考虑ULTC和SVC等影响的功率交换能力的分析与计算

建立了计及发电机无功功率限制、有载调压变压器(ULTC)和无功补偿装置(SVC)对电力系统区域间功率交换能力影响的系统分析数学模型,提出了计及发电机无功功率极限、ULTC和SVC等影响的区域间功率交换能力的分析与计算方法,并以实际系统为例进行了大量的仿真分析计算.计算结果表明:当只计及发电机无功限制,或只计及ULTC时,区域间功率交换能力将下降;当同时计及上述3种影响因素的影响时,将有利于提高区域间功率交换能力.这为探索提高系统区域间功率交换能力的措施提供了分析方法和决策依据.     

运用连续二次规划法计算区域间极限传输容量

区域间功率交换的极限传输容量(TTC)是互联系统电力市场中的一个重要指标。文中运用连续二次规划法进行最优潮流计算,取得相应的TTC。其目标函数是在满足潮流方程和系统运行约束条件下寻求特定发电机群和负荷群之间的传输功率最大值。文中将无功功率作为OPF的控制变量,故节点电压也被优化以得到最大传输容量。采用最优潮流方法可以避免用连续潮流方法计算TTC而较为保守的缺点。给出了有关的数学模型和计算方法及流程。IEEE-30节点系统的计算结果表明了用该方法计算TTC的有效性和实用性。     

基于输配全局的城市电网供电能力研究

提出一种基于输配全局的城市电网供电能力分析模型。采用基于直流潮流的线性规划模型对城市电网输电网络供电能力进行求解并将其作为系统上层约束;将传统配电网模型细化至中压馈线,分别构建高、中压配电网供电能力模型;计算N-1安全约束下高压配电线路、中压配电变压器及中压配电线路在不同转供方式下对应的最大供电能力,选取其中最小值作为系统最大供电能力。算例结果表明：基于输配全局的分析方法可以有效量化输电网对城市电网供电能力的影响,同时根据不同转供方式下的供电能力差异能够直观地对变压器故障情况下的负荷转移方式做出选择,验证了所提模型的有效性。     

考虑雷电天气的大电力系统可靠性评估

雷电天气会导致输电线路故障率增加,对大电力系统可靠性评估有重要影响。针对不同雷电水平下的输电线路具有不同的故障率,依据地闪密度划分雷电水平区域,分区建立输电线路故障率模型,提出一种基于蒙特卡洛抽样原理,在考虑雷电天气下的大电力系统可靠性评估方法。该方法分别对雷电天气和输电线路进行蒙特卡洛抽样,确定雷电天气状态和输电线路状态,生成确定的系统状态,然后进行大电力系统可靠性评估。最后给出在考虑雷电天气下的大电力系统可靠性评估流程,并通过算例说明雷电天气对电力系统可靠性充裕度指标的影响。     

基于雷电信息的电网故障诊断系统研究

随着信息技术的发展,电网运行信息、故障信息及一次设备状态监测信息逐步开始融合,为实现基于多数据源信息的故障诊断与应用提供了前提依据,文中提出了一种利用雷电定位信息进行电网故障分析的信息综合处理方法。首先从整体上剖析了现有电网故障信息系统与雷电定位系统的基本构成和数据特征,在此基础上应用分阶段故障分析的思想,设计了使用雷电定位信息进行故障分析的流程,并提出数据融合与处理方法。最后,以某电网220 kV线路实际故障为例,对该故障诊断算法和方法和流程进行说明,并验证其有效性。     

基于场强角度的输电线路雷击概率定量评估

在电力系统智能化、信息化以及大规模电力电子器件的使用背景下，雷击对电力系统的影响越来越大。目前电力线路雷击特性的研究中，所用模型存在无法准确反映雷击物理过程的问题。据此，从雷击物理过程出发，分析了以雷击区域面积为核心的概率模型。在此基础上，以雷击过程产生的电场强度为切入点，刻画了输电线路雷击上行和下行模型，建立考虑雷击物理过程的线路雷击概率模型，并对其定量评估。通过传统仿真方法与所提方法进行对比，说明了所提方法的可行性和准确性。     

Quenching current level coordination in superconducting power transmission systems

In the present power transmission system, electric power devices are equipped under the concept of insulation coordination and are protected from lightning overvoltage and switching surge by the arrester. However, the future superconducting power transmission system is characterized by the heavy current transmission capability, the lower transmission loss and lightning-surge-free circumstances. Thus, in the superconducting power transmission system, superconducting devices should be protected rather from quenching by the overcurrent of a short-circuit fault than from the breakdown by over-voltage. In this paper, a new concept of the coordination for the superconducting transmission system is proposed as a “quenching current level coordination” instead of the insulation coordination. Furthermore, it is pointed out that the quenching current level coordination has the duality relationship with the present insulation coordination. A superconducting fault current limiter should play an important part of the quenching current level coordination to prevent the other superconducting devices from quenching.     

