输电线路动态增容运行风险评估

输电线路动态增容系统作为智能输电线路技术支撑系统的重要部分,能提高输电设备的利用效率,帮助运行人员更好地掌握当前线路的运行状态。为确保输电线路增容运行的可靠性和安全性,文中研究提出基于马尔可夫链蒙特卡洛方法对输电线路增容运行后的风险进行评估的方法。该方法主要利用各微气候监测参数后验分布的随机序列来建立风向、风速和环境温度等气候概率分布模型,结合线路负荷电流模型利用蒙特卡洛模拟来预测导线的温度分布,从而给出线路增容运行的风险指标。基于夏冬2季的典型监测数据,利用所提出的方法对动态增容系统给出的热容量的可靠性进行分析,结果表明线路运行风险控制在合适的范围以内,满足电网运行和调度工程的要求。     

提高输电线路输送容量动态监测增容技术的研究

为了提高输电线路的输送容量,在理论分析、试验研究和对现场进行可行性分析后,提出了采用动态监测技术提高输电线路的输送容量。主要内容有:在影响输电线路输送容量的瓶颈点设置监测装置,监测导线温度、环境温度和日照强度;从调度的实时数据系统监测线路和相关输电断面的电流;设计数学模型,将监测数据转换成增容运行数据,为调度人员进行安全的增容运行。研制开发的增容系统已在多条500/220kV线路上运行,验证了该技术的关键问题。     

基于阻塞分析的输电线路动态增容

为了确保输电线路动态增容后电网的安全稳定运行,基于超短期预测数据确定输电能力的受限原因,通过计及动态安全的阻塞管理分析识别阻塞关联输电线路。针对增容的线路和增容时段,根据气象预测数据计算未来一段时间内的允许载流量。对阻塞时间在一定范围内的待增容线路,考虑导线温升暂态过程,进行事故后导线允许载流量分析。并在此基础上确定满足安全稳定约束的增容容量。基于上述方案开发了一种基于阻塞分析的输电线路动态增容系统。     

电力系统输电运行弹性空间建模与效益评估

电力负荷增长和新能源接入给电网安全、经济运行带来了新的挑战。为提高电网运行安全裕度,在更大空间内实现资源优化配置,需要在现有设备基础上,挖掘电网的电能输送潜力。为此,提出输电环节运行弹性空间的概念,以挖掘输电线路与联络线的运行弹性空间。文中提出两种提高输电运行弹性空间的方式及其建模方法:①基于转移分布因子,建立线路故障短时增容弹性模型;②基于互联外网静态等值模型,建立考虑外网运行约束的联络线调整弹性模型。在此基础上,提出考虑输电运行弹性空间的N-1安全经济调度优化模型。最后,通过IEEE 30节点与IEEE 9节点互联系统评估了输电运行弹性空间的效益。仿真表明,考虑输电运行弹性空间的调度方法相较于常规调度方法可有效提高风电消纳,降低电网运行成本。     

基于广义断面的电网调度操作风险评估

在电网中实际存在的输电断面基础上,提出了涵盖电网中线路、主变压器、母线与开关等设备分组的广义断面概念。由此定义了电网调度操作风险,即调度操作设备本身以及与调度操作设备同处一个广义断面的其他设备发生故障给电网带来的综合影响,并提出了适用于调度操作风险的评估方法。该方法将设备分为暴露型设备与封闭型设备,并分别赋予其相应的时变故障概率模型,应用发电机再调度与负荷削减的最优潮流模型等效评估设备故障给电网造成的风险后果。最后应用IEEE 10机39节点系统与某实际电网验证了该方法的有效性。     

计及网络约束的发用电一体化综合优化调度模型

电力高峰负荷持续增长及间歇式能源的迅猛发展提高了输电阻塞的风险,对电力系统调度调节能力提出新的重大挑战。传统电网中主要通过动态增容、负荷转供及有序用电来解决网络阻塞问题。智能电网环境下,随着"源—网—荷"互动能力的提升,柔性负荷参与电网调度在解决网络阻塞问题方面发挥着十分经济高效的作用。基于柔性负荷参与地区电网需求响应调度,以"源—网—荷"三方综合效益最大为目标,构建了计及网络约束的发用电一体化综合调度模型,通过形成最优电价和激励调度方案,实现了对发用电侧的协同一体化综合调度,在有效缓解网络阻塞问题的基础上,实现了满意度和互动成本的最优。采用IEEE 14节点算例验证了优化调度模型的经济性和有效性。     

