电压稳定后紧急控制多代理系统框架

基于第3类控制的基本概念和电力系统后紧急控制多代理系统的基本框架,建立了研究电力系统电压稳定后紧急控制的演示电力系统,探讨了电压后紧急控制中信息管理、信息交换通道和方式以及非连续控制中的切负荷、重要区域防线动态压缩和连续控制中动态协调等电压后紧急控制中的重要问题.由于第3类控制和电力系统后紧急控制是一项全新的应用理论研究,通过演示电力系统的电压稳定后紧急控制,进一步说明电力系统后紧急控制的重要性和多代理系统基本框架的可行性.     

电力市场条件下的UPFC安装地点的综合定量化评价研究

电力市场的运营在给电力系统和社会带来巨大经济效益的同时,也对电力系统稳定运行提出了更高的要求。UPFC是解决电力系统稳定运行的有效技术之一。在考虑到UPFC安装后紧急控制有效程度,本文提出了评价UPFC安装地点的效果指标;同时,提出了稳态潮流控制下的UPFC安装地点评价指标;在此基础上,分析了在电力市场下的UPFC安装...     

电力系统紧急控制

电力系统是典型的非线性时变大系统,面向特定元件的继电保护装置和基于局部信息的安全自动装置,在某些情况下难以满足电力系统稳定运行的需要。有自适应能力,能从电力系统全局观点来进行有效控制决策的电力系统紧急控制成为亟待解决的问题。本文讨论了电力系统紧急控制、与其相关的计算机技术、控制措施以及控制决策方案等问题。     

基于概率不安全指标的电力系统紧急控制

基于动态安全域的最优紧急控制模型可以对各紧急控制的效果进行量化评估。鉴于现代电力系统各种随机事故对系统稳定性的影响日益增大,提出了基于概率不安全指标的紧急控制模型。首先利用最优紧急控制模型得到最优方案并据此形成控制方案集,然后利用概率不安全指标模型计算各方案的不安全概率,最后选出符合系统要求、控制成本最小的方案作为系统的紧急控制方案。通过10机39节点新英格兰系统进行验证,可以得到控制成本相近但系统不安全概率由0.51%降低到0.12%的控制方案。表明了所提出控制模型的有效性。     

基于实用动态安全域的紧急控制策略

研究了考虑紧急控制措施的扩展实用动态安全域临界面的迁移规律,并用紧急控制措施所引起的实用动态安全域临界面沿其外法线方向的迁移距离来表示紧急控制措施的有效性,给出了切机和切负荷以及二者配合操作的控制有效性的定量表示方法.据此提出了一种新的电力系统暂态稳定紧急控制方法,该方法通过选择不同的措施控制安全域临界面的推移,使扩展后的实用动态安全域能涵盖当前系统运行点,保证系统不会发生暂态失稳现象.在此基础上,通过把控制措施量化为一成本指标,建立了暂态稳定紧急控制的数学模型,并基于控制有效性灵敏度指标给出了该问题的优化策略.在10机39节点新英格兰系统上的测试结果表明了这种方法的有效性.     

基于光伏有功备用的电网预防-紧急协调控制方法

高比例光伏接入电网降低了电力系统的有功备用容量,导致电网的紧急控制能力不足.令光伏发电系统主动参与电网紧急控制是缓解该问题的途径之一.本文提出了基于光伏有功备用的电网预防-紧急协调控制思想,综合考虑电力系统运行风险、光伏有功备用成本、紧急控制成本,构建了电网预防-紧急控制协调控制指标,并建立了基于光伏有功备用的预防-紧急协调控制优化模型,通过引入协调因子优化故障发生前后的控制力度,在故障发生前通过光伏发电系统出力削减运行留出有功备用容量,在故障发生后利用光伏的有功备用和必要的切机/切负荷手段对故障进行紧急控制.基于改进IEEE39节点的仿真结果证明了所提优化模型的有效性.     

