基于轨迹灵敏度的紧急切负荷优化算法

超/特高压直流远距离、大容量输电使受端电网发生大功率缺额的概率增加。为防御失去大电源导致的电网安全稳定破坏,提出了一种兼顾暂态安全性和经济性的紧急切负荷优化模型,并设计了高效求解方法。优化模型以总切负荷代价最小为目标,计及暂态电压安全、暂态频率安全和切负荷量约束。暂态安全性均基于时域轨迹严格评估,是带时域参数约束的大规模非线性规划问题。分析了问题最优解的特征,针对带时域参量约束的非线性规划无法直接求解的问题,利用轨迹灵敏度将安全约束线性化,将问题转化为线性规划求解,并通过逐次迭代保证解的一致性。以实际省级电网为例进行仿真分析,验证了算法的有效性。     

故障驱动切负荷和轨迹驱动切负荷的协调优化

切负荷（LS）控制既可由故障驱动（即紧急LS）,也可由轨迹驱动（即校正LS）,大量不确定因素突出了它们之间协调的重要性。按照解耦优化-聚合协调的框架,用稳定性量化软件FASTEST分析不确定因素下的稳定性,分别优化故障驱动的LS及轨迹驱动的LS,在优化其中之一时,将另一个最新迭代结果作为仿真的外部场景,迭代到预想故障集的风险总代价不再明显减小为止。考虑某实际系统的预想故障、负荷模型和负荷水平等不确定因素,仿真证实该协调优化方法在保证系统稳定性的前提下,显著减少了控制的风险。     

低频低压切负荷布点及轮次的优化与协调

低频切负荷和低压切负荷的协调优化是离散变量（地点和轮次）和连续变量（各轮的控制量）的混合优化问题。它具有高维时变非线性微分代数方程组的稳定性约束,包括功角有界稳定性和振荡阻尼及代数变量的偏离量,并考虑多工况、多场景、多控制点、多轮次。将其解耦为4个子问题:按控制点的贡献度动态排序优化布点;从有效控制母线数最少和故障严重程度最小的故障开始,逐个故障确定切负荷点和切负荷量,并将已有整定结果作为场景,对余下母线的贡献度动态排序,迭代优化首轮初值;以多工况下各故障的欠切风险和过切风险代价之和最小为目标,按替代前一轮的机会性价比将各控制母线动态排序,确定后续轮的控制量;按解耦优化-迭代协调方式协调低频切负荷和低压切负荷。通过实际系统的算例验证了算法的有效性。     

暂态电压安全紧急切负荷控制优化研究

建立电力系统暂态电压安全分析的微分代数方程组模型,并推导出负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗模型时切负荷控制的表示方法.提出暂态电压安全紧急控制优化的数学模型:暂态电压安全约束包括防止系统发生暂态电压失稳和暂态电压延时恢复两个方面,目标函数为控制费用最小,控制变量为切负荷比例.采用轨迹灵敏度描述暂态电压安全约束函数与控制变量之间的近似线性增量关系,从而将优化控制模型转化为线性整数规划模型.并采用一种启发式优化算法求得模型的近似最优解.对IEEE 39节点系统的仿真计算验证了所提出模型和算法的正确有效性.     

暂态电压安全紧急切负荷控制优化研究

建立电力系统暂态电压安全分析的微分代数方程组模型,并推导出负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗模型时切负荷控制的表示方法。提出暂态电压安全紧急控制优化的数学模型：暂态电压安全约束包括防止系统发生暂态电压失稳和暂态电压延时恢复两个方面,目标函数为控制费用最小,控制变量为切负荷比例。采用轨迹灵敏度描述暂态电压安全约束函数与控制变量之间的近似线性增量关系,从而将优化控制模型转化为线性整数规划模型。并采用一种启发式优化算法求得模型的近似最优解。对IEEE 39节点系统的仿真计算验证了所提出模型和算法的正确有效性。     

