基于气候模型的输电线路负载能力预测系统

随着电力系统规模的增加,我国负荷、能源分布不均的矛盾以及现有输电线路输送能力不足的问题日益突出,对输电线路负载能力进行动态的监测和预测不仅可以解决以上问题,还能够为线路负荷的调度、检修计划的安排提供重要参考。本文基于气候模型并利用神经网络在线学习,以气象数据的预测为依础,研制了输电线路的负载能力预测系统。文中详细讲述了系统原理、硬件设计和功能,同时以现场测试的结果对该系统进行了验证,表明本系统在对输电线路稳态和暂态负载能力预测方面取得良好效果,动态预测稳态和暂态负载能力充分挖掘了输电线路的输送潜力。     

输电线路检修计划模型

提出了一种输电线路检修计划模型。模型以全部待修输电线路检修启动时段的组合为决策变量，以系统在整个规划周期内因输电线路检修引起的供电不足风险增加量最小为目标，同时保证各条输电线路检修启动时段始终控制在可选集范围内。给出了基于禁忌搜索的求解数学模型的算法，通过仿真计算对模型与算法的可行性加以验证。     

输电线路检修计划的优化算法综述

目前人工编制检修计划的方法,无法综合考虑输电线路检修的可靠性和经济性,而优化算法可以实现两者的平衡。该文综述了国内外输电线路检修计划优化算法的研究现状,介绍了该算法的两种类型即输电与发电联合和输电线路单独编制检修计划的优化算法。前者重点介绍了基于Benders分解的算法和灵敏度分析法,后者主要有基于Benders分解和基于可靠性评估的两种算法。对四种算法分析比较后,提出今后的研究方向应为从实用化的角度改进算法的计算效率和收敛性。     

基于动态风险等级评估的输电线路巡检计划优化

现有输电线路巡检计划安排存在巡检效率低等问题,为优化输电线路巡检计划,降低输电线路的巡检成本,本文提出一种基于动态风险评估的输电线路巡检计划优化方法。综合考虑影响输电线路故障的内外部风险及故障造成损失,建立动态风险等级评估模型,通过量化风险值以评估线路风险等级,确定合理的巡检周期。基于巡检周期建立输电线路巡检计划的多目标优化模型,根据目标优先级利用多目标粒子群算法进行求解。最后采用某区域实际输电线路验证该模型的有效性。     

计及气象因素的输电线路维修风险分析

输电线路的失效率受气象因素影响较大,有必要在线路维修期间的系统风险评估中考虑气象因素对系统可靠性的影响,从而优化维修计划。为此建立了输电线路多年月平均失效统计模型,提出了考虑气象因素基于期望缺供电量指标的输电线路维修风险分析方法,可对不同输电线路维修期内的系统风险水平进行量化计算与比较,可为维修计划的安排提供参考。     

输电线路检修计划的优化算法综述

目前人工编制检修计划的方法,无法综合考虑输电线路检修的可靠性和经济性,而优化算法可以实现两者的平衡.该文综述了国内外输电线路检修计划优化算法的研究现状,介绍了该算法的两种类型即输电与发电联合和输电线路单独编制检修计划的优化算法.前者重点介绍了基于Benders分解的算法和灵敏度分析法,后者主要有基于Benders分解和基于可靠性评估的两种算法.对四种算法分析比较后,提出今后的研究方向应为从实用化的角度改进算法的计算效率和收敛性.     

基于风险的输电线路多目标优化检修

建立了考虑系统风险以及检修费用的输电线路多目标优化检修模型。构造能够计及机组出力波动、负荷波动、线路故障等诸多不确定性因素的系统风险指标,并使用基于半不变量的概率潮流方法进行计算。利用多目标进化算法对输电线路多目标优化检修模型进行求解,RBTS(reliability busbar test system)的算例验证该模型的合理性以及所采用方法的有效性。     

基于等风险度的输电系统检修计划

随着国内电网的快速发展,输电系统检修的重要性得到越来越多的重视。从整个输电系统角度出发,研究了输电系统短期检修策略的制定。首先利用设备状态监测技术选出待检修的设备,由于对输电网进行断线分析来获取输电元件对系统可靠性的灵敏度存在一定的困难,文中提出了以影响电量作为评价设备重要度的指标,可以有效提高计算效率,并以此形成设备的检修优化序列。然后借鉴发电机组检修策略,基于等风险思想建立了输电系统优化检修模型,其目标函数为检修期内系统切负荷风险削减量最大。该模型以检修周期内可靠性指标作为核心优化量,考虑了检修前后设备故障率的动态变化以及人力资源和检修费用等约束。最后,利用启发式算法对该模型进行了求解。通过实际算例验证了所提出模型和算法的可行性和有效性。     