局域电网负荷智能管理技术研究与应用

围绕动态增容的理念,通过实时监测设备负荷电流、运行温度和气象条件等数据并汇总,通过热路模型建模分析为动态增容及风险寿命提供数据支持。以动态增容决策为基础,结合潮流分析计算,为局域电网调度管理提供最优运行方式并对设备增容风险提出预警,最终实现基于热稳定极限的动态负荷监测与控制。     

考虑电网静态安全的输电线路动态增容系统

针对电网调控的特点和需求,将动态增容技术从设备分析层面提升到电网分析层面,提出了动态增容在电网调控系统中应用的总体实施方案和功能模块设计。首先分析了调控系统中动态增容的应用原则,在此基础上提出了动态增容系统的总体架构、功能模块、接口设计和硬件结构;然后对系统的数据接入与处理、线路和输电断面动态限值计算、增容过程安全评估、电网增容预测分析等关键技术进行了阐述;最后介绍了该系统在南京地区的应用,基于电网实际运行数据对系统应用效果进行了分析。     

含风电场的电力系统动态关键输电断面分析

大规模风电场接入高压输电网,将对电能传输与分配产生较大影响,有必要开展计及风电场出力特性的关键输电断面研究。通过将调度计划纳入到电网分析,引入风速和负荷预测误差的概率分布函数来描述系统中存在的不确定性因素,提出了一种基于概率潮流分析和复杂网络理论的电网分区及关键输电断面自动分析算法。该算法建立了动态关键输电断面分析模型以考虑电网调度运行的灵活性。在概率潮流分析的基础上,提出了计及不确定性因素的输电介数指标用于关键线路识别,进而基于电网小世界特性的分析,利用GN(Girvan Newman)算法将电网分割聚类,发现关键输电断面并对其重要性排序。通过含有风电场的CEPRI 36节点系统仿真计算,验证了本文模型、算法的有效性和实用性,并说明了含风电场电力系统的输电断面所具有的特点。     

输电线路在线增容系统在四川电网的应用

讲述了输电线路在线监测增容系统在四川电网的应用,通过测温球得到线路的实时数据,后台服务器分析计算出最大限额容量和对应的限额时间,指导调度部门动态调整输电线路热稳定负载,深度挖掘输电线路的输送潜能,从而达到减少输电设备的投资的目的.     

220kV海中4634架空输电线路动态增容研究

介绍了220 kV海中4634架空输电线路概况,对动态增容理论进行了简要分析,并分别用回归分析方法和实际气象条件下的数据对文中使用的动态增容模型进行了验证.通过动态增容在220 kV海中4634线的应用情况分析可以看出,动态增容技术能在不改变现有输电线路结构的前提下,充分发挥输电线路的负载能力,以确保电网的供电可靠性.     

变电设备动态增容系统的设计与实现

变电站内设备容量逐渐成为限制电网输送能力的瓶颈,该文对变电设备动态增容技术进行了研究,并设计研发了一套变电设备动态增容系统。系统通过采集变压器温度、电流等状态监测参量,依据GB/T 1094.7油浸式电力变压器负载导则和变压器热电路等效模型对变压器的过负载能力进行计算,并利用电流分流算法对过负荷后,变电回路中的断路器、互感器和隔离开关进行过负载能力校核,结合电网运行方式以及风险评估值,对变电设备的运行状态和增容能力进行分析评估。试点应用情况表明,系统计算结果可为调度人员的操作提供科学依据。     

基于交替方向乘子法及最优潮流的输配电网协调规划方法

输配电网间的交互愈加紧密,因此在规划中考虑两者间的协调关系是十分必要的。对此,提出了一种基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM)及最优潮流(OPF)的输配电网协调规划方法。该方法首先通过计及网络最优潮流,以输配电网连结处的传输功率作为耦合变量建立输配电网协调规划模型,并将耦合变量作为共享变量,利用ADMM算法求解模型得到电网规划初步方案。然后提出划分子算法对配电网侧规划初步方案中的各变电站所带供电网络进行独立划分得到配电网侧规划最终方案,据此优化输电网侧规划初步方案。最后将两侧电网规划最终方案加以整合。通过对IEEE-14节点输电网与54节点配电网的耦合系统进行仿真分析,并对比不考虑输配电网协调关系时的电网规划方案,验证了该方法的合理性和有效性。     

