电力系统低压减载和低频减载协调控制策略

低压减载和低频减载是分别解决电力系统中电压稳定问题和频率稳定问题的最常用手段。实际系统中，电压稳定问题和频率稳定问题往往是互相耦合、共同存在的，单独采用一种策略难以同时解决2个问题。文中提出了一种可以实现低压减载和低频减载协调控制的方法。该方法将切负荷控制中的优化问题转化成一个可满足性校验问题，然后采用“搜索+校验”的思路进行求解。求解过程中先采用有序二元决策图（OBDD）等快速搜索算法缩小决策空间，然后针对其中的策略进行可满足性校验。该方法不用求解复杂的多目标、混合整数优化问题，直接得到可行的切负荷策略。最后给出了基于此方法的仿真算例，并通过时域暂态仿真验证了结果的准确性。     

基于频率和电压稳定的紧急控制策略研究

紧急控制中的低频减载和低压减载策略作为第三道防线的重要内容,已经在电力系统中广泛加以采用,对防止系统稳定破坏具有重要意义。在分析和总结国内外低频减载和低压减载方面主要研究工作的基础上,归纳了目前切负荷方案的优缺点,着重指出系统受到大的扰动时,电压稳定和频率稳定均受到威胁,仅考虑频率或电压单一变量的切负荷策略是不可靠的。因此,新提出的紧急减负荷策略还需要考虑系统网络拓扑的变化,以及频率稳定和电压稳定的相互影响,以实现切负荷的动态自适应性。     

基于暂态频率偏移安全性的低频减载方案优化

基于启动频率和动作延时的低频减载方案应用广泛,但传统整定方法的模型高度简化,整定方案较为粗糙,难以适应运行方式变化.以满足系统最大功率缺额为目标,将基本轮启动判据视为暂态频率安全二元表,定量分析暂态、稳态频率约束,提出基于暂态频率偏移安全性的低频减载方案优化整定方法,并考虑电压波动对低频减载方案的影响,将电压波动折算为频率偏移以提高低频减载方案适应性.仿真表明,该方法能准确整定低频减载方案,有效控制系统频率,并给出系统频率稳定信息.     

基于PSASP的低压减载优化整定研究

目前国内低压减载整定方案通常将减载量均分到各轮次,在实际应用中存在欠切或过切的风险。在PSASP中对IEEE36节点系统建立低压减载模型,基于自主研发的PSASP数据接口和计算接口,采用分枝限界法,对低压减载方案各轮次的减载量进行优化整定。所得方案能适应各种可能出现的运行方式和可能发生的功率缺额故障,使电压满足暂态性能指标,且减载量达到最小。具有一定的工程实践指导意义。     

互联电网的地区频率特性差异性及其对低频减载的影响研究

分析影响互联电网频率特性的关键因素及各地区电网的频率差异性,指出传统的基于同一频率假设的电网频率安全分析及低频减载整定方法的局限性.互联电网的低频减载方案应能同时满足全网频率安全与地区电网孤岛运行时频率安全的要求.提出了既满足全网频率特性要求又适应各地区频率特性要求的低频减载优化方法,基于地区频率特性整定出容易发生解列的地区电网的低频减载方案,以此调整传统的全网统一方案中相应地区电网的低频减载方案.以西电东送背景下的广东电网为例,按所提方法进行优化的低频减载新方案与原有方案进行了比较分析,结果表明了方法的正确性与有效性.     

