防止输电断面连锁过载的快速控制算法

切除过载支路可能会引发相关输电断面内连锁过载,应在过载保护延时动作时限内,采取快速控制措施消除过载。文中保护对象为断面整体,保证降低断面整体潮流的同时断面内无支路过载。现有改进算法的综合灵敏度计算或忽略正常支路,或仅为过载线路及接近极限线路灵敏度的代数和,不能更为合理地体现节点消除断面整体过载的能力;且其节点优先级划分及调整节点对选择、调整量约束条件仍不完善。文中继承了现有综合灵敏度算法的总体思想并加以改进,认为综合灵敏度应为断面内过载支路与正常支路灵敏度的加权和,以此对控制节点进行分类和排序;划分节点优先级时综合考虑节点对支路的灵敏度及断面的综合灵敏度;根据反向等量配对法选择调整节点对时增加"保证断面整体安全"原则,且增加平衡机出力的处理避免越限;完善调整量约束条件,加入潮流反向约束避免调整量过大时潮流反向增长。对某省电网系统的仿真计算表明了算法的快速有效性。     

输电断面有功安全性保护及其快速算法

在分析连锁过载跳闸原因的基础上指出了输电断面保护的重要性。当切除过载支路可能引发相关输电断面连锁跳闸时应紧急消除支路过负荷,保证输电断面的安全。为实施输电断面有功安全性保护而选择控制节点时,利用结合重要性权重的主成分分析法评价节点消除断面过载的综合能力并实施排序,以此获得控制节点操作序列。从控制节点和相应控制量的确定上保证正常支路不过载,过载支路潮流不上升,因而不需要计算精确潮流即能快速地给出控制策略。针对CEPRI 36节点系统进行的算例表明,文中提出的调控算法是快速高效的。     

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。     

基于背离路径的输电断面搜索新算法

针对潮流转移引起的连锁过载跳闸问题,分析了过载支路切除后的潮流转移特征,指出受潮流转移影响较大的支路都集中在与切除支路电气距离较近的范围内;给出了一种快速搜索与过载支路相关输电断面的新算法,把实时的电力网络转化成拓扑图,采用基于背离路径的前K条最短路搜索算法,快速搜索出受潮流转移影响较大的输电断面,避免了采用单一路径搜索时因搜索范围过小而使部分支路漏选的情况,保证了输电断面的完整性。当发生过载时,可通过分析过载切除对输电断面内支路的影响来快速估计整个系统安全性的影响,极大地减少了分析计算的负担,有利于防止连锁过载跳闸的发生。最后对中国电力科学研究院(CEPRI)36节点系统进行仿真分析,验证了该算法的有效性。     

一种计及交叉权重的有功校正控制算法

以往基于灵敏度类算法的有功安全校正计算过多地集中在如何计算灵敏度方面,且机组或负荷的调整顺序仅取决于灵敏度大小,对同一功率注入节点对不同支路潮流影响的差别考虑较少。目前求调整量的方法有了新的进展,可采用灵敏度绝对值大小和反向配对方法依次求得调整量。本文在此基础上,提出一种基于交叉权重和反向等量配对的有功校正控制决策分析方法。针对某一越限支路,该方法能在选择有效控制节点时,参考该节点对剩余过载支路的灵敏度大小,优化选取配对节点或节点组合,这样在有效调节指定过载支路越限的同时,兼顾了其他过载支路的调节策略,避免了单一调节引起其他正常支路潮流越限的反复调节,实现了有功校正控制计算。     

基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略

过载线路故障跳闸会使潮流转移到关联输电断面内其他线路上,造成连锁跳闸事故。快速制定合理有效的潮流控制策略,消除线路过载,是防止发生连锁跳闸事故的关键。针对灵敏度分析方法精度不高和直接优化类方法计算量过大等缺陷,文中提出基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略。考虑节点对过载和重载线路潮流的整体调节作用,提出正负综合灵敏度指标,然后通过双层优化方法快速制定潮流控制策略。为防止搜索空间过大导致计算量激增,建立第一层调度节点多目标筛选优化模型,优选参与调整的调度节点。在此基础上构建第二层潮流调控优化模型,得到调度节点的精确出力调整量,从而实现对输电断面潮流越限的精准调度。利用IEEE 39节点系统和某省级电网的仿真分析验证了所提方法的快速性和准确性。     

