基于最优潮流并计及静态电压稳定性约束的区域间可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是衡量电力系统在安全稳定运行的前提下区域间功率交换能力的指标。文中基于最优潮流(OPF)方法，建立起符合电力市场交易机制的ATC计算模型，其中考虑到输电线路故障对系统静态电压稳定性的影响，加入线路N-1故障时广义参数化形式的潮流方程及相应的不等式约束条件，使系统在故障时仍有负荷裕度，以保持电压稳定；以支路功率和系统负荷裕度之间的灵敏度指标进行预想故障选择，并用原对偶内点法计算得到输电线路N-1安全约束下的区域间可用输电能力。IEEE30和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的正确性与有效性。     

基于灵敏度修正的含风电场电力系统可用输电能力计算

为了在线评估风电场功率波动对可用输电能力(ATC)的影响,本文提出了基于灵敏度修正的含风电场电力系统ATC计算方法。基于风电场输出功率波动性的特点,在风电机组功率波动引起其他发电机有功出力方式发生变化情况下,利用灵敏度修正支路有功功率,校正支路有功对控制参数的灵敏度,通过考虑支路热稳定约束,建立ATC与系统发电机有功功率变化参数的映射关系,并根据电力系统当前运行点的特性确定了灵敏度应用的有效区间,快速计算由于风电机组功率变化导致常规发电机不同出力方式下的ATC。对含风电场的IEEE-30节点系统仿真结果表明,本文所提方法能够准确计算由于风电波动导致常规机组运行方式变化情况下的ATC,且计算时间满足在线计算要求。     

输电系统可用输电能力的概率模型及计算

将蒙特卡洛模拟法和灵敏度分析法相结合，以直流潮流为基础，建立了输电系统可用传输能力(ATC)计算的概率模型。应用蒙特卡洛模拟法合理考虑了输电系统中的不确定性因素；应用灵敏度分析法快速计算了输电系统ATC；两者结合，不仅可以得到ATC的数学期望及其概率分布，还可以得到影响输电系统ATC的主要因素，反映输电系统的薄弱点，为输电系统的规划和电力交易商的商业行为提供决策依据。测试系统的计算结果说明了该算法的正确性和有效性。     

基于直流分布因子的可用输电能力灵敏度分析

交易的可用输电能力是在一定的基态潮流下计算得到的,一旦节点功率发生变化,最大可用输电能力会发生变化。文章通过对基于直流分布因子的可用输电能力计算过程的分析,根据决定可用输电能力的关键约束线路或约束断面潮流在节点功率变化后的变化情况得到可用输电能力与节点功率之间的灵敏度,该灵敏度能给出节点功率变化后可用输电能力的变化趋势,可用于计算节点功率变化后交易的可用输电能力,在节点功率变化后可避免反复计算可用输电能力指标,灵敏度有效区间能保证灵敏度应用时的可信性。算例结果证明了所提出方法的有效性。     

区域问互供电交易下的输电能力和系统的优化运行

可用传输能力(ATC)为输电网在现有承担的传输水平上，还可以供售卖的输电容量。随着输电网的开放，ATC的计算起着重要的作用。本文运用优化潮流根据ATC的概念计算出区域间互供电交易下的稳态ATC，并进一步计算出在固定的双边合同下，区域间如何优化来实现该合同。用四川省的293节点计算出了稳态下的ATC，以及优化运行满足双边合同的有效性、经济性、实用性。     

基于稀疏多项式混沌展开的可用输电能力不确定性量化分析

作为未来电力系统的重要特征,高比例可再生能源并网显著增强了电力系统运行的不确定性。在此背景下,量化不确定性因素对可用输电能力(available transfer capability,ATC)的影响,对于保障电力市场交易顺利开展和互联电网安全稳定运行具有重要意义。为此,提出一种基于稀疏多项式混沌展开(sparse polynomial chaos expansion,sPCE)的概率ATC计算和全局灵敏度分析(global sensitivity analysis,GSA)方法。该方法仅需要较少次数的确定性ATC计算便能够获得ATC概率特征和输入随机变量的全局灵敏度指标。通过IEEE118节点系统下多个测试场景的算例分析,验证了所提方法的有效性。     