负荷密集型城市电网低频低压减载配置方案优化研究

负荷密集型城市电网在极端严重故障下可能发生频率、电压崩溃的风险。采用基于轨迹的时域动态仿真方法,分析深圳电网现有低频低压减载措施存在的问题。在考虑局部地区孤网后低频低压减载方案与全网低频低压减载方案相互协调配合的基础上,提出既满足全网频率特性要求又适应局部负荷密集型城市电网频率要求的低频低压减载优化方案。仿真结果验证了所提配合原则的合理性和配置方案的可行性。     

南方电网系统频率特性及低频减载方案

分析评价南方电网发生大功率缺额时,电网频率暂态稳定特性及现有低频减载方案对保证系统频率稳定的作用和效果。提出南方电网低频减载方案评价方法和改进方案。研究表明,采用改进方案,可使系统在受到不同程度的功率缺额扰动时,都能够更好地满足减负荷的需要,保证系统频率不致过低并能较快恢复,有利于系统的频率稳定及大机组的安全运行。     

基于WAMS的自适应低频减载动态优化策略

在《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(599号令)中,提出了在故障处理过程中的负荷切除量等同于故障损失负荷量,这要求电网在安全稳定运行的前提下尽可能地少切或不切负荷,以降低事故控制代价。因此,提出计及负荷频率调节效应、P-V特性和负荷重要度的减载贡献因子来有效指导低频减载过程中的选址定容。通过分析电压突变因素对不平衡功率的影响以提高功率缺额计算式精度,依据系统频率变化率的梯度变化逐轮次地动态优化减载量,以期充分发挥系统频率的自恢复调节能力。IEEE 39节点系统仿真分析表明,所提出的低频减载动态修正优化策略,能够在减少切负荷控制代价的同时改善系统频率恢复水平,从而兼顾频率紧急控制的经济性与可靠性要求。     

考虑暂态电压稳定的低压减载地点选择

提出一种考虑暂态电压稳定的低压减载最佳地点的选择方法。在电力系统微分代数方程模型中,系统轨迹碰到奇异面对应着系统发生暂态电压失稳,可以通过切负荷控制使得奇异面远离系统轨迹,从而避免发生电压崩溃。奇异面移动的距离可以看做评估控制效果的一个指标。用文中提出的灵敏度分析方法计算这一指标对于节点负荷的灵敏度,根据灵敏度大小选择低压减载装置的最佳地点。在IEEE 39节点系统中进行了仿真验证,结果说明所提出的低压减载地点选择方法合理有效。     

考虑系统频率恢复性能的低频减载参数优化模型

在研究传统的低频减载参数优化控制代价最小模型的基础上,提出一种兼顾考虑系统频率恢复性能和切负荷量最小的低频减载参数优化模型,同时考虑了各种预设场景的风险概率因素。基于模型特点,采用差分进化算法来求解问题。针对优化问题的稳态约束和超调约束,提出用分段惩罚函数法来提高差分进化算法的执行效率。实际的电力系统算例仿真表明,提出的模型比控制代价最小模型的综合表现更佳,初步论证了模型和算法的可行性和有效性。     

综合电压频率动态交互影响的自动减负荷控制新方法

基于单一的频率量测或单一的电压量测而独立动作的传统低频低压减负荷控制装置,未计及受扰系统电压与频率之间的实时动态交互,难以完全适应系统初始工况、负荷特性或扰动形式的变化,某些情况下可能出现严重的欠控制或过控制。文中提出一种在装置的实时控制算法中计及电压与频率动态交互影响的自动减负荷控制方法,其核心是测量装置安装节点的电压、频率以及负荷有功功率,并计及与当前系统初始工况、负荷特性或所发生扰动形式相对应的频率电压相关系数,实时计算综合状态量以触发自动减负荷控制装置的分轮次动作。对实际电网的时域仿真结果表明,该方法可较好地适应系统初始工况、负荷特性或扰动形式的变化。     

解列后局部孤网的自适应第三道防线配置方法

通过薄弱交流断面与主网相连的局部电网在断面解列后转为孤网运行时,容易出现频率稳定或电压稳定破坏问题。以某实际局部电网发生的一起全停事故分析了现有低频低压切负荷和过频切机配置方法的不足,提出一种适用于解列后局部孤网的低频低压切负荷和过频切机配置方案,以改善第三道防线对孤立电网运行方式或电网规模变化的适应性。其主要思路是将低频低压切负荷及过频切机方案分为速动区和补偿区,前者用于快速平抑不平衡功率冲击,避免频率或电压大幅偏移;后者用于避免频率或电压快速变化时,低频低压切负荷或过频切机多轮次相继动作导致过控。基于实际电网的仿真结果验证了所述方法的有效性。     

