交直流混合系统可用输电能力评估

随着我国交直流混合系统规模的不断扩大,交直流混合系统可用输电能力(available transfer capability,ATC)的计算模型和方法的研究成为一个关键问题。电力系统是一个动态时变系统,存在大量的不确定性和随机性,考虑这些不确定性因素对ATC的影响是准确计算ATC的一个难点。文中提出了一种基于非序贯蒙特卡罗仿真的可用输电能力评估方法,综合考虑负荷变化、设备故障、直流系统控制方式变化和天气等不确定性因素的影响,并从充裕性方面定义一系列的概率指标进行ATC评估。采用Matlab7.1编写相关的计算程序,并用改进的IEEE 14节点系统进行算例分析。计算结果表明,文中所提方法正确有效,能给出更准确的ATC信息。     

考虑分布式发电不确定性的可用输电能力评估

随着分布式电源（distributed generator,DG）的广泛应用,DG的各种不确定性因素将对电网可用输电能力（available transfer capability,ATC）评估产生重要影响。提出了一种考虑DG影响的ATC评估方法,由DG安装位置、运行状态、发电功率等不确定性因素组成系统随机变量,利用蒙特卡洛仿真解决系统运行随机性问题,结合传统牛顿—拉夫逊潮流法预测系统可能的运行状态,并定义一系列的概率指标进行ATC评估。IEEE 30节点系统的算例分析表明在ATC评估中考虑DG影响的必要性和方法的可行性。     

基于隐马尔可夫模型的电力系统连锁故障预测

近年来电力系统逐渐向复杂化、集成化和智能化的方向发展。电力系统的连锁故障将会导致大面积停电事故,给人们的生活带来很多不便。因此,在电力系统领域,对连锁故障的预测地位日益凸显。然而,网络的复杂性、故障间的关联性和系统的不确定性使得现有的故障预测方法并不适用。因此,提出基于隐马尔可夫模型对电力系统连锁故障进行预测。该模型能够准确地计算出状态转移概率或断路器异常动作概率,从而逐级预测故障的发生。对于电力系统中各模块的退化状态,隐马尔可夫模型可以准确地识别出来,有效地预测连锁故障发生概率。     

可用输电能力评估的序贯蒙特卡罗仿真法

电力市场环境下,频繁的电能交易使系统运行的不确定性急剧增加。为保证系统的安全、可靠和经济运行,必须合理考虑不确定性因素的影响后,再对电网输电能力进行评估。该文提出了一种基于序贯蒙特卡罗仿真的可用输电能力(available transfer capability, ATC)计算方法,能综合考虑动态时变性和不确定性的影响,根据元件的运行特性及状态转移特性按时间顺序来仿真系统状态,并定义一系列的概率指标进行ATC评估。采用Matlab 6.5编写相关的计算程序,通过IEEE 39节点系统的算例分析,证明在ATC计算中,考虑不确定性和时变性因素的必要性。计算结果表明,该文提出的方法新颖实用,具有一定的工程应用价值。     

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。     

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。     

电力市场环境下电网最大输电能力概率优化决策

最大输电能力(TTC)是电力系统的重要指标,也是电力市场交易的重要参考。在计及电网不同区域负荷概率不确定性及不同区域输电能力相互制约关系的基础上,统筹考虑输电网当前状态及预想事故状态下输电能力决策间的相关性,以输电综合成本期望值最小化为目标,以预想事故发生前后电网运行条件为约束,建立电网最大输电能力的概率优化决策一般模型,该模型将电网有功调度决策与不同区域负荷具体的概率不确定性紧密结合并统筹电网预想事故发生前后的输电能力决策。为保证计算的可行性及效率,通过将优化决策一般模型转化为双层线性规划模型进行迭代求解,得到电网不同负荷区域在运行状态下满足风险收益概率均衡的最大输电能力决策结果。以RBTS-6节点及IEEE-RTS79系统为例进行测试分析,论证所提模型的有效性。     