基于负荷无功电压响应的切负荷控制决策优化

基于感应电动机一阶模型,推导了计及节点负荷无功变化和电压偏移程度的切负荷量分配指标。该指标从物理意义上相当于节点负荷等效电纳的变化量,其大小能反映节点负荷中感应电动机所占比例和不同负荷模型对暂态电压稳定性的影响程度。利用该指标分配各节点的切负荷量,提出了综合考虑系统频率、负荷电压及无功响应的自适应减载方案。IEEE 39节点系统的仿真结果表明,所提出方案较经典自适应控制方案更有利于保障系统在大扰动后的电压稳定性和频率稳定性。     

应用序优化理论的快速切负荷机组布点方案

具备快速切负荷(fast cut back,FCB)功能的火电机组能在外部电网发生故障时带厂用电运行,在故障消除之后迅速对外供电,是一种性能优异的黑启动电源。分析了FCB机组对电网恢复的影响,以电网机组恢复时间最短为目标,考虑机组启动时间、启动功率、线路充电时间等约束条件,建立了FCB机组优化布点方案模型。在满足工程需要的前提下提高计算效率,引入序优化理论,确保以足够高的概率得到足够好的FCB机组的布点方案。通过经典IEEE-118节点算例和某实际系统算例验证了模型和算法的有效性。算例结果表明,合理的FCB机组布点方案能够减少系统恢复时间。     

基于数值积分法灵敏度的快速切负荷算法

快速切除负荷是电力系统在故障后保障稳定的一种常用措施，作者以工程上普遍采用的发电机组最大相对摇摆角小于某一给定值的暂态稳定约束函数。然后基于数值积分法给出了暂态稳定约束函数相对于切负荷控制量的灵敏度计算公式，并在基础上提出一种新的切负荷算法。由于求解1次所有控制量灵敏度的计算量只相当于计算2次暂态稳定。该算法能快速地计算出使系统保持稳定的切负荷量。此外，该算法还具有原理简单，不存在收敛性问题、控制效果好等特点。     

基于暂态能量函数线性规划法的切负荷算法

随着电力系统规模的不断扩大,系统的安全运行越来越受重视。当系统发生故障并清除后仍不能保证稳定运行,则需要切机切负荷。提出一种计算暂态稳定情况下的切负荷算法,为系统的安全评定提供新途径。该方法以电力系统暂态能量函数法为基础,运用线性规划理论快速计算线路的潮流极限,从而计算负荷点的切负荷量,大大降低了计算量。仿真结果证明了该方法的可行性。     

针对暂态电压稳定问题的自动电压控制系统与切负荷协调控制策略

建立了暂态电压稳定分析的微分代数方程组,并提出了应对暂态电压稳定问题的自动电压控制(automatic voltage control,AVC)体系下二级电压紧急控制与切负荷协调控制策略。该协调控制策略把低压切负荷作为与AVC体系下二级电压紧急控制并行的一种控制手段,在这种协调控制的过程中优先考虑采用二级电压紧急控制,当计算发现仅依靠二级电压紧急控制不能使系统保持暂态电压稳定的时候再采用切负荷控制。在PSAT仿真环境下建立了含AVC体系下二级电压紧急控制和切负荷控制的电力系统暂态电压稳定仿真模型,对广东电网748节点系统进行仿真,验证了所提出的控制策略和模型的正确性和有效性。     

安全稳定控制系统在贵州东部电网的应用

贵州东部电网安全稳定控制系统（以下简称稳控系统）主要解决贵州东部电网暂态稳定、设备过载、频率电压稳定等问题。通过对贵州东部稳控系统研究与实施的阐述,提出了新颖有效的精确切负荷方案,综合使用了提高稳控系统可靠性的措施,并且在稳定控制系统测试验证方面,采用了新的基于BPA仿真波形回放的试验方法,对稳控系统的试验验证方面具有积极意义。     

