新一代安控装置集中管理系统设计及工程应用

结合安控装置集中管理系统的现状和大电网调度控制的技术需求,分析了现有安控装置集中管理系统存在的不足,提出了基于智能电网调度控制系统支撑平台一体化建设新一代安控装置集中管理系统的技术方案;设计了集采集-监视-告警-预警-辅助决策-控制功能于一体的软件体系;提出了安控装置采用不同规约同时与2个管理系统实现双连接通信的工程应用方法,解决了新安控装置集中管理系统与现役系统的过渡衔接问题;基于类定义和运行要素的层次化安控系统与控制策略模型,开发了安控策略解析服务功能,可为在线安全稳定分析等应用模块提供策略解析服务;基于"横向隔离"的安全防护策略,与管理信息区工作票管理系统、离线分析计算系统互联,实现了定值单闭环管理,为输电断面实时限额计算、安控策略适应性校核提供数据支撑。最后介绍了系统在安徽电网的应用情况。!     

输电断面潮流的暂态稳定约束

为了电网实时运行监视和电网运行人员掌握方便,控制一组联络线有功潮流和不越限的策略在实际电网运行中被普遍采用,对电网中各输电断面进行暂态稳定分析计算是电网运行方式工作中的一项重要内容。针对输电断面潮流的暂态稳定约束问题,提出了基于运行模式的分析方法。分析表明,运用模式分析方法求解该问题,不需要人为多次调整机组出力,计算更简捷、准确。     

基于广义比例故障率模型的电网安控装置可靠性评估方法

安全稳定控制装置作为电网保护系统的一部分，其运行可靠性一直受到广泛的研究。由于装置结构、运行功能等区别，一次设备和继电保护的可靠性评估方法难以直接应用于安控装置。为了实现安控装置的可靠性评估，本文提出了基于广义比例故障率模型的电网安控装置可靠性评估方法。利用协变量体现非内部因素对装置故障率的影响，构建故障率模型总结装置运行规律，并基于采集到的历史运行数据和状态监测量，通过拟合的方式，计算威布尔分布参数。基于计算所得参数，求解安控装置可靠性评价指标中的可靠度与复合故障概率，并评估安控装置的可靠性水平。最后，利用样本装置进行算例分析，证明本文方法在安控装置可靠性评估过程中的可行性。     

湖北电网安控一体化管理系统的建设与应用

从湖北电网运行管理的实际需要出发,提出了基于智能电网调度支持平台(D5000)的一体化安控管理系统的功能框架和设计方案。通过该系统,实现了湖北电网安控装置运行状态和数据的实时查询,以及当值安控策略适用性评估和控制量不足告警等高级应用功能,提升了湖北电网调度运行的技术水平和稳定控制的管理水平。此外还提出了安控管理系统的后续功能拓展设想,以便更充分地挖掘系统资源,为类似系统的开发提供参考。     

大电网输电断面暂态稳定极限自动求取关键技术研究及软件设计

正随着电网规模的不断扩大,电网方式计算数据节点数量快速上升,直接导致电网方式计算中输电断面暂态稳定极限求取的工作量不断增大。针对当前电网方式计算中输电断面暂态稳定极限求取流程,研究提出采用相近运行方式潮流解做启动值、设Vθ-ORIGINAL节点和时域仿真寻找潮流解三种方法以有效提高大电网暂态稳定极限求取中过渡方式潮流的收敛性,并选用三华联网的数据对方法     

内蒙古电网暂态稳定问题研究的新方法

针对多机多负荷电力系统暂态稳定问题,提出了一种基于潮流分解法的暂态稳定分析新方法。采用该方法对内蒙古电网乌海地区暂态稳定问题进行了计算,给出了实际运行过程中地区外送断面(布乌断面)潮流控制方法,提出了提高大乌海地区暂态稳定性的措施。     

电力系统暂态稳定切机控制策略表的快速整定方法

提出了一种基于轨迹凹凸性理论的暂态稳定切机控制策略表整定方法,该方法能够有效提高策略表整定过程的效率,避免了大量的重复性仿真工作。针对会给系统带来重大冲击的预想故障,基于时域仿真结果,可以得到系统的暂态功角稳定性;当系统发生暂态失稳时,根据不稳定事故的仿真信息,得到控制时刻和不稳定平衡点处的功角以及控制时刻的角速度,可以计算出较准确的控制量。实际电网系统的仿真结果验证了所提整定方法的快速性。     

基于PSD程序的PSS参数优化设计、现场整定试验及仿真校核计算

电力系统稳定器(PSS)的参数整定正确与否关系到对低频振荡的抑制效果.提出了一整套关于发电机励磁系统PSS的参数优化设计、现场整定试验和仿真校核计算的方法.该方法基于电力系统分析软件PSD的BPA潮流和暂态稳定及SSAP小干扰稳定程序.采用实际电网和各设备详细模型,特别是准确的励磁系统模型,通过频域和时域分析法,并结合低频带相位补偿法设计并优化配置PSS参数;再通过PSS现场整定试验,即无补偿、有补偿频率响应特性及抗扰动试验再次优化并确定参数;最后采用典型方式下的潮流稳定数据进行建模和仿真校核计算.以600 MW机组为例,证明该方法对系统振荡模式分析和PSS设计的准确性和有效性.     