静态安全约束下基于Benders分解算法的可用传输容量计算

在电力市场环境下，可用传输容量(ATC)是反映输电线路可用于交易的剩余容量的重要指标。文中以最优潮流为基础，采用Benders分解方法将考虑静态安全约束的ATC计算问题分解为一个基态主问题和一系列与各预想事故有关的子问题。主问题用来处理基态潮流和相应约束以及由子问题所返回的Benders割(cut)约束，而各子问题用来处理各预想事故和形成相应的静态安全约束。文章给出了相应的数学模型，并提出了两种改进的求解策略。4节点和IEEE30节点系统的计算结果表明了该方法和求解策略的有效性。     

计及电—气互联能源系统安全约束的可用输电能力计算

电力系统可用输电能力(ATC)定义了不同区域间的功率交换能力,ATC信息对于电力市场参与者而言至关重要。然而,随着以天然气为一次能源的燃气轮机(NGFPP)发电比重的显著提升,传统ATC计算并没有考虑NGFPP的一次能源供应以及天然气系统的运行约束,显然并不恰当。为此,文中研究了计及电—气互联能源系统静态安全约束的电力系统ATC计算,提出了电—气互联能源系统静态安全域的概念。采用基于线性预测的连续潮流法求解,以线性预测法辨识制约ATC的关键约束,不仅实现了ATC的快速、准确计算,而且为天然气系统运行状态的调整提供了参考。最后,算例分析验证了文中所述方法的适用性。     

考虑动态电压稳定约束的互联系统间有效输电能力计算

在电力市场环境下,有效输电能力(ATC)是调度员进行区域间联网互供运行操作的一个重要技术指标和市场信号。在ATC的计算中,动态电压稳定必须作为一个重要的约束因素。为了保证开放的互联电网的安全稳定运行,必须每隔一个时段,更新一次ATC数据并向电网的全体使用者公布。文中指出了准确的在线电压稳定预测对及时、准确地更新ATC数据的重要性,提出了一种运用准稳态(QSS)逼近方式对考虑动态电压稳定约束的电力系统有效输电能力进行计算的新方法。在一个典型测试系统上,分别用该方法和全时域仿真方法做了仿真计算。计算结果表明,该方法能够满足计及动态电压稳定约束的ATC计算的准确度要求,同时,其计算速度是后者的10多倍,能够适应实时运行的需要,有效地满足了计算速度和准确度两方面的要求。     

基于直流灵敏度法的可用传输容量输电费用评估

在竞争性的电力市场环境下,输电网的可用传输容量(Available Transfer Capability,ATC)输电费用是一个亟待解决的问题。提出了ATC传输费用的概念,阐述了直流潮流灵敏度法的ATC的传输费用算法,该方法利用直流潮流灵敏度的变化来分析电力市场环境下可用传输容量的问题,并利用潮流跟踪法将可用传输容量输电费用公平分摊到各个交易的参与者,最后使用所提算法以及常规最优潮流法对WSCC-9节点输电系统某时段的电力交易进行了仿真计算。结果表明,此方法计算速度快、迭代次数少,能有效地跟踪电力市场的变化,能够满足电力市场实时交易的要求,具有一定的经济实用价值。     

Consideration of multiple uncertainties for evaluation of available transfer capability using fuzzy continuation power flow

In today’s electric power industry, accurate and flexible information is needed to provide nondiscriminatory access to all market participants. This paper primarily purports to determine available transfer capability (ATC) based on the fuzzy set theory for continuation power flow (CPF), thereby capturing uncertainty. Assuming that uncertainties involved in the ATC calculation are estimated or measured, a fuzzy model is formulated in which major uncertainty parameters affecting the ATC are regarded as fuzzy variables subject to their possibility distributions. The purpose of this paper is to elaborate main features of the fuzzy continuation power flow (FCPF) algorithm that can handle uncertainties in load parameters and bus injections as well. As such, the robust solution will assist in providing additional information on the actual ability of the network to a system operator. In other respects, it poses a significant influence on the potential curtailment of power trades from which the reinforcement strategy can be set by the system operator. The viability of the proposed method would be verified through a stark contrast with the ones obtained from the conventional CPF and the fuzzy power flow (FPF) in the IEEE-24 RTS bus system and in the IEEE-118 bus system.     

