基于交流灵敏度的在线安全控制策略

电力系统必须使线路的潮流在安全限值以下,并能够在发生N-1故障后通过在线控制快速恢复系统的稳定运行。为此,提出一种基于交流灵敏度的反向等量配对调整法在线安全控制策略,该策略应用精确的交流潮流模型获得灵敏度数据,并采用反向等量配对调整法进行安全校正,快速确定发电机出力调整及切负荷等措施,进而消除电网中存在的线路过载。通过IEEE 118bus数据算例分析,验证了该算法所涉及控制策略的合理性和有效性。     

基于抽样盲数的线路N-1静态安全评估

为了研究负荷和新能源出力不确定性对线路静态安全分析结果的影响,提出了一种基于抽样盲数的线路静态安全评估方法。首先介绍了将持续负荷曲线和新能源持续出力曲线抽象成为抽样盲数的抽样方法,并将负荷抽样盲数和新能源出力抽样盲数的样本进行相互组合得到多个待分析场景。在此基础上,分析每个场景下发生线路N-1时是否有其余线路或元件过载,计算发生过载情况的场景概率之和便可得到所研究网络不满足N-1准则的概率。最后,对这些存在不满足N-1准则风险的线路依据风险概率进行排序得到所研究电网薄弱环节。结合7节点交直流电网算例对所提出的方法进行了详细说明,计算结果表明抽样盲数方法可用于线路N-1静态安全评估,从而实现对电网的多维度评价。     

输电断面的有功安全预防-校正负荷调整算法

当输电断面支路出现重载时,应启动预防控制措施,避免线路过载;当切除过载线路可能引发输电断面连锁跳闸时,应启动过载校正措施,消除支路过负荷;必须切负荷时,应尽量减少切负荷量。采用原-对偶内点法求解非线性规划模型,获得消除支路过负荷的控制方案。为了将有功校正算法应用于机组调整能力有限的地区电网,将有功校正的主要调整对象扩展到负荷节点。依据负荷节点对降低越限支路和重载支路潮流的综合作用提出综合灵敏度概念,并根据该概念确定加减负荷节点。利用反向配对技术,模拟负荷在送电端或受电端内的相邻节点间转移,达到消除支路过负荷的目的。针对某地区电网进行仿真计算,表明所提出控制算法的有效性。     

考虑风电消纳的风-蓄联合系统N-1安全校正方法

当前风-蓄联合系统优化调度模型未整体考虑电网的N-1安全,导致支路过载风险急剧增加。基于此,提出了一种考虑风电消纳的风-蓄联合系统N-1安全校正方法。该方法建立了抽水蓄能电站的连续可微模型,基于两步评估法辨识系统N-1故障下的高风险过载支路并形成高危风险集,推导出考虑基态和N-1故障下的安全约束,以各类发电机和负荷有功调整量最小为目标函数,建立了消除支路有功越限的N-1安全校正模型。目标函数中,以过载支路对风电机组的有功灵敏度作为趋势指标,动态调整各控制量的调整优先级,在充分挖掘系统内各机组的潜能、消除系统安全隐患的情况下,尽可能减少电网弃风。以IEEE57节点标准系统为算例,采用线性规划方法对模型求解,测试结果证明了所提方法的有效性和正确性。     

计及空调负荷群控制的源-荷协同优化调度模型

空调作为具有热存储特性负荷的典型,具有被纳入电力系统调度控制体系的潜能。设计了含可控空调负荷群的调度控制构架,提出了一种计及空调负荷群控制的源-荷协同优化调度模型方法。对基于多样性保持的空调负荷群控制策略的控制特性和参数进行深入分析,建立了负荷控制代价模型。在此基础上,建立计及空调负荷群控制的源-荷协同优化调度模型,模型是使电网运行过程中的发电成本最低、负荷控制代价最小的双目标优化问题,采用参考目标法将最小化负荷控制成本放到约束条件中,把双目标转换为单目标优化问题进行求解。IEEE 30节点系统的算例仿真结果验证了所提模型方法的有效性。     