一种防止电压失稳的切负荷控制方法

从电力网络2节点等值模型及电压不稳定指标出发研究防止电压失稳的切负荷控制方案。利用节点等值模型计算电压不稳定指标对负荷的灵敏度;综合考虑负荷节点控制能力及有效性来选择切负荷地点;并以保持电压稳定裕度为目标来计算切负荷量;最后基于此构建了集中式优化切负荷控制系统方案,与电压不稳定监视功能相配合,制定合理的控制措施,防止电压失稳。基于典型系统的仿真结果表明该方案能有效地阻止系统电压持续恶化,维持系统电压稳定裕度及电压水平。所提算法简单,有很好的适应性。     

暂态稳定分析中低压切负荷对仿真结果的影响

负荷模型对电力系统仿真的结果有重要影响,随着系统中电压敏感负荷的增多,短暂低电压发生时负荷的切除对系统仿真结果的影响不可忽略。东北某变电站记录的大扰动实验时的实测数据表明,系统在低电压发生时存在负荷切除现象。10机39节点系统的仿真说明,切负荷现象对系统仿真结果影响巨大。在分析实测数据和原来综合负荷模型的基础上,通过增加有关低压切负荷因子,成功地模拟了电力系统在低压暂态过程中的掉负荷现象,所提出的新模型为研究电网大电压扰动下的动态稳定提供了借鉴。     

一种提高电力系统静态电压稳定裕度的切负荷算法

电力系统运行过程中发现静态电压稳定裕度低于临界值时,应及时采取控制措施以提高静态电压稳定裕度。给出一种电力系统静态电压稳定裕度的在线估计和提高静态电压稳定裕度的切负荷算法。该方法首先利用节点静态电压稳定指标（voltage stability index,VSI）识别出系统的薄弱节点,然后通过电压幅值优化来提高薄弱节点的电压幅值进而达到提高静态电压稳定裕度的目的。我国某实际682节点系统的仿真表明所提切负荷方法具有计算量小、速度快等特点。     

陕西电网电压稳定性研究

简要介绍了小干扰电压稳定和暂态电压稳定的分析方法,利用电力系统分析综合程序(WP- SASP6．1)和电力系统暂态安全定量分析软件(FASTEST1．0)对陕西电网分别进行了小干扰电压稳定性分析和暂态电压稳定性分析,两种方法得到的计算结论基本一致。通过计算,发现了陕西电网在电压稳定方面存在的一些问题和系统的薄弱环节,并提出了相应的电压稳定控制措施。     

计及电压稳定的自适应协调低频减载策略

为了提高资源利用率,电网经常处在临界稳定的运行状态,大停电事故往往在系统重负荷运行时发生,多表现为多个电气量协同作用下的系统崩溃。提出一种计及电压稳定的自适应协调低频减载策略。根据功率缺额的动态计算值对扰动的严重程度进行分类,以期有针对性地采取不同的控制措施。若发生严重故障则需要进行两阶段的减载,先基于各负荷母线的频率调节效应来指导阶段1的选址定容,然后应用有功网损灵敏度来获取电压薄弱区域信息,计及时延后实施阶段2的减载;若发生一般故障则直接进行阶段2的减载过程。仿真对比验证了所提策略的有效性和优越性,该策略可以自适应不同严重程度的故障扰动,并能及时有效地保证系统频率稳定以及各母线处的电压稳定。     

考虑系统电压影响的低频减载新策略

低频减载（Under Frequency Load Shedding, UFLS）是电力系统中普遍采用的技术,它通过在系统的某些地点切除过负荷量,达到维护系统稳定的目的。为了改进和提高传统的策略,很多研究者都考虑采用频率变化率作为指示器,用于确定系统的有功功率缺额。重点研究了影响频率变化率测量值的因素,分析了频率变化率在使用中遇到的相关问题,在此基础上,得出系统扰动后不平衡功率的准确求解表达式。一个综合利用电压信息量来确定切负荷地点和切负荷量的新UFLS策略被提出,仿真结果表明,新的切负荷策略更具有优越性。