基于概率风险评估的直流输电系统短时检修安排

针对目前调度部门和设备运行部门工作目标对立的局面,提出一种基于概率方法的直流输电系统计划检修的风险评估方法。该算法可用来量化评估直流输电系统检修对电网造成的风险。该直流停运风险指标仅由2个指标加权构成,即负荷削减概率指标LOLP和严重程度指标SI。基于历史运行数据和调度部门的专家建议,提出了系统能够接受的风险阔值标准,若直流停运检修的风险低于该阔值则可以批准检修。该方法为直流输电系统的检修安排提供了一种有效的分析工具。最后,以南方电网为例说明了所提出方法的实用性和有效性。     

基于机会约束2层规划的输电线路检修计划优化

通过对电力市场环境下输电线路检修计划优化问题（TMSOP）的研究,提出基于机会约束 2层规划的TMSOP模型和算法。模型考虑了TMSOP涉及的不确定因素,统筹了检修经济性和检修过程中电网的可靠性,同时综合评估了不安全现象的概率和后果。模型通过基于蒙特卡罗仿真的混合智能优化算法求解,在求解过程中引入禁忌表以提高计算速度。IEEE RTS-79算例仿真结果表明,文中提出的模型和算法不仅优化了线路检修计划和检修资源安排,而且明确了检修期间电网风险最低的运行方式。     

四川多回±800kV直流外送系统直流有功功率协调控制

金沙江1期工程和特高压交流输电系统建成后,四川将形成特高压交直流混联系统。电网结构更加复杂,电网安全稳定运行的压力进一步增大。针对四川交直流混联电网的特点,选择直流功率协调控制作为提升四川电网安全稳定水平的技术措施。提出了交直流协调控制中直流附加控制器输入信号的选取原则,评估了多回特高压直流有功协调控制对2012年四川电网丰大极限方式下系统稳定性的影响。结果表明:当交流线路出现故障时,通过直流有功功率的快速调节,承担原有交流线路输送的部分或全部功率,可以提高系统抵御严重故障的能力。     

南方电网西电东送交直流混合输电系统安全稳定性分析

随着国家“西部大开发”战略的实施，南方电网“西电东送”工程的建设进入了快速发展阶段，南方电网已成为我国第1个也是目前唯一的500kV超高压远距离交直流混合输电的大型区域电网。现以我国南方电网已经形成的“两交一直”和即将“五交两直”的交直流混合输电系统为基础，对南方电网进行分析，揭示其输电能力、薄弱环节和采取安全稳定控制措施等安全稳定特性，表明通过合理优化和正确制定安全稳定控制策略，保证安全自动装置动作的可靠性，交直流混合输电系统不仅可取得较大的输电效益，而且也可安全稳定运行。     

基于静态安全域的交直流混联大电网关键线路辨识

特高压直流输电系统的相继投运导致电力系统运行特性改变,交直流混联大电网的薄弱环节将出现变化。为辨识出交直流混联电网中的关键线路,避免大停电事故的发生,提出一种基于静态安全域的交直流混联电网关键线路辨识方法。采用静态安全域分析方法构建交直流混联电力系统的静态安全域,考虑交流线路潮流越限与直流逆变站闭锁判据,结合支路潮流模型,提出适用于交直流混联电力系统的静态安全裕度计算方法。以静态安全裕度为指标,给出交直流混联电力系统的关键线路辨识流程。最后使用江西电网实际电力系统进行仿真分析,结果验证了所提方法的合理性和有效性。     

MMC-LCC混合直流输电系统分段下垂控制策略

由模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)和电网换相换流器(line commutated converter,LCC)构成的混合直流输电系统中,LCC换相失败严重影响系统的安全稳定运行。文中首先分析MMC-LCC混合直流输电系统换相失败时的电流特性以及交直流电压特性。其次,考虑调制比对半桥型MMC的影响,采用MMC电压改善控制策略拓展电压调制比的可行域。然后,提出MMC电压分段控制策略,根据交流电压跌落程度的不同,分别设计直流电压参考值的调节方法,优化混合直流输电系统电压控制逻辑,实现MMC电压在正常运行与故障情况下的有效切换。最后,在MATLAB/Simulink中搭建MMC-LCC混合直流输电系统模型,对交流电压不同跌落程度进行仿真,结果表明所提控制策略能在实现故障穿越的同时提高直流电压控制精度,增强系统稳定性。     