考虑新能源出力不确定性的可用输电能力在线评估方法

准确、高效地在线计算新能源送出断面的可用输电能力(ATC)对于在维持系统安全稳定运行的前提下提高新能源消纳能力具有重要意义提出一种考虑新能源出力不确定性的ATC在线评估方法,在各新能源电厂出力区间概率的基础上进行概率潮流计算,获得关键输电断面的功率区间及其概率;评估断面功率区间故障后新能源机组脱网和受端负荷损失情况,获得运行风险;以收益与运行风险差值最大化为目标获得断面的ATC值。某实际电网算例验证了所提方法的有效性.     

基于SDAE特征提取的含风电电网可用输电能力计算

风力发电的不确定性显著增加了电力系统可用输电能力(ATC)计算的难度。基于点估计的Gram-Charlier级数展开理论和深度学习技术,提出了一种计及越限概率要求的ATC快速计算方法,考虑的约束类型包括静态安全、静态电压稳定和暂态稳定约束。假定风电出力概率分布已知,结合两点估计法和Gram-Charlier级数展开,通过两个确定性场景的最大输电能力(TTC)计算结果逼近TTC的累积分布函数。为了快速、准确地获得确定性场景的TTC,利用堆叠降噪自动编码器(SDAE)建立了TTC计算的深度学习模型。获得TTC的累积分布函数后,将断面功率超过TTC的概率定义为越限概率,推导了给定越限概率要求下ATC计算的表达式。实际电网仿真结果表明,所提方法能够有效计及多类安全稳定约束,快速、准确计算不同越限概率要求下的ATC。     

灰色-马尔可夫链统计组合模型在光伏发电功率短期预测中的应用

光伏系统输出功率具有随机性和波动性的特点,光伏系统并网以后可能引起运行和可靠性问题。提前对光伏发电功率进行准确预测有利于电力部门及时调度和保证电能质量,从而保证电网的安全运行。在分析灰色预测模型局限性的基础上,将灰色-马尔可夫链组合预测模型应用到光伏功率短期预测中,并阐述了其建模原理。通过对灰色模型拟合值的相对残差序列进行分析及建立马尔可夫链状态转移概率矩阵,得出灰色-马尔可夫链预测模型。通实际算例分析,证验了所提组合模型的准确性和简便性。     

基于信息熵的可用输电能力枚举评估方法

大规模电网的互联发展推动了可用输电能力（available transfer capability,ATC）的研究。状态枚举是处理ATC计算中大量不确定性的常规方法。在分析传统ATC枚举评估方法的基础上,在故障筛选环节引入熵权,将视在功率行为指标和电压-无功功率行为指标综合考虑,建立了主、客观相结合的状态排序筛选方法;将最优潮流模型应用到重复潮流法的每次潮流求解中,综合考虑系统的安全性与经济性;为了减少状态筛选带来的偏差,建立了基于最大熵原理的ATC发生概率计算模型,并引入ATC期望值和ATC不足概率作为评估指标。通过IEEE-14节点测试系统的仿真研究,验证了其在状态筛选合理性、计算精度和处理速度上的优势。     

Chronological simulation for transmission reliability margin evaluation with time varying loads

This paper has as objective to assess the chronological variations in the Available Transfer Capability (ATC) caused by uncertainties associated with hourly load fluctuations and equipment availabilities. The system states resulting from these uncertainties are generated using the Monte Carlo Method with Sequential Simulation (MCMSS). The ATC for each generated state is evaluated through a linear optimal power flow based on the Interior-Point Method. These ATC values have been used to generate the probability distribution of the hourly ATC. This probability distribution enabled to estimate the Transmission Reliability Margin (TRM) for a specified risk level. The results, with a modified version of the IEEE Reliability test System, demonstrate that the time dependent uncertainties have a significant impact on the TRM.     

