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。     

基于模糊聚类和最短路径的关键输电断面确定新方法

针对因支路故障或过载被切除之后的潮流转移关键输电断面如何正确快速确定问题,提出了基于模糊聚类和最短路径的潮流转移关键输电断面快速搜索新方法。该方法首先采用具有自适应选择最佳分类数的随机聚类方法,对所有线路功率构成进行分类,获得故障或过载支路的并行支路集构成初始输电断面,以避免由于人为给定分类数的不恰当所产生的多选及漏选问题;然后对初始输电断面中的每一支路,依次从故障或过载支路的一端开始搜索包括相应支路的到故障或过载支路另一端的最短路径,在该路径上所有与故障或过载支路潮流方向相同的支路,均为关键输电断面中的候选支路,以补充单纯由聚类方法确定的候选支路可能的漏选;候选支路再经简单的分布因子校核即可确定是否为关键输电断面中的支路。该方法实现了基于支路功率聚类关键输电断面选择方法和最短路径关键输电断面选择方法的有机融合和优势互补,提高了辨识精度。多个算例证实了文中方法的有效性。     

基于有功增加因子的潮流转移快速搜索

给出了一种基于有功增加因子的潮流转移快速搜索方法。电力系统发生断线故障时,通过采用图论方法搜索断线支路的上下游各级线路并计算它们的有功增加因子,能够快速识别出由有功潮流增加较大的线路所构成的输电断面,为输电断面连锁过载的实时预测和紧急控制提供有效支撑。提出了有功增加因子的概念并制定了搜索规则,保证了不漏选潮流反向且增大的线路。所提算法无需进行全网拓扑搜索,且不含大规模矩阵运算,因此算法简单,搜索速度快。采用标准IEEE 30节点系统进行仿真计算,结果验证了该算法的可行性和有效性。     

基于改进脆弱线路辨识的关键输电断面确定方法

输电断面集中体现了大规模互联电网的薄弱环节，是电力系统调度运行与监控分析的重点。为应对关键输电断面的准确合理辨识问题，提出一种依托改进脆弱线路表征的关键输电断面的辨识方法。首先，在结合边介数和功率传输分布因子的基础上，提出一种以改进传输介数方式量化线路脆弱程度的指标方法，并据此甄选出预想故障支路集内部包含的脆弱线路成员；其次，采用前k最短路径算法分别搜索预想故障支路的潮流转移断面，并依据支路开断分布因子择取与之相构成拓扑割集的电力系统关键输电断面；最后，利用IEEE-39节点系统标准算例进行仿真分析。结果表明，所提方法不依赖于人工经验，能够准确、有效地辨识系统的关键输电断面。     

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。     

一种识别电网关键输电断面的新方法

快速、准确、完整地识别出电网关键输电断面,对于提高电网运行的稳定性及防止大停电事故的发生意义重大。首先,综合考虑电网拓扑结构和支路潮流分布状态,以线路导纳模值与其有功潮流幅值之比即导流比作为线路权重,建立了电网的加权网络模型,使其更符合复杂多变的实际电网;其次,针对已有电网关键输电断面搜索方法的局限性,提出了一种基于改进Floyd算法搜索前k最小权路径的方法,克服了仅搜索第一最短路径上的线路造成的漏选;最后通过层层递进的筛选方法快速完整地识别出关键输电断面,同时也能对潮流反向增大的线路有效识别。在新英格兰39节点系统的仿真结果中验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于鸡群算法的断面传输极限的自动搜索断面研究

断面是电网的薄弱环节,而断面的识别通常需要大量人工计算,针对此局限,提出了基于鸡群优化算法的断面传输极限的自动搜索断面法,首先利用Dijkstra算法对电网进行分区,将各区域之间的联络线作为初始断面,再根据支路开断分布系数与潮流方向从初始断面中识别出输电断面,在计算输电断面的热稳定极限时,通过功率灵敏度得到各发电机出力对线路功率的控制,以断面在正常运行状况下所能传输的最大功率为目标函数,以断面各线路依次为目标线路,控制发电机的出力,满足全网线路热稳定以及发电机出力约束,通过鸡群优化算法得到断面各目标线路最大传输功率极限,最后取各目标线路传输极限中的最小值为断面传输极限,从而得到关键断面。在IEEE 39节点系统中验证了所提方法的有效性。     