Sensitivity of transfer capability margins with a fast formula

Bulk power transfers in electric power systems are limited by transmission network security. Transfer capability measures the maximum power transfer permissible under certain assumptions. Once a transfer capability has been computed for one set of assumptions, it is useful to quickly estimate the effect on the transfer capability of modifying those assumptions. This paper presents a computationally efficient formula for the first order sensitivity of the transfer capability with respect to the variation of any parameters. The sensitivity formula is very fast to evaluate. The approach is consistent with the current industrial practice of using DC load flow models and significantly generalizes that practice to more detailed AC power system models that include voltage and reive power limits. The computation is illustrated and tested on a 3357 bus power system     

考虑电压和暂态稳定性的可用输电能力计算

提出一种同时考虑电压和暂态稳定约束计算可用输电能力（available transfer capability, ATC）的新方法。首先以ATC为目标,通过最优潮流法求得在最优点（负载能力最大点）的发电机出力;然后以追求系统暂态稳定裕度最大为目的,优化系统中各发电机的出力,并以此确定连续潮流最优的发电机出力增长方向;最...     

西北电网多直流外送条件下的ATC分析

采用连续潮流法和交流灵敏度法的计算方法,借助DSATools的VSAT工具,进行了不同直流多点送出方式和相同直流多点送出方式不同运行条件下的西北电网ATC计算和分析。ATC分析结果表明,对于典型运行方式考虑不同直流运行方式组合的情况下,西北电网新疆联网以及所有直流输电工程投运后,系统省际联络断面都具有较高的可用传输能力;西北电网750kV线路所形成的主网架结构在外送通道出力增加的情况下,仍有较强的省网间的电能交换能力。这对西北电网的未来规划和安全稳定运行具有一定的参考价值。     

牛顿法和内点罚函数法相结合的概率可用功率交换能力计算

区域间可用功率交换能力(ATC)是所有电力市场的参与者进行交易活动所必需的重要信息。文中运用改进牛顿法和内点罚函数法相结合进行最优潮流计算，取得相应的单点．ATC值；在负荷预测和故障选择的基础上，作概率上的统计分析，得到未来时刻的可能的ATC概率分布情况。根据概率上的要求，将可得到未来时刻所要安全概率对应的ATC值。在模型中，考虑了发电机发电极限，电压水平，线路和设备过负荷等安全性约束条件。IEEE-30节点系统的计算结果表明了用该方法计算ATC的有效性和实用性。     

基于区域发电可靠性的指数解析模型及其应用:（二）容量效益裕度评估

目前在求解可用输电容量(ATC)时,容量效益裕度(CBM)的评估是根据预先设定的某一发电可靠性水平多次计算可靠性,进行迭代优化.在介绍发电可靠性指数解析模型的基础上,建立了考虑备用容量、联络线传输容量以及备用容量价格因素的3种数学模型,利用基于序列二次规划的算法,求解电力系统中对应于不同可靠性水平下的联络线CBM.该模型采用了区域备用容量和联络线传输容量的指数解析式,并考虑了区域之间的耦合关系,因此,在进行CBM优化时无需迭代,可快速准确地求解不同可靠性要求下的最优CBM.对TH-RTS测试系统的优化结果表明模型的准确性和有效性.     

Stochastic-Algebraic Calculation of Available Transfer Capability

Power systems are stochastic in nature due to uncertainty in bus loading and transmission system asset status. The available transfer capability (ATC) is a measure of "available capacity" in a power transmission system beyond already committed uses, i.e., beyond base case loading. To render the ATC as a more realistic measure of transmission availability, a stochastic calculation of ATC is proposed. A stochastic power flow algorithm can be used to help quantify and evaluate the uncertainty of the ATC. The limitations considered in the stochastic ATC calculation algorithm are: transmission thermal rating limits; bus voltage magnitude limits; and transmission circuit outages. The stochastic-algebraic calculation of ATC is described and tested using a reduced order WECC 179 bus system     

风电并网系统区域间概率可用输电能力计算

为了准确评估风电场接入电网对系统可用输电能力(Available Transfer Capability,ATC)的影响,针对风电并网系统的概率可用输电能力计算展开研究,详细分析不同风电并网情况下ATC的变化规律。首先基于风速Weibull分布,建立了大型风电场输出功率数学模型;进而采用原-对偶内点法完成风电并网系统可用输电能力单一样板值的求解。在此基础上,采用蒙特卡罗仿真法从广义角度对风电并网系统的ATC进行概率评估。仿真结果表明,所提算法能够有效评估风电这种波动性电源对ATC的影响。研究成果可为风电并网系统安全经济性能评估提供有效参考信息,对未来电网规划扩建具有指导意义。