智能电网中防连锁过载跳闸关键技术研究

研究了防连锁过载跳闸关键技术在智能电网中的应用。给出了结合实时潮流信息的过载支路相关输电断面的确定方法,提出了结合输电断面的后备保护判据,讨论了消除过载的紧急控制,包括控制点的选取、控制量的确定和消除过载的控制模式。     

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。     

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。     

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。     

基于状态分区的输电断面快速搜索

针对断面连锁过载跳闸是过载支路切除后系统发生连锁故障的重要原因,提出了一种基于状态分区的含多电压等级输电断面快速搜索方法。通过算例分析了该算法并介绍了仿真结果。     

基于图论的过载支路输电断面识别方法研究

基于我国电网发展趋势及现状,本文提出了一种基于图论的过载支路输电断面的识别方法。首先,根据电网的实时有功潮流流向以及分布和网络拓扑结构绘制电网系统状态图,再根据图论中有向图得出的邻接矩阵和路径矩阵进行简易的矩阵运算,即可迅速找到受过载支路断路故障影响最严重的输电断面,从而有针对性的进行安全性保护,防止了因选择不明确而造成的连锁跳闸,满足保护的基本要求。文中采用IEEE39节点系统进行了仿真计算,结果与预期相符,验证了文中方法的可行性和有效性。     

基于广域信息的防连锁过载跳闸保护

连锁过载跳闸是大停电事故的初期表现,防连锁过载跳闸是防止电网大面积停电的重要措施。文中提出了基于广域信息的防连锁过载跳闸保护原理。该原理以重要母线为单元,利用正常运行时存储在广域网调度中心的节点阻抗矩阵中的相关元素估算各支路的过载电流系数,以分析过载支路开断后有无引起连锁跳闸的可能,及时告知调度中心采取防连锁跳闸的措施,以防大面积停电。IEEE39节点系统的仿真验证了该方法的可行性。     

电力系统并行输电断面风险评估的研究

电力系统的连锁过载跳闸往往发生于故障支路所在的并行输电断面上。通过分析,确定了一种并行输电断面内支路过载跳闸的风险评估指标,并将相关支路归为一个集合——高风险支路集,利用指标数值比较可达到判别发生连锁过载跳闸并缩小系统安全性分析对象范围的目的。该评估指标有效计及了前后故障之间的相互影响和累积效应,克服了采用传统N-1系统安全准则及N-m安全准则的事故筛选机制的不足。采用中国电科院CEPRI 36节点系统进行了仿真计算,结果表明了该方法的有效性和可行性。     

基于最小基本回路集合的潮流转移快速搜索

由于过载线路切除潮流转移造成连锁跳闸的重大停电事故时有发生,为了阻止连锁跳闸,实时紧急控制非常必要,而过载线路切除后是否会形成新的连锁跳闸的估计算法的快速性、准确性成为关键。文中根据系统正常运行时的网络拓扑结构、元件参数和潮流状态在线得到基本回路—边关联矩阵、最小基本回路集合。线路过载后,在包含过载线路的最小基本回路及其环和运算后回路中实时搜索与其潮流方向相反的线路,采用直流分布系数法寻找过载线路切除后潮流增幅较大的线路,快速判断是否出现连锁跳闸。     

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...     

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。     

潮流转移区域后备保护动作特性自适应调整策略

为防御线路的过负荷连锁跳闸,对后备保护动作特性的自适应调整策略进行了研究。该策略定义了潮流转移区域的概念,对支路切除引起的潮流转移发生范围进行界定,进而基于图论,给出了潮流转移区域的搜索方法。在此基础上,以避免初始支路切除事件直接导致过负荷跳闸为目标,给出了潮流转移区域后备保护动作特性自适应调整策略的快速搜索方法。最后...     

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。     

计及自动装置模拟的连锁过载跳闸静态安全分析方法

提出一种连锁过载跳闸的静态安全分析方法.该方法以预想故障后的潮流分析为基础,分析每次设备跳闸后的潮流,如果潮流转移引发支路过载,则断开过载元件,继续进行潮流分析,直到系统过载消除;如果设备跳闸导致系统解列、输电断面越限或者潮流不收敛,则认为故障导致了严重的后果,分析终止.通过评估每次设备过载跳闸引发的后果,能够发现故障传播路径,有助于找到预防措施以及切断故障路径的最佳控制手段.计算过程考虑输电断面功率限值的自动匹配和安全自动装置的模拟,保证了分析结果的准确性.通过对广东电网的实际系统仿真分析,证明了该方法的有效性和实用性.     

双目标递进式断面过载保护控制协调优化策略

输电断面过载易引发大规模连锁性事故。利用合理有效的保护控制措施降低断面功率输送压力,可以避免恶性事故的发生,对于电力系统的安全运行具有重要意义。针对输电断面过载问题,提出一种双目标递进式保护控制优化模型及相应的协调策略。将过负荷保护作为网络结构控制手段,与控制资源进行协调配合,以获得更优的断面过载调整效果。首先基于潮流追踪算法,剥离电力系统中的源荷输电路径。将源荷路径作为基本调整单元,引入过负荷保护动作量作为待优化参数,构建两层优化目标:以降低负荷损失量为第一层目标,以提高系统安全裕度为第二层目标,通过嵌套式寻优算法进行逐层求解。所提策略在潮流不越限基础上,优化发电机、负荷调整方式及过负荷保护动作变量。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于输电断面识别的电力系统连锁故障风险评估模型

提出了一种改进的电力系统连锁故障风险评估模型。该模型综合考虑了线路故障概率的泊松分布特性以及实时潮流大小的影响,给出了线路停运概率的直线分段拟合计算方法。通过分析连锁故障对供电方和用电方的双重影响,采用母线低电压、潮流相对转移量、系统相对失负荷量作为连锁故障的后果评估函数。所提算法在连锁故障的某一环节选定后,利用有功增加因子先识别剩余网络中相对于该故障环节的输电断面,再在输电断面所含支路中选择下一故障环节,避免了全网遍历搜索。最后对IEEE 39节点系统进行了仿真分析,证明了该方法的有效性。     

基于割点和路径搜索的输电断面快速识别方法

提出了一种基于割点和路径搜索的输电断面快速识别方法。该方法依据过载支路切除后的潮流转移特征定义了输电断面,并借助图论中的割点和块以及最短路径等概念,深入分析了输电断面的拓扑特征;通过一系列的矩阵运算,在以断开支路为中心的块中搜索出断开支路两端点间的前k条最短路径,并最终识别出受支路断开影响最严重的输电断面。文中在电网模型降维、k值的优化选取和路径搜索方面均做出了重要改进,给出了k的取值原则和利用邻近节点信息确定最短路径的方法,有效避免了关键支路漏选且可大大减少分析计算量,实现了输电断面的快速识别,为预防电网连锁故障引发的级联跳闸奠定了基础。在新英格兰39节点和IEEE 118节点系统上进行了仿真分析,结果验证了该方法的正确性和有效性。