一种考虑设备可载性的输电线路动态应急增容方法

充分利用输电线路动态应急增容能力,对于避免设备因过载而损坏,保证系统可靠性和为调度调整预留时间意义重大。在现有研究工作的基础上,提出了一种考虑设备可载性的输电线路动态增容方法,在应急场景下,采用通道阻塞分析选取增容线路,并分析增容线路在线温、故障概率、失效贡献、个体损失等约束下设备可载性,并结合微气象信息针对不同应用场景进行应急增容方案的差异化分析。算例分析定量展现了可载性约束下线路应急增容策略的计算分析过程及设备可载性对应急增容策略的影响。该方法能充分响应设备状态、气象环境、系统工况对设备可载性的影响,并基于设备可载性实现线路的差异化应急增容,进而指导调度人员进行增容、限容操作。     

电力系统恢复过程中的工频过电压动态优化控制

合理的持续工频过电压控制策略是电力系统恢复方案的重要组成部分。针对当前持续工频过电压控制静态优化方法的局限性,以恢复序列为优化周期,以线路投运为分段标志,建立了电力系统恢复过程中的动态多目标工频过电压优化控制模型,实现一个恢复周期内的全过程优化。根据恢复过程需要,结合系统恢复方案,定义了恢复过程中的工频过电压优化控制的目标函数,综合考虑恢复序列的操作风险、电压控制方案的操作时间以及系统的电压偏差对电压控制方案的影响。利用改进的强度Pareto进化算法(SPEA2)求解模型的Pareto最优解,并采用字典序法选择出适应不同恢复场景的最优方案。以山东电网为例,分析和比较了不同恢复场景下动态优化和静态优化的仿真结果,表明所述模型能够适应电力系统恢复的要求。     

基于改进遗传退火算法的输配电网协调规划方法

针对目前对输配电网协调性考虑不足的问题,考虑机组间负荷优化分配因素,引入耗量成本,构建了包含输配电网协调性指标的电网评价指标体系。结合电网经济性指标和可靠性指标,通过优化算法选出综合性能最优的输配电网规划方案。在解决遗传算法"早熟"、易陷于局部最优等问题的基础上,提出了一种优化算法并将其应用于考虑输配网协调性的电网规划问题中。仿真计算结果表明,所提出的方法是可行、高效的。     

Hybrid Fault Diagnosis Scheme Implementation for Power Distribution Systems Automation

Power distribution automation and control are important tools in the current restructured electricity markets. Unfortunately, due to its stochastic nature, distribution systems faults are hardly avoidable. This paper proposes a novel fault diagnosis scheme for power distribution systems, composed by three different processes: fault detection and classification, fault location, and fault section determination. The fault detection and classification technique is wavelet based. The fault-location technique is impedance based and uses local voltage and current fundamental phasors. The fault section determination method is artificial neural network based and uses the local current and voltage signals to estimate the faulted section. The proposed hybrid scheme was validated through Alternate Transient Program/Electromagnetic Transients Program simulations and was implemented as embedded software. It is currently used as a fault diagnosis tool in a Southern Brazilian power distribution company.     

架空输电线路动态增容研究

提出在导线允许运行温度不变、保证运行安全性的前提下,采用线路导线温度、风速、日照、载流量等的检测及数据传输装置,利用输电线路实时增容监测分析系统提高输电能力。介绍了输电线路实时动态增容监测分析系统的基本原理、系统组成、主要功能及发展远景。     

基于拓扑聚合的输电断面辨识方法与断面传输极限的研究

国内外多次发生的大停电事故表明输电断面是大规模互联电网的薄弱环节。快速搜索出电网关键输电断面并计算出断面极限传输功率,有利于调度部门及时调整运行方式,避免电网发生大面积停电事故。提出利用电网拓扑聚合算法对电网关键输电断面进行搜索。通过对电网邻接矩阵进行简单的矩阵变换操作,将拓扑中临近节点聚合到邻接矩阵的主对角线附近。直接在变换后的邻接矩阵上对电网输电断面进行快速搜索,然后通过潮流分布因子来辨识关键输电断面。利用磷虾群优化算法构造电网关键输电断面极限传输功率的优化模型,准确计算断面极限传输功率。IEEE14节点系统和IEEE39节点测试系统验证了所提方法的有效性。