基于拓扑聚合的输电断面辨识方法与断面传输极限的研究

国内外多次发生的大停电事故表明输电断面是大规模互联电网的薄弱环节。快速搜索出电网关键输电断面并计算出断面极限传输功率,有利于调度部门及时调整运行方式,避免电网发生大面积停电事故。提出利用电网拓扑聚合算法对电网关键输电断面进行搜索。通过对电网邻接矩阵进行简单的矩阵变换操作,将拓扑中临近节点聚合到邻接矩阵的主对角线附近。直接在变换后的邻接矩阵上对电网输电断面进行快速搜索,然后通过潮流分布因子来辨识关键输电断面。利用磷虾群优化算法构造电网关键输电断面极限传输功率的优化模型,准确计算断面极限传输功率。IEEE14节点系统和IEEE39节点测试系统验证了所提方法的有效性。     

基于灵敏度及粒子群算法的输电断面功率越限控制方法对比研究

针对电力系统运行过程中由于负荷过重或支路开断引起输电断面内部线路可能出现越限的实际问题,研究了有功潮流灵敏度(节点注入有功功率对线路有功功率的灵敏度)和综合灵敏度(考虑各输电断面内部线路有功越限权重时,节点注入有功功率对输电断面有功功率的灵敏度)的计算方法。分析了粒子群优化算法,选取断面处实际功率与目标功率值的偏差为目标函数,得到发电机组出力进行断面越限控制。利用IEEE39网络模型,采用AP聚类算法进行网络的分区及输电断面的识别,对上述两种方法进行了对比分析,验证了两者均可应用于越限控制过程中。     

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。     

基于电流转移比例系数的复杂网络输电断面识别方法

输电断面的可靠识别对预防连锁过载跳闸具有重要意义。根据潮流转移的路径特征及电流特性,提出一种基于电流转移比例系数的复杂网络输电断面识别方法。构建电网拓扑模型及图论矩阵,并在此基础上简化系统网络;通过关联矩阵不定向搜索方法建立旁侧路径库,限定输电断面的识别范围;采用回路电流法快速求解复杂耦合网络中各线路电流转移比例系数;考虑潮流正向叠加及反向对消作用进行比例系数修正,并据此确定输电断面集合,有效避免了反向过载路径的遗漏。最后,将耦合系统、新英格兰10机39节点系统和IEEE 118节点系统的断面识别结果与仿真数据进行对比,验证了所提输电断面识别方法的准确性和有效性。     

基于子网络收缩的输电断面搜索方法

输电断面的强弱对整个电网的安全稳定性具有重要的影响。离线计算分析中主要采用人工分析的方式,而在线稳定评估系统应用中则需要能够自动识别系统的输电断面,以自动适应电网运行方式的变化。从实际电网输电断面的特点出发,针对高电压等级非电磁环网断面和电磁环网断面,提出了基于子网络自动收缩的输电断面搜索方法。首先,将整个网络按照厂站和供电区域进行简化。其次,以合并子网络所有送出线路为起点,关联子网络自动收缩,在所有功率送出线路中搜索高电压等级非电磁环网断面。以供电区域中的合并厂站功率送出高电压等级线路为起点,关联厂站自动收缩,在所有高电压等级功率送出线路中搜索电磁环网高电压等级线路。最后,采用华北-华中电网实际系统算例验证了方法的有效性。输电断面自动搜索是电力系统安全稳定状态在线自动分析的重要基础,具有重要的实际应用价值。     

基于N-1静态安全约束的输电断面有功潮流控制

输电断面的有功潮流控制是电网运行中的重要预防控制手段，基于直流潮流研究了输电断面的N-1静态安全潮流约束，分析表明断面潮流是节点注入功率的线性组合。运用支路开断分布系数分析了断面潮流与N-1状志下线蹄潮流的关系，指出其随着系统发电模式以及负荷模式的变化而改变，并提出了采用各种运行方式下断面潮流与N-1状态下线路潮流的比值变化范围来衡量断面潮流控制的合理性。算例针对实际电网运行中的输电断面有功潮流控制问题，结果表明．采用断面潮流控制必然趋于保守．在电网实时运行数据非常可靠的前提下，运行监视及控制直接采用线路开断后的计算潮流值将会显著提高受N-1静态安全约束的断面输送能力，对提高区域间的功率交换能力具有重要意义。     

