性进行刻画与分析.仿真验证了该配置方法下的储能系统可控性强,能够较为精准地提供电网所需的有功调节量,有效改善风电并网环境.     

统一潮流控制器在动态模拟系统中的应用

建立了同步发电机和无穷大容量母线组成的动态模拟系统，考察统一潮流控制器(unified power flow controller，UPFC)在此系统下的稳态和暂态特性。以调节某条线路的有功潮流为例考察了UPFC装置在动模系统中的稳态运行情况，包括潮流和功角的变化情况，仿真和实验结果表明，UPFC能快速平稳地改变系统线路间的潮流分布。在暂态实验中分析了UPFC能改善系统同步稳定性的原因，并通过仿真证实了UPFC装置对功角和潮流的振荡具有抑制作用。     

基于可控等效输出阻抗的微网逆变器并联特性研究

针对低压微网中采用传统下垂控制的并联逆变器功率均分效果差以及母线电压和频率偏移问题,分析了并联逆变器的环流和功率输出特性,提出一种基于可控等效输出阻抗的微网逆变器并联控制策略。该策略实现了逆变器等效输出阻抗的精确可控,且具有虚拟同步发电机的基本特性,逆变器等效电压源的频率和相位能够实现自同步功能,在不需要功率环的情况下间接实现了并联逆变器功率均分且具有环流抑制能力。通过设计电压二次调节控制,消除了微网母线电压和频率的偏移问题。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于串补电压最小的双电源配电环网潮流优化控制方法

针对双电源配电环网两端出力不均问题,初步提出采用统一潮流控制器进行出力调节的方法。分析了双电源配电环网潮流控制规律,推导出以负荷节点电压偏移以及合环馈线功率输出极限为约束条件、串联补偿电压最小为目标的潮流优化控制策略。仿真结果表明,在满足约束条件的前提下,采用该策略能够在一定程度上按预期目标均衡两侧有功出力。