基于关键支路受扰轨迹凹凸性的暂态稳定判别及紧急控制

基于局部受扰信息,判别大扰动冲击下互联电网暂态功角稳定性,具有本地量测信息量少、实时响应实时判别、稳定判别计算量小等突出技术优点。该文首先分析了稳定与失稳两种情况下,发电机相轨迹与网络交流支路相轨迹几何特征的一致性;提出了基于临界断面中交流关键支路受扰相轨迹凹凸性的暂态稳定判别新方法;通过与快速失步解列装置整定参数的协调配合,获得了具备工程实施条件的时间裕度,在防控暂态稳定的第二道防线失效时,可作为避免失稳的紧急追加控制措施;交直流混联外送电网和特高压跨大区互联电网仿真结果,均验证了稳定判别方法和紧急追加控制的有效性。     

考虑自动装置控制策略的故障后潮流快速计算方法

大电网交直流故障引发的不平衡功率可能导致局部电网超出稳定极限或中枢母线电压越限,严重情况下会诱发连锁故障或大停电,为了准确模拟故障发生后电网过渡到稳态时的潮流分布情况,确定事故处置策略的有效性,本文提出了一种考虑自动装置控制策略的故障后潮流快速计算方法。根据安控系统、系统保护装置、发电机一次调频、自动发电控制和自动电压控制等自动装置在不同时间尺度上对交直流故障后电网节点有功功率注入量和无功功率注入量的影响,模拟各类自动装置的动作时机和动作策略,形成从故障发生到稳态过程的系统潮流,从而确定过载设备、潮流越限稳定断面和电压越限关键母线,为大电网在线控制决策提供依据。通过对实际电网在线数据的案例分析验证了该方法的有效性和实用性。     

Dynamic preventive control for power system using transient stability assessment based on pattern recognition

To maintain power system security, the authors are developing an integrated security monitoring and control (ISMAC) system which consists of the three main functions: security monitoring, preventive control and emergency control. This paper focuses on the dynamic preventive control which deals with the transient stability immediately after the contingency has occurred. The proposed method is based on the transient stability assessment using the pattern recognition with two-dimensional feature space. Therefore, a preventive control strategy can be obtained rapidly. An index which represents the severity of the contingency quantitatively (security index) is defined by the distance from a linear decision surface which divides a feature plane into a stable and an unstable region. Further, this method has also the advantage that it is possible to consider the effect of the control devices or damping to some extent and specify the operator demand for stabilization flexibly. The effectiveness of the proposed method is ascertained through numerical examples for model power systems.     

基于最优控制原理的电力系统紧急控制及应用

基于时域方法仿真得到系统受扰轨迹,并结合实际电网安全稳定控制系统的配置情况和运行要求,给出了暂态稳定下最优紧急控制模型。采用了启发式故障后轨迹相对功角最大值小于门槛值作为暂态稳定约束条件,通过引入变分原理,推导了暂态稳定约束条件对控制量的灵敏度。通过建立线性规划模型,把微分代数方程所描述的电力系统紧急控制转化为以切机切负荷为控制量的最优控制问题。文中提出的暂态稳定紧急控制模型与时域仿真方法具有同等的适应性。广东电网的计算结果表明,文中方法对紧急控制策略灵敏度的确定高效且实用,对保证电网安全稳定运行有重要意义。     

暂态稳定视角下的强关联输电断面及其识别方法

多个交流输电断面暂态稳定极限功率相互耦合,给电网安全稳定运行控制带来了极大挑战。文中深入挖掘受扰系统中暂态响应轨迹特征与稳定模式的对应关系,提出了暂态稳定视角下关键输电断面及关联断面的概念,并将关联输电断面分为模式共存机理决定的关联断面和模式演化机理决定的关联断面两类。提出了基于电网电气量变化来反映系统稳定模式的支路同步力系数指标,并结合该指标、图论和暂态稳定模式识别方法,提出了关键断面及关联断面识别的实用算法,有利于克服人工经验方法中因机理分析不足而可能导致的识别不准和效率低下的缺陷,为基于输电断面准确识别的稳定分析或运行监控提供了基础。基于IEEE 10机39节点系统的算例阐明了所提方法的原理及有效性。     