基于最优组合赋权法的特高压交直流输电适用范围研究

随着特高压输电网建设规模的日益扩大,合理规划输电网中交直流输电方式成为一个迫切需要解决的问题。以基于输电能力的特高压交流和直流输电适用范围作为研究对象,考虑交直流输电特性,建立了反映功率传输特性、安全稳定性、经济性等因素的交直流输电方式的评价指标,采用基于最优组合权重方法,对“点对网”情景下1 000 kV特高压交流和±800 kV特高压直流输电模型进行评估,得到了这2种输电方式适用范围。本文提出的方法和模型为未来特高压电网规划,特别是为各大能源基地外送输电方式的选择提供参考依据。     

计及VSC的交直流混联电网扩展规划研究

为解决交直流混联电网供电问题,提出了计及VSC(Voltage Source Converter)的交直流混联电网扩展规划模型与方法。首先分析了VSC元件稳态模型与典型控制策略,在此基础上研究了计及VSC的交直流潮流计算方法。然后,以发电运维成本最小化为目标,提出了一种交直流混联电网扩展规划优化模型。通过算例验证了模型方法的可行性与有效性,并展示了计算全过程。此外,算例结果也表明差异化VSC元件控制策略会影响潮流分布水平,进而影响最终扩展规划结果。     

特高压交直流混联电网稳定控制分析

结合我国电网发展综述了特高压交直流混联输电系统安全稳定控制存在的问题及解决方法。首先,根据交直流混联系统网架结构,给出了初步评价该类系统稳定性的一般方法,分析了交直流混联系统存在的稳定性问题及控制需求。其次,结合我国电网规划中的交直流混联系统,论述了利用直流系统功率紧急控制、功率调制、频率调制等方法提高交直流系统稳定水平的方法,并给出了研究示例,验证了上述方法的有效性。最后,针对目前交直流混联系统研究存在的不足,展望了未来研究方向。     

含嵌入式直流的受端电网动态响应智能分析方法

直流输电系统嵌入大型交流系统，将进一步增加换相失败、直流闭锁等故障对系统安全稳定的影响，交流系统与直流系统的交互作用，将使系统动态更加复杂；针对电网不同运行方式下大扰动后系统复杂动态响应特性分析难题，本文提出一种基于机电-电磁混合仿真与机器学习的智能分析方法。该方法基于PCA降维、DBSCAN、Kmeans等算法建立二阶段聚类模型，可针对直流落点近区严重故障后大量混合仿真动态曲线在高维空间中自动聚类，并给出相应标识与严重程度，提取交直流系统在不同故障下的典型动态模式，并自动标注并识别各模式下主导安全稳定问题。本文所提方法的有效性在2025年华东电网运行方式中得以验证，仿真结果标明，所提方法可有效提取不同故障下系统动态模式，将有效支撑后续复杂故障下的交直流系统动态机理分析。     

含±800 kV云广直流的南方电网交直流系统 RTDS仿真研究

云广±800 kV特高压直流输电系统投运后（2009年单极投运,2010年双极投运）,南方电网结构将更为复杂,交直流并联运行特点愈发显著。因此,建立了南方电网2010年交直流并联电网全电磁暂态RTDS实时仿真模型,并进行仿真分析。结果表明：云广直流系统在孤岛方式下全功率运行时,南方电网系统可能会出现约0.6 Hz振荡,可以通过降低云广直流传输功率解决该问题;云广直流系统发生双极闭锁故障,将影响南方电网稳定运行,须预先研究合适的安稳策略。     

基于降阶模型辨识的交直流混合输电系统广域阻尼控制

提出了一种辨识交直流混合输电系统降阶模型并设计其广域阻尼控制器的方法。首先在单输入单输出系统模型辨识原理的基础上提出交直流混合输电系统降阶模型的辨识方法；根据射影控制原理进一步设计了交直流混合输电系统的广域阻尼控制器。考虑到广域反馈信号在传输过程中存在的通信时延对系统稳定性的影响，设计了基于广域信号主导模式的时延补偿环节。以规划中的南方电网交直流混合输电系统进行算例研究，验证了所设计的广域阻尼控制器的有效性与可靠性。