提高断面输电能力的紧急控制措施风险量化评估方法

跨区电网互联、大规模新能源并网、需求侧互动将给大电网的运行带来更多的复杂性、不确定性与风险性。文中在研究电网风险评估模型的基础上,提出一种提高断面输电能力的紧急控制措施风险量化评估方法。该方法考虑切机、切负荷、直流调制等紧急控制措施的代价以及《电力安全事故应急处置和调查处理条例》出台对安全稳定控制切负荷的影响,以暂态失稳风险指标的形式量化评估系统暂态稳定水平,同时分析了不同控制量对于风险值的影响。通过将系统安全稳定性与经济性相结合,以指标形式表征提升单位断面输电能力的代价,达到对紧急控制措施进行综合评价与筛选的目的。     

基于动态安全域的最优时间紧急控制策略算法

紧急控制是电力系统安全的重要防线,对维持故障及大扰动下系统暂态稳定有重要作用。对电力系统紧急控制的大量仿真表明,当系统遭遇故障多摆失稳时,电力系统事故后紧急控制时间对系统稳定性影响在时间域上是非线性的。基于动态安全域理论对紧急控制时间影响进行量化比较,并提出一种改进的故障后系统最优紧急控制策略计算方法。该方法考虑了紧急控制策略时间维度的优化,能量化反映在多摆失稳情况下紧急控制时间对系统的影响,并计算最优集中紧急控制时间及切除量。IEEE10机39节点系统仿真结果表明,新算法可以优化控制策略,减少控制成本。     

电力系统紧急控制综述

综述了电力系统紧急控制的定义及其主要目标、已有的紧急控制措施和存在的问题。以先进的系统为例,阐述了集中分层紧急预防控制系统的设计准则和框架。着重介绍了具有紧急控制针对性的分析方法和控制策略,介绍了在线动态安全评价（DSA）的暂态能量函数法和扩展等面积法。在紧急控制系统建模方面,阐述了大规模动力系统的降阶方法,观测解耦状态空间模型以及基于辨识方法的低阶模型。在紧急控制策略方面,侧重介绍了最优目标策略（OAS）、微分几何控制、H∞鲁棒控制和结构奇异值分析（μ分析）等方法。     

基于Agent的电力系统紧急控制方案

在“集中管理、分区控制”的紧急控制思想指导下，作者基于Agent提出了可协作的电力系统紧急控制方案。当电力系统出现紧急情况时，控制区域中用于处理紧急故障的Lord Agent组成多代理系统，在合同网规则协调下快速动作形成紧急控制措施，并将控制措施下达到各紧急控制区域Agent，并行处理紧急故障。为验证上述控制方案在时间方面的优越性，在WSCC 4机系统上进行了仿真实验，结果表明该紧急控制方案可以对不同地点的紧急故障快速制定出控制措施并将控制指令下发到各控制区域的Lord Agent，极大地缩短了分配和执行紧急控制措施的时间。     

关于电力应急通信体系建设的几点建议

从国家电网公司安全生产和应急通信体系建设的实际出发。结合国家电网公司在防灾、救灾工作中的实际经验，提出了关于电力应急通信体系建设的方案，旨在进一步提高应对电力突发事件、重要保电、重大活动的通信保障能力。     

交直流电力系统暂态安全稳定在线紧急控制策略并行算法

针对在线策略优化约束和控制措施考虑不足以及计算速度无法满足在线要求等问题,基于参与因子、综合电气距离、无功电压灵敏度及安全稳定裕度,提出了直流系统功率紧急调制、切机、切负荷和局部电网解列的量化控制性能指标和两阶段在线策略优化集群计算方法。在各阶段计算中,依据控制措施性能指标进行措施组合,形成计算任务,按控制代价对计算任务排序形成调度队列,提交集群系统进行并行计算。首先计算暂态功角稳定紧急控制策略,实现直流紧急调制与切机和匹配切负荷的协调;然后,在暂态功角稳定策略的基础上,进行暂态电压和频率安全稳定策略的计算,实现暂态功角稳定控制与暂态电压和频率安全稳定控制的协调。仿真实例验证了算法的有效性。     

高比例水电多直流送端电网频率稳定协调控制技术及实践

针对异步联网运行后,高水电占比多直流外送西南电网面临的超低频振荡和频率失稳风险,构建了高比例水电多直流送端电网频率稳定控制框架。在传统控制措施基础上引入直流频率控制和紧急调整功能,提高送端电网频率稳定防御能力。基于直流频率控制器对送端电网频率响应特性的影响分析,提出了直流频率控制器与一次调频的配合关系以及考虑直流功率偏差的二次调频方法。提出了兼顾频率稳定和故障后潮流控制的多直流协调紧急功率调制方案。并通过实际故障后交直流协调控制系统实际动作情况,论述了频率稳定协调控制技术的有效性。     