一种配电网开路潮流转移危险线路的识别方法

为了避免配电网潮流转移导致输电线路连锁故障跳闸反应,提出了一种基于改进Dijkstra算法的潮流转移情况下对危险线路识别的方法。首先分析了线路发生故障断开后线路潮流转移主要波及的危险线路,然后将电网转化成加权拓扑图。在此过程中,综合考虑潮流转移量和功率传输裕度这两个指标,并引入阻抗修正系数,将综合阻抗作为线路权重。随后采用改进Dijkstra算法搜索最短路径和次短路径,其所包含的有功潮流转移系数较大的线路即为危险线路。该算法通过C++编程实现,无需多次求解,可有效提高运算效率。最后,采用IEEE39节点标准算例开展仿真分析,论证了所述的方法是有效和实用的。     

多维空间中断面热稳定安全域边界特性

提出一种计及"N-1"约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的构建和分析方法。该方法首先通过计算系统各发电机组出力变化对断面线路的功率传输转移分布因子(PTDF),确定对断面功率传输极限影响显著的敏感机组(机群);以敏感机组(机群)的有功出力为多维空间坐标轴,以潮流可行和"N-1"约束为判据,在多维空间中搜索断面传输极限点并形成断面热稳定安全域的边界。该边界刻画了断面功率传输极限随各敏感因素的变化情况,能为运行控制提供更丰富、更准确的运行信息;更进一步分析表明该安全域边界具有较好的超平面近似特性,便于进一步实现安全域的快速计算和讨论安全域在各种优化控制问题中的应用。文中方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。     

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。     

基于源流路径剖分的输电断面快速搜索

过载支路切除引起大规模潮流转移是导致连锁故障的重要原因。为快速、准确和全面地搜索到受潮流转移影响较大的线路构成的输电断面,提出了一种基于源流路径剖分的输电断面快速搜索算法。该算法首先根据实际电网结构利用图论知识生成有向图,建立送端节点-送电支路邻接表,快速生成源流路径树,逐步搜索有效源流路径链,最后计算所有有效源流路径链中所包含支路的开断分布因子,识别出受潮流转移影响较大的线路。所提算法无需进行全网拓扑搜索,无大规模矩阵运算,因此算法简便,搜索快速。对IEEE39节点系统进行仿真分析,其结果证明了所提算法的快速性与正确性。     

基于复杂网络理论的关键输电断面分析

关键输电断面对于电网的安全稳定运行与控制具有重要意义。提出一种基于复杂网络理论的关键输电断面自动搜索方法,为实现电网的实时状态监视与快速分析计算奠定了关键输电断面对于电网的安全稳定运行与控制具有重要意义。提出一种基于复杂网络理论的关键输电断面自动搜索方法,为实现电网的实时状态监视与快速分析计算奠定了基础。该方法利用输电介数指标识别由电网拓扑结构与潮流分布共同决定的关键输电线路,并结合复杂网络聚类算法构造适用于输电断面分析的电网分区方法;在分区的基础上,利用输电断面的特征及其与分区的关系,解决自动搜索过程中的充分性和必要性问题;最后,利用主导线路的输电介数实现了关键输电断面的重要性排序,克服后验式自动搜索方法中需要定量分析安全稳定裕度的缺陷。对中国电科院CEPRI-36系统和某省电网进行仿真计算,验证了所提模型和算法的有效性及对大电网的适应性。     

在线组合输电断面极限集群计算

针对大电网在线安全稳定综合协调防御系统中输电断面极限搜索问题,采用多机多方案分派任务并行计算模式,利用计算机集群和参数化后的潮流调整方式与静态、暂态和动态安全裕度的关系,迭代搜索临界安全的潮流调整方式,实现在线求取输电断面极限传输功率。对多输电通道并存的组合输电断面及多送电区并存的组合送电区的断面传输极限搜索,自动识别调整方式切换并迭代协调优化增功率的内部分配,以某区域电网在线数据的实例分析验证了所提出方法的有效性和适用性。     

基于图论的潮流转移路径的快速搜索

为快速实施过负荷连锁跳闸的控制策略,基于图论提出了潮流转移路径的快速搜索方法。该方法首先划分潮流转移区域,将潮流转移的搜索范围限制在局部区域内,确定过载线路的潮流转移路径集。线路发生过载时,根据支路切除前后的电网拓扑信息和潮流转移路径的拓扑结构特征筛选潮流转移路径集中元素,排除误入选路径。算例结果验证了该方法的有效性。