含暂态能量裕度约束最优潮流问题的线性规划解法

提出了计及暂态稳定约束最优潮流问题的线性规划模型。利用暂态能量裕度的解析灵敏度分析方法表达暂态稳定裕度增量与控制变量增量之间的线性关系,以此显式描述暂态稳定性约束,并加入到常规线性化最优潮流的不等式约束中。并采用单纯形法求解。对WSCC3机9节点系统的优化计算结果表明,该模型能较好地保证系统的暂态稳定性,有效地解决系统运行的经济性和安全性的结合问题。     

暂态稳定断面功率极限区间和关联度指标计算

针对日益复杂的运行情况和系统对安全经济运行的要求,提出了暂态稳定断面功率极限区间和关联度指标计算方法。基于暂态安全稳定量化分析方法获得的预想故障下安全稳定裕度、模式和元件的参与因子,结合功率对输电断面功率的灵敏度计算发电机和负荷对断面功率极限的影响因子,通过发电机、负荷功率调整计算出功率极限的最大值和最小值。基于安全稳定裕度筛选得到输电断面关键故障,采用裕度为权重的加权平均计算发电机和监视母线的综合参与因子,通过发电机和母线参与因子的相关性分析计算两个输电断面的关联度指标。所提出的方法能够为调度运行人员快速掌握当前运行方式下各个输电断面的暂态安全稳定水平,以及彼此之间的交互影响程度提供技术手段,四川电网的算例分析验证了方法的实用性和有效性。     

基于深度学习的暂态稳定评估与严重度分级

提出一种安全域概念下的堆叠降噪自动编码器和支持向量机集成模型相结合的暂态稳定评估方法。将故障前的潮流量作为输入,利用堆叠降噪自动编码器对输入量进行多层抽象表达,使用提取的各层特征训练支持向量机;建立支持向量机集成分类模型进行暂态稳定评估,对评估结果进行可信度分析,将输入空间划分为稳定区、边界区和失稳区;利用效用理论结合所提出的暂态稳定裕度指标对运行方式进行严重度分级。算例结果表明,所提暂态稳定评估方法具有更高的评估准确率和一定的泛化能力;所提严重度分级方法能够直观表现不同运行方式的危险程度。     

Dynamic preventive control strategies for power systems considering transient and midterm stabilities

This paper proposes a new dynamic preventive control strategy to maintain power system security, in terms of both transient and midterm stabilities. While the authors have already presented preventive control strategies for transient stability, a new problem has arisen in midterm instability in which some generators lose synchronism after 10 seconds or more from a fault clearance. It is clear that the cause of the instability is mainly post-contingency dynamic steady-state instability. This paper first shows a preventive control strategy for improving midterm stability using a dominant eigenvalue of post-contingency equilibrium point. This paper also presents a unified dynamic preventive control algorithm that can maintain both stabilities together. In this algorithm, the time domain for each stability problem is considered appropriately and the difference between the classical model and the detailed model is analyzed in detail. The effectiveness of the proposed method is examined with numerical examples for a model system.     

基于暂态能量函数线性规划法的切负荷算法

随着电力系统规模的不断扩大,系统的安全运行越来越受重视。当系统发生故障并清除后仍不能保证稳定运行,则需要切机切负荷。提出一种计算暂态稳定情况下的切负荷算法,为系统的安全评定提供新途径。该方法以电力系统暂态能量函数法为基础,运用线性规划理论快速计算线路的潮流极限,从而计算负荷点的切负荷量,大大降低了计算量。仿真结果证明了该方法的可行性。     

计及FACTS的暂态安全稳定紧急控制策略

FACTS控制与传统控制手段缺乏协调可能威胁电网安全稳定。离线控制策略表在不考虑FACTS设备条件下的断面极限过于保守，紧急控制措施较重；而考虑FACTS设备全部容量均可用于暂态过程时，又会导致断面极限过于乐观，紧急控制措施不足。提出了计及FACTS的暂态安全稳定紧急控制策略，将FACTS参与电网暂态稳定控制分为FACTS设备主动调节、紧急执行修正策略和分轮次追加控制3个阶段，将传统暂态安全稳定控制和FACTS控制有机结合，既保证了系统的安全性又提高了控制措施的经济性。以可控串补为例，通过实际电网仿真验证了所提策略，仿真结果表明，通过可控串补参与电网暂态稳定控制，降低了暂态过程中的加速能量，可减少传统暂态稳定控制的切机量，同时维持了电网的稳定运行。