暂态稳定极限耦合的多个输电断面极限功率协调计算

为了进行多断面稳定输送水平交互影响的量化评估,实现多断面输电功率同时达到极限值的自动搜索计算,提出了暂态稳定极限存在耦合的多个输电断面极限功率协调计算方法。分析了不同输电断面暂态稳定极限耦合的机理,建立了以各断面主导的系统稳定性同时达到临界稳定为目标的多断面输电极限协调计算数学模型,提出了多断面输电功率同时变化对系统稳定裕度影响的量化分析方法,设计了基于数学规划求解多断面功率增长步长的极限功率迭代搜索算法,可用于多个输电断面极限功率的离线或在线分析计算和实时监控。基于IEEE 10机39节点系统的算例验证了算法的正确性和有效性。     

系统保护中跨区直流频率调制与紧急功率支援的协调控制

为了保障中国特高压交直流混联电网的安全稳定运行,国家电网有限公司积极开展电网系统保护的构建,以提升电网的综合安全防控能力。但随着跨区直流作为灵活控制资源在系统保护中的应用,必须考虑直流功率快速变化会同时对送受端电网造成影响。在梳理中国电网系统保护建设的基础上,系统分析了基于频率响应的直流频率调制对大区电网系统保护的影响,进而从保障电网安全稳定运行和提高跨区控制资源利用效率的角度,提出了综合电网就地和远方信息的直流频率调制与紧急功率支援的协调控制方案,实现大区电网系统保护间的协调动作。最后,基于实际电网仿真算例验证了所提控制方案的有效性。     

基于博弈论组合赋权的电力设备供应商模糊综合评价

针对国家电网电力设备供应商在综合评价方面的不足,设计了一种基于博弈论组合赋权的模糊综合评价模型。首先,该模型构建了包含设备台账、设备缺陷和设备装用范围等特征的评价体系,利用层次分析法和因子分析法分别计算各评价指标的主观权重和客观权重,然后利用博弈论集合的思想对两种权重进行组合赋权,最后根据最大隶属度原则确定供应商类别,完成最终评价。以国网公司2004年—2018年投运162个电力设备供应商为例,结果显示,共有A类供应商30个,B类供应商16个,C类供应商116个。验证了评价模型的客观合理性,可为电网公司针对电力设备供应商的管理决策提供参考价值。     

多直流馈入受端电网频率紧急协调控制系统设计与应用

分析了多直流馈入受端电网当前面临的频率稳定问题及相关控制系统的技术现状,阐述了协调利用多直流功率紧急支援、联切抽蓄电厂泵工况机组,以及快速切除大规模可中断负荷等措施的频率紧急协调控制系统主要设计思路,并从系统总体架构、直流故障判据及主要控制策略等方面提出了系统的详细建设方案。最后介绍了该研究成果在华东电网的实际工程应用情况及测试运行效果。     

关于短期及超短期风电功率预测的评述

讨论风电功率预测及其误差对电力系统的影响,从信息流观点解读风电功率预测过程,归纳影响风电功率预测精度的因素,并对风电功率预测的研究现状加以归类与梳理。在此基础上,讨论对风电功率预测结果评价指标的要求,提出误差评估指标应该反映整个时间窗口内的预报质量,并展望风电功率预测可能的突破。     

双通信电源系统自动母联开关的设计与实现

当前双通信电源系统已经在国家电网公司各中心站和各电压等级变电站通信机房得到广泛应用,但部分负载仍处于单路供电状态。为避免供电负载掉电而引起业务中断,进一步提高双通信电源系统的可靠性,对传统双通信电源系统及其存在的问题进行分析。并在此基础上,以嵌入监测保护为手段,以控制逻辑为目的,提出一种双通信电源系统自动母联开关的设计方案。该方案实现了负载掉电情况下双电源系统的无缝切换。最终,通过仿真实验表明,该自动母联开关运作稳定,应对故障瞬时作出反应且灵敏可靠,能更好满足现实需求。     

基于光伏减载的电力系统紧急降风险控制方法

光伏发电系统通常运行于最大功率点,难以在紧急条件下为电网提供功率支撑。受制于建设和运行成本,储能的大规模应用还难以实现,同步发电机占比的降低使得含高比例光伏发电的电网安全风险不断增加。为此,分析了光伏发电系统的功率特性和稳定运行条件,提出了通过光伏减载运行预留备用功率从而为电网提供紧急功率支撑的思想。进而分析了协议发电成本和风险成本的关系,建立了以同步发电机启停机计划、备用容量和光伏减载量为决策变量的两阶段降风险发电调度优化模型。提出了考虑光伏减载运行的电力系统降风险优化调度方法。最后利用IEEE RTS 24节点系统验证了方法的正确性。算例分析表明,该方法能够在降低电网功率不平衡风险的前提下获得最优的经济性,具有较好的实用性。