结合支持向量机和马尔可夫链算法的中长期电力负荷预测模型

中长期电力负荷预测具有可利用的历史数据较少和受外界不确定性因素影响较大的特点,传统的单一预测模型很难满足生产实际的需要。在简要分析了支持向量机和马尔可夫链各自优势的基础上,提出了一种基于支持向量机和马尔可夫链的组合负荷预测模型。通过经改进的粒子群算法优化的支持向量机对历史负荷序列进行粗预测,接着借助马尔可夫链确定负荷序列的状态转移概率矩阵,通过划分系统状态以及分析实际值与支持向量机拟合值的相对误差,得到最终的预测结果。实际算例验证了该模型的有效性和优越性。     

基于BP神经网络-马尔科夫链的光伏发电预测

为了减少发电量随机性对电力系统的影响,需要对发电功率预测进行研究。通过分析影响光伏发电功率的因素,基于BP神经网络理论,在Matlab软件中建立预测模型,实现了对输出功率的短期预测,并给出了基于马尔科夫链的改进预测精度的方法。     

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。     

基于混合随机算法的可用输电能力计算

提出了一个新颖的基于混合随机算法的互联网络截面可用传输能力的计算方法。由于电力系统中固有的不确定因素会显著影响可用传输能力水平,为得到一个可靠而尽可能精确的值,文中建立了一个随机计算模型。在该模型中,用二次分布函数来模拟发电机组和输电线的故障,并认为负荷预测误差符合正态分布。为了有效解决这样一个同时包含离散随机变量和连续随机变量的问题,文中提出了一个综合两阶段求索随机规划和概率约束规划优点的混合随机算法。对于IEEE 118节点系统的结果分析证明了在ATC计算中考虑不确定因素的必要性。同时,计算结果表明所提出的方法新颖实用,具有工程应用价值。     

峰式马尔科夫链的定义及其在电力系统中的应用前景

针对传统马尔科夫链在电力系统某些特殊情况建模中的缺陷,定义了一种改进的马尔科夫链,即峰式马尔科夫链,并展望了其在电力系统中的应用前景:峰式马尔科夫链适合应用在负荷预测、电力线通信信道模型等具有大量数据的建模中。     

考虑经济性收益最大的可用输电能力计算

电力系统区域间电网的可用输电能力(ATC)是所有电力市场参与者进行交易活动所必须了解的一项重要参数。文中将基于可靠性分析技术的枚举法和基于序列二次规划的最优潮流算法相结合,用于求解电力系统不同区域间的最大输电能力(TTC)及其概率分布。提出了一种考虑经济性收益最大的ATC统计计算模型,并利用二分法作统计优化搜索,提高了ATC统计计算的速度。计算机测试结果表明了该方法的有效性。     

基于多状态Markov模型和逆最优理论的HVDC附加控制器

高压直流输电(HVDC)的附加控制器可以显著改善交直流混联系统的稳定性,但电力系统在随机大扰动下呈现出连续时间动态和离散事件相互作用的混杂特性,使得基于系统固定工况的传统建模方法无法全面描述系统的运行状态。针对此问题,提出了一种基于多状态Markov模型和逆最优理论的HVDC附加控制器。首先建立了多区域交直流混联系统的多状态Markov模型,在此基础上,提出了交直流混联Markov系统的逆最优反推控制策略,该策略将非线性系统最优控制问题转化为渐近稳定控制律的求解问题,不仅能够确保随机扰动下系统的鲁棒稳定性,还解决了具有非线性特性的系统全局优化问题,同时也避免了求解HJI偏微分方程,使控制策略易于工程实现。在选择控制参数时,以设备停运率替代Markov系统的状态转移率,因而可在满足系统多状态特性的同时,避免由于实际系统运行方式的复杂性给控制策略的实现带来的困难。仿真结果表明,与传统的控制器相比,所提的HVDC附加控制器能显著提高交直流混联系统的暂态稳定性。