计及过载线路发热严重程度的紧急控制方法研究

现有紧急控制算法制定紧急控制方案时没有考虑发电机有功出力调整速度的限制,不能根据过载线路消除过载迫切程度的不同灵活调整紧急控制方案,可能造成紧急控制方案的实用性较差,故提出一种计及过载线路发热严重程度的紧急控制方法。首先,建立紧急控制过程中过载线路的发热模型,定义过载线路热量累积极限值来描述调度员对消除线路过载的期望。其次,在功率灵敏度矩阵的基础上建立紧急控制过程中过载线路上流通的有功功率随发电机出力调整、切机切负荷措施的函数,进而实现对紧急控制期间过载线路发热情况的定量计算。最后以经济补偿最小化为目标,建立紧急控制优化模型,以基于模拟退火的粒子群优化方法求解模型。得到的紧急控制方案能够在满足调度员对消除线路过载的期望下充分发挥调整发电机出力成本低、切机切负荷措施实施时间短的优点,实用性更强。在IEEE39节点系统中对所提方法的正确性和优越性进行了验证。     

计及线路动态电热特性的交直流混联电网过载控制策略

交直流混联电网中大容量直流闭锁或交流线路因故障切除会引发潮流大幅度转移,增加电网连锁故障风险,需及时采取安全控制措施阻断事故的扩大。为此提出一种交直流混联电网过载控制策略,该策略充分挖掘输电线路耐受过负荷的能力,引入导线动态电热特征量作为线路安全约束,协调健全直流输送功率调节、机组有功调整以及切负荷等多种手段,实现与时间关联的潮流动态优化控制。控制模型以总控制代价最小为目标函数,经过变量的优化筛选在较短时间内得到安全且经济的过载控制方案,可有效地避免混联电网连锁跳闸事故发生。最后,基于改进的IEEE39节点交直流混联系统,与采取不同线路安全约束条件、不同优化变量的控制方法相对比,验证了所提过载控制策略的有效性及优越性。     

基于双层优化规划的线路过载控制策略

对于随机故障切除后潮流转移造成的过载线路,其后备保护动作可能引发连锁故障,造成大停电事故,必须闭锁后备保护并通过线路过载控制消除过载.为减少控制策略中产生的发电机组远距离功率调节的情况,提出一种基于双层优化规划的线路过载控制策略.首先,基于支路对节点电流灵敏度矩阵构建电气距离矩阵,采用层次聚类算法进行电网分区,体现不同电气距离的发电机组对过载线路功率调节效果的差异.其次,构建双层优化规划模型,上层优化目标考虑系统功率总调节量,下层优化目标考虑各相邻区域内发电机组对过载线路区域的功率减量差值.再次,根据上层目标方程求解系统功率总调节量最小的目标值,然后通过非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对下层优化模型进行求解,获取一组Pareto最优解集,通过满意度指标选择最优的源-荷功率调节控制方案,并实施控制方案消除线路过载.最后,基于IEEE 39标准节点系统验证所提控制策略的有效性和合理性.     

基于内点法消除输电断面过载的实时控制算法

当切除过载线路可能引发相关输电断面连锁跳闸时,应紧急消除线路过负荷,保证输电断面的安全。文中采用原—对偶内点法求解非线性规划得到消除线路过载的控制方案。由于实时控制的快速性需要,引入反向配对技术来避免平衡机越限;为使调整量最小且严重情况下避免切负荷,依据节点对过载线路和接近极限线路的共同作用提出综合灵敏度概念,并根据综...     

考虑系统时变特性的静态安全校正控制

电力系统静态安全校正控制执行期间,系统负荷和风电出力可能发生变化。提出一种考虑负荷和风电出力时变特性的静态安全校正控制方法。该方法在校正模型中引入了动作执行时间变量,从而可以考虑系统负荷和风电出力的时间变化特性以及发电机的调节速度限制,制订的校正控制策略不但可保证当前工况下的静态安全性,也保证了负荷和风电出力波动情况下的静态安全性。我国某实际682节点系统的仿真算例验证了该方法的有效性。     

适应特高压直流闭锁故障处置的批量负荷快速控制关键技术

特高压直流双极闭锁后以及重大事故等紧急情况下,受端电网功率会严重失衡进而导致重要输电断面过载、联络线超用以及系统旋转备用不足等问题,电网调控人员亟需快速准确切除大量负荷平衡区域电网功率的技术手段。文中提出了基于现有智能电网调度控制系统基础平台一体化建设的批量负荷快速控制系统,阐述了系统总体架构及关键技术实现方案,重点提出了综合考虑负荷重要等级、控制顺序、控制裕度等多目标融合的批量负荷控制策略,并实现了基于多厂站并发控制的批量负荷快速切除方法。最后,结合实例验证了该批量负荷快速控制系统的有效性,紧急情况下能够快速完成大量负荷切除操作,切实保障电网安全稳定运行。     