输电线路的雷击跳闸概率预测计算新方法

如何实现雷电故障的预警及跳闸概率的计算,对于电力系统防御雷击故障具有积极意义。提出了基于三时次雷区信息的电网雷击跳闸概率计算新方法。首先,根据每个时次的雷电监测信息,基于图像识别技术识别雷电发生区域;然后,以优化的方法确定雷区发展最佳轨迹;根据当前时次及之前的连续2个时次的雷区信息及发展轨迹,构成三时次相关雷区信息,并进行下一时次雷区相关信息的预报,包括雷区特性变化量(雷区面积、雷电流强度、雷区落雷概率);进而,计算位于雷击预报范围内的输电线路跳闸概率。该方法因利用了较多的雷电监测信息而具有较高的雷区预测准确性,相应的线路雷击跳闸概率也具有较高的准确率而可以作为雷击跳闸预警指标。算例证明了所述方法的有效性。     

一起雷击跳闸事故中电动机返送电对电网的影响分析

针对一起某110 kV线路雷击跳闸后,由于电动机返送电导致线路重合失败的复杂电网事故,从现场录波记录、事故现象、保护行为、断路器动作时序等方面进行详细分析,深入探讨了电动机返送电对110 kV终端系统的影响,并提出了合理的应对措施和改进方法.     

电源类电涌保护器的安全性

针对低压电源感应雷电,采用电涌保护器进行防护已是目前普遍采用的方法。从低压电源系统故障、防雷器件特性、防雷标准、防雷产品、试验检测等方面,对电源类电涌保护器进行了相关论述。指出电涌保护器工作在低压电源系统中,在考虑雷电防护能力的同时,也必须关注产品的安全性。     

考虑元件长期载荷容许条件的最大可用输电能力的实用计算方法

系统电压水平一定时输电元件的长期有功载荷能力也一定,对这一能力进行修正可以显著提高最大可用输电能力的计算精度.文章通过修正元件容许的长期载荷能力,基于直流潮流及其分布因子实现了最大可用输电能力的快速计算.算例结果表明,该方法与其它方法相比能有效提高计算精度,且计算速度有明显的优势,适用于大电力系统.     

联络线随机功率波动对其输电能力影响的分析方法

目前中国华北—华中特高压同步电网正常运行时,特高压联络线上经常会出现较大幅度的随机功率波动现象,有可能对联络线的传输能力造成不良影响。针对这一实际问题,文中在分析特高压联络线随机功率波动的波形、周期、幅值等特性基础上,提出了一种可以定量分析联络线随机功率波动对其输电能力影响的准稳态分析方法。该方法通过在负荷上叠加功率波动来模拟产生特高压联络线功率波动,从而可以计算出联络线功率波动和输电能力之间的定量关系。利用该方法分析了特高压联络线上功率波动对考虑暂态稳定限制时联络线输电能力的影响,研究结果可为特高压同步电网的安全运行提供理论参考。     

Hierarchical economic dispatch for multi-area power systems

In a multi-area power system, power exchange through tie lines such that the overall cost of the system operation is a minimum is a major economic dispatch problem. In this paper, techniques and methods are presented for solving the economic dispatch problem of radially interconnected power systems. The proposed method, based on a multi-area approach, uses an hierarchical control concept to improve the computation efficiency and accuracy; it has certain advantages over the conventional single-area approach. Theoretical formulations are derived and discussed from a simple power transfer concept. An efficient algorithm is organized. Numerical examples have been tested for a fictitious three-area system. The simulation results strongly support the proposed method with real-time application capability.     

山火灾害下输电系统的弹性评估方法及其提升措施

弹性能反映电力系统应对极端灾害的抵御能力和恢复能力。输电系统作为电力系统中的重要组成部分,在小概率-高损失的山火灾害事件中,往往会发生大面积停电事故。该文提出一种考虑山火灾害全过程的输电系统弹性评估框架。首先定量分析极端山火灾害对输电线路故障率的影响,建立火点位置与线路故障率之间的数学关系,并利用系统信息熵获取典型故障场景以描述山火灾害可能导致的故障规模;其次,结合故障元件的地理位置、检修人员调度资源和修复时间等因素,构建以最小化山火灾害下负荷削减量为目标的输电系统恢复模型,提出考虑灾害全过程的输电系统弹性评估方法;最后,以IEEE RTS-79节点输电系统为例,验证了所提模型和弹性评估方法的有效性。算例结果表明,该评估方法可有效、全面地衡量各因素对输电系统弹性提升性能的影响。此外,定量分析了3种典型弹性提升技术措施的效果,为电力部门应对极端山火灾害制定防御及恢复策略提供了可量化的参考依据。     