基于前K最短路径的输电断面搜索新算法

过载支路切除引起的潮流转移是导致连锁过载跳闸的重要原因。本文分析了过载支路切除后的潮流转移特征,引入了潮流转移系数(FTF)的概念,并给出了输电断面新的定义。根据潮流转移的路径特征,给出了一种快速搜索输电断面的新算法。该算法通过把实时的电力网络转化成拓扑图,基于动态规划理论,通过在一个以过载支路为中心的拓扑子图内快速搜索出过载支路两端点间的前K条最短路径,并最终找出受潮流转移影响较大的输电断面,把对整个系统的安全性分析缩小到一个输电断面内,极大地减少了进一步分析的工作量,有利于防止连锁过载跳闸的发生。中国电科院CEPRI36节点系统的仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于图论的输电断面快速搜索

提出了一种快速识别与过载支路相关的关键输电断面的图论方法。该方法根据实时的网络拓扑结构与潮流分布状态建立系统状态图,再利用图论中有向图的邻接矩阵与路径矩阵,通过简单的矩阵运算,快速地识别出受过载支路断开影响最严重的输电断面,从而减小了进一步分析计算的负担,为实现快速的关键输电断面安全性保护、避免连锁跳闸奠定了基础。文中采用中国电科院CEPRI36节点系统进行了仿真计算,结果验证了该算法的有效性和可行性。     

基于潮流追踪和功率灵敏度的线路过载紧急控制策略

为快速消除线路过载避免发生连锁故障,提出一种基于潮流追踪和功率灵敏度的线路过载紧急控制策略。首先用潮流追踪法确定控制节点组,并结合发电机的调节速率计算出控制节点组的调整量。然后用功率灵敏度法判断控制节点组的功率调整方向。最后采用反向等量调整法对控制节点组进行相应的控制,通过IEEE39、IEEE118节点系统验证了潮流追踪和功率灵敏度组合方法的优越性和有效性。     

基于线路功率组成的关键输电断面快速搜索

提出一种基于线路功率组成快速识别与过载支路相关的关键输电断面的方法,为避免发生连锁过载的快速控制算法提供基础。首先根据当前潮流采用基于图论的输电线路功率组成的快速分析方法,计算出每条线路上各发电机与各负荷间实际输送的功率;然后采用基于离差平方和法的聚类分析对线路进行分类,得到各条线路按照与过载线路功率组成相似程度的排序。线路过载后,依序比较回路中线路与过载线路的潮流方向,以判定其是否属于过载线路的并行输电断面。最后通过计算过载线路切除后引起其潮流增加的有功潮流分布系数,判定过载线路的并行输电断面的范围。采用标准IEEE14节点系统进行仿真计算,结果验证了该算法的有效性和可行性。     

基于节点-支路关联矩阵的配电网馈线故障区域定位算法

提出了一种以开关作为支路,以开关两端的馈线作为节点的节点-支路关联矩阵描述配电网馈线拓扑结构,并给出了基于这种关联矩阵的故障区域定位新算法。通过算例证明该算法是正确的。计算中无须进行矩阵计算和判据矩阵的规格化处理,大大减少了故障区域判据矩阵的维数。提高了计算速度,同时对于支路末梢的故障区域也能正确判断。     

基于复杂网络理论的电网分区及断面搜索方法

首先,为了解决传统边介数理论中电网潮流传输仅走最短路径的缺点,提出了加权极大边介数的概念,该指标在一定程度上结合了电网拓扑和当前运行方式对分区的影响,使得分区方法更适用于实际电网;进一步,提出了分区终止判据,有效地利用了关键支路,在减少了计算量的同时防止了孤立节点单独成区的现象发生;最后,在电网分区的基础上搜索割集得出断面。在某实际电网中的应用验证了该算法在关键断面搜索中的可行性。与现有的断面搜索方法相比,该算法能搜索出更薄弱的断面,并且不依赖于过载支路的选取,也不要求计算网络的所有割集,更适用于实际电网。     