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。     

发电机组误上电事故的继电保护动作分析

发电机组误上电事故常常被人忽视,大容量机组误上电事故的危害则超出想象。针对近期国内一次发电机组误上电事故,较为详细地分析了事故中涉及到的发电机误上电保护、程序跳逆功率保护、失磁保护、定子绕组过负荷保护和转子过电压保护的动作情况。根据发变电组保护的整定和动作情况,找出此次误上电事故中主设备没有得到有效保护的根本原因。最后建议:300 MW及以上的发电机组都应装设专门的误上电保护装置,同时,机组并网前,应对转子过电压保护系统做全面的检查。     

广州电网复杂故障阻隔策略研究

广州电网作为特大型中心城市电网对供电可靠性要求很高。梳理了可能导致广州电网大面积停电的三类风险并提出了应对策略。针对多回直流同时闭锁失步解列装置拒动导致系统失步的风险,提出了主动解列片区电网的措施;针对500 k V变电站全停故障下孤网频率失稳风险提出了联切负荷策略。针对线路三相短路主保护拒动局部电网失稳的风险提出了解列机组的措施。基于实际电网的算例验证了所提策略的有效性。     

安全稳定控制系统切负荷量分配算法

目前安全稳定控制系统在电网中已得到了广泛的应用。在电网发生严重故障后,安全稳定控制系统将根据策略确定须切负荷总量。如何将切除总量合理地分配至各执行站,需制定一套行之有效、兼顾全面的算法。首先确定了算法所应满足的五项基本原则,然后相应地介绍了两种算法。其中,轮次法在满足各项基本原则的前提下,通过全局逼近的方法,大幅减少了安全稳定控制系统的过切量,有效降低了事故情况下系统和用户的损失。轮次法在实际应用中的效果显著。     

提高弱送端电网暂态电压稳定水平的调相机优化配置研究

新能源接入比例的不断提高导致送端电网的电压支撑能力下降,在常规电源小开机方式下易出现暂态电压稳定问题。以西北电网为例,揭示了典型新能源汇集送端电网暂态电压稳定问题,分析了调相机的优势和不同地点配置调相机对事故后电网暂态电压的影响效果。进一步结合预防与紧急控制,通过协调优化事故前调相机配置地点、容量和事故后的紧急控制,以系统安全性为约束,以控制代价最小为目标,提出了一种针对送端电压支撑薄弱电网的调相机优化配置方法。最后,通过实际典型电网进行了有效性验证。     

风电高渗透率交直流外送系统直流闭锁稳控方案研究

针对特高压直流闭锁后的交流系统暂态过电压问题,深入剖析了直流闭锁后盈余的无功功率、短路容量与交流系统暂态过电压的关系,对比分析了安控切风电与极控切滤波器时序对交流系统暂态过电压的影响。提出基于风电机组故障穿越能力的交流系统稳控方案以及相应的暂态过电压抑制措施。以DIg SILENT为平台搭建哈密电网仿真模型,对所提稳控方案及暂态过电压抑制措施的正确性和可行性进行了仿真验证。仿真结果表明,所提稳控方案及暂态过电压抑制措施可有效降低系统暂态过电压,规避风电机组连锁脱网的风险,并有利于交流系统电压恢复。     

双馈风电机组的虚拟同步控制及弱网运行特性分析

采用传统矢量控制的风电机组对外表现为电流源特性,大型风电机组在接入配电网环境时容易引发电压失稳、缺乏惯量等问题。为此,研究了基于虚拟同步风电机技术的双馈风电机组控制方法。在详细分析影响并网点电压因素的基础上,研究电网等效阻抗对静态电压稳定性的影响。给出一种虚拟同步控制下双馈风电机组并网频率、电压的调节方案。研究结果表明,相对矢量控制方法,虚拟同步控制的双馈风电机组在弱电网下具有良好的电压稳定性。此外,该控制方法在降低机端电压冲击以及提供电网频率支撑等方面具有明显优势。仿真结果验证了所给虚拟同步控制策略的可行性和有效性。