Probabilistic approach to available transfer capability calculation

This paper suggests a probabilistic approach to calculate available transfer capability in the interconnected network. Calculation of available transfer capability is complicated because it involves determination of total transfer capability, transmission reliability margin and capacity benefit margin.In the suggested available transfer capability quantification method, total transfer capability is determined by the continuation power flow process. Transmission reliability margin and capacity benefit margin are evaluated by probabilistic load flow and Monte Carlo simulation, respectively.Proposed method is applied to a modified IEEE 72-bus 3-area system to calculate available transfer capability on two different time spans. Results of the case study show that suggested probabilistic approach can offer operational flexibility for system operators to consider system and market uncertainties.     

发电商容量持留对电力系统充裕度的影响

针对发电商容量持留对电力系统充裕度的影响问题,根据发电商容量持留激励建立节点电 价机制下的发电商最大收益模型,并通过循环博弈模型来考察多个发电商的容量持留。通过该模 型和蒙特卡罗模拟法研究发电商容量持留对电力系统充裕度的影响,揭示了发电商容量持留对系 统可靠性的作用。在此基础上进一步研究线路约束和市场集中度对电力系统充裕度的影响,同时 对不同节点上的容量持留对系统可靠性的影响进行了细致分析,并提出了提高系统可靠性的发电 商容量持留抑制措施。通过IEEE RTS-79网络算例说明了该理论和方法的正确性。     

Two-point estimate method for quantifying transfer capability uncertainty

A two-point estimate method is proposed in this paper to assess the power transfer capability uncertainty. This paper assumes that the uncertainty of the line parameters and bus injections involved in transfer capability calculations can be estimated or measured and shows how to estimate the corresponding uncertainty in the transfer capability. Instead of using a large number of simulations as required in the Monte Carlo approach, for a system with n uncertain parameters, the two-point estimate method uses 2n calculations of transfer capability to quantify the uncertainty. The proposed method uses a numerical method to calculate the moments of the transfer capability. The moments are then used in the probability distribution fitting. Using the obtained transfer capability uncertainty information and a desired level of reliability, an adequate transmission reliability margin can be determined for each transmission service. The proposed method can be used directly with a deterministic computer program and it does not require derivatives of the transfer capability. Test results of the proposed method are compared with those obtained from the Monte Carlo simulations and a truncated Taylor series expansion method.     

Quantitative evaluation of generator power control effect of FACTS controllers for power system stabilization

The advancement of power electronics technologies has significantly developed the power system stabilizing controllers. Quantitative as well as qualitative evaluation of their effectiveness in power systems is a matter of great importance for the feasibility investigation of these apparatus. In this paper, the possible control region of FACTS controllers with series and/or shunt configuration in a single machine to infinite bus system is formulated in the powerangle curve with a set of algebraic equations. The effectiveness of TCPST (Thyristor‐Controlled Phase Shifting Transformer), SSSC (Static Synchronous Series Compensator), and TCSC (Thyristor‐Controlled Series Compensator) for the improvement of the transient stability is evaluated quantitatively as a numerical example. The correctness of the proposed method has been confirmed by analysis based on the electromagnetic transients simulation with a detailed system model. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 138(3): 43–51, 2002     

弱电设备的雷害分析及防雷保护

雷击严重威胁着电力系统中弱电设备的安全运行．针对弱电设备的雷害情况进行分析，介绍弱电设备的防雷保护措施．     

基于FFT解调的ECPT系统全双工通信技术研究

电场耦合无线电能传输(ECPT)技术以其耦合机构轻便、系统电磁辐射小以及周边金属涡流效应小等优点,成为无线电能传输领域的研究热点。在ECPT技术的应用过程中,有时不仅需要实现原副边的无线电能传输,还需要实现电能原副边的全双工无线信号传输。目前无线电能与信号并行传输系统中信号解调环节均采用模拟电路实现滤波与解调,该方法电路设计复杂、通用性能差、抗干扰能力不足。针对上述问题,本文提出一种基于FFT运算的频域解调方法。该方法将叠加于系统中的双向信号载波以及低频电能串扰信号映射至频域中,依靠其频域的分离特性,解决了低频电能串扰对信号解调的干扰问题,同时实现双向信号的实时解调。最后通过仿真与实验验证了该方法的正确性与有效性。