图形化树状网潮流计算程序开发

利用面向对象的程序设计思想,采用控件数组和运行时添加控件的方法开发了一款无需节点和支路编号的图形化树状网络潮流计算程序,节点和支路数据之间的关联关系依靠各自对应的控件数组元素下标之间的关系自动形成,具有友好的人机界面。最后,用30节点的算例验证了算法和程序的正确性。     

基于功率灵敏度的等值机出力定向调整策略

在校验动态等值前后一致性时发现等值前后由于平衡机出力变化会导致发生初始功角偏移的现象,针对该现象,分析了平衡机出力变化的原因和功角偏移的机理,提出一种基于功率灵敏度的等值机出力定向调整策略。在线路潮流控制量约束和机组出力调控量约束的基础上,确定节点的功率调整量,根据灵敏度的大小和线路潮流偏差的大小提出控制节点的选取原则。从控制节点和相应调整量的确定上保证等值前后线路潮流偏差在要求的范围内,并通过等值机出力的定向调整实现消除平衡机功角差的目的,同时给出了相应的调整步骤和实现的策略流程。以南方电网某年度方式数据为例,验证了所提调整策略的正确性和有效性。     

电力系统静态电压稳定极限的分区求解算法

提出一种适用于大规模电力系统电压稳定分析的分区并行连续潮流算法,求取静态电压的稳定极限。首先将电力网络划分成由联络线联系起来的若干个子网,子网内部母线的关联性强而与外部网络仅通过少数联络线相连;以子网为收缩节点、联络线为支路构造浓缩网络。进行计算时,通过前向简化形成预估环节的接口方程,同时以浓缩网络的电压为控制电压向量求出控制步长;校正环节通过双向迭代方法交替实现对浓缩网络和收缩节点的牛顿法线性增量方程的求解。对新英格兰系统和我国东北电网的仿真测试结果验证了该方法的可行性。     

Sparsity-enhanced network reduction for fault studies

A new short-circuit equivalent and reduction program is described that uses the adaptive reduction technique in which extra path nodes are retained to produce a sparser equivalent network. Nodes that may be reduced are chosen by flexible set formation facilities, with path nodes automatically retained as required to preserve sparsity. Tests on typical systems show that the sparsity-enhanced reduction produces an equivalent with fewer branches and a much lower branch-to-node ratio than conventional reduction for a wide range of numbers of nodes eliminated. At some point, as the number of retained nodes becomes small, conventional reduction produces an equivalent with fewer branches     

基于故障区域搜索的配电网故障定位算法

提出了一种基于故障区域搜索的配电网故障定位算法,该算法仅需要在有限的开关处安装测点。首先,由多代理系统(MAS)利用上、下级代理(Agent)之间的配合搜索出故障关联区段,然后,根据故障区域相对于分布式电源(DG)的位置,分别由相应的Agent在选定的故障关联区段上利用阻抗法计算故障距离。若故障发生在DG上游,则由主站Agent利用本地测量信息和DG接入点的同步测量信息计算故障距离;若故障发生在DG下游,则由DG接入处的线路执行Agent仅利用本地测量信息计算故障距离。该算法对故障点的判别能够适应配电网分支较多的情况且计算速度较快,同时不依赖于大量数据的长距离传输。在MATLAB中的仿真结果表明,该算法在过渡电阻较大的情况下,仍能保证误差距离在可接受范围内。     

PROLOG network-graph generation in system surveillance

Based on the PROLOG programming language, the paper develops methods by which the configuration of an interconnected power transmission network may be determined automatically from telemetered status data for circuit breakers and isolators throughout the network in the first stage of state estimation for network surveillance purposes. A structure is first given for the data base from which logic processing begins and which includes the identification of substations at the first level, defined zones within substations at the second level, and individual switching elements within defined zones at the third. For all but the simplest networks, the data base can be a particularly extensive one. Recursive search procedures are then derived for determining closed paths through bus bar complexes of any given configuration. The searches lead to a definition of network nodes, and then to the interconnections between nodes and network branches. A branch incidence matrix in compacted list form gives the complete network graph. Data validation procedures are developed by which the consistency of related data items is checked, and inconsistencies where they arise are resolved, before data are used in graph generation procedures. An application of the methods is given for a section of a network which includes 24 network branches, 42 circuit breakers, and 106 isolators. The automatic network-graph procedures of the paper are validated for numerous combinations of circuit breaker and isolator open/closed positions in this small network section.