基于多代理技术的低频低压减负荷控制

随着互联大电网的电压、频率稳定问题日益复杂,其分析和控制应进一步在全局范围内协调考虑.传统的低频低压减负荷控制方法,对分散安装在各地的控制装置缺乏协调,不利于实现系统整体控制的实时协调和优化,文中提出一种基于多代理技术实现多个就地减负荷控制装置协调动作的新方法.其核心思想是基于节点电压频率动态的空间分布特性,并计及当前...     

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。     

江苏电网低频低压减负荷优化配置研究(二)——研究方法与动态模型参数的获得

采用时域动态仿真法研究了江苏电网及各分区电网的频率电压动态特性,分别得到了江苏全网和各分区电网的综合负荷频率响应系数。对江苏电网现行低频低压减负荷方案进行了校核,表明可能出现负荷过切、频率悬浮等问题。给出了江苏电网新的低频低压减负荷优化配置方案。研究表明,采用轮级间协调的集中控制型减负荷装置并配以后加速机制可以有效地改善故障下频率电压恢复曲线,减少切负荷量。     

基于风险的低压切负荷量的确定方法

针对低压减载方案中切负荷量的问题，利用马尔可夫方法，计算出低压减载方案各种动作情况的概率。在此基础上，结合电压崩溃的风险理论，以在预想事故下所切负荷量为变量，构造方案引入所带来的电压崩溃风险的函数，再以该风险量最小为标准，确定切除负荷量的多少。与传统方法不同，该方法综合分析了各种意外事件、考虑了低压减载方案本身的可靠性。计算处理的信息更丰富，结果更准确。IEEE 14节点的算例表明了该方法计算的有效性。该方案为低压减载方案的设计提供了参考。     

低压减载参数优化整定中暂态电压安全性的考虑

分析了低压减载(UVLS)改善暂态电压安全性的机理,提出UVLS参数优化整定中考虑暂态电压安全的分析方法与步骤,基于暂态电压安全裕度分析评估了电网暂态电压安全的薄弱区域。在分析UVLS参数对暂态电压安全裕度影响的基础上,进行UVLS参数优化整定,以详细模型时域仿真给出的母线电压的时间响应曲线为依据,按暂态电压安全裕度优化整定UVLS参数。     

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.     

一种新型低频减载方案的研究

在突然恶性事故情况下,由于发电厂的退出,电力系统有可能产生严重的频率下降,导致系统崩溃和大面积停电事故。低频减载装置无疑是一种抑制频率下降的有效方法。它依据测量到的频率值,按轮次分步骤地减负荷。显然,此时的电力系统特性已经变化,而低频减频（UFLS）装置却没有做出相应的修正,仍然是在全系统范围内切除预接负荷。作设计了一种新的减负荷方案,它利用频率和电压的变化,针对每一种事故情况,特别是在承受较大扰动的地区切负荷,以求达到供需平衡。对互联系统的严重功率缺额的模拟研究表明,新的减负荷方案明显优于现有的低频减载（UFLS）方案。     

江苏分区电网低频低压减载方案适应性分析

在调研评述国内外分区电网低频、低压减载方案研究现状的基础上,针对江苏电网分层分区运行特点,分析指出江苏分区电网极端严重连锁故障下存在严重功率缺额、局部孤网等问题,通过校核江苏分区电网低频、低压减载方案的适应性．提出江苏分区电网低频、低压减载配置方案的改进建议。最后针对特高压电网互联、电气联系紧密,受电比例大、新能源出力不确定性等,对低频、低压减载方案整定研究方向进行了展望。