考虑FACTS及成本的输电阻塞管理方法

在开放的电力市场中,阻塞管理方法及阻塞成本的研究具有非常重要的理论和实用价值.利用柔性交流输电设备(FACTS)可以提高系统输电能力的特点,综合考虑了系统物理特性和经济特性,提出了结合灵敏度分析方法和系统最小阻塞管理成本的阻塞管理方法.首先建立了考虑确定晶闸管控制的串联电容器(TCSC)的线路模型;然后根据线路无功功率损耗灵敏度法和有功功率分布灵敏度法计算各线路的灵敏度系数,寻找方法对应的TCSC的安装线路;最后以系统阻塞管理成本最小为目标函数,确定TCSC的最优安装线路以及解决阻塞问题的方法.6节点系统的仿真分析结果验证了算法的有效性.     

河南电网实时调度系统若干功能与算法

实时调度系统主要负责发电和潮流的实时监视、实时调整和闭环控制。为达到既安全又经济的目标，文中把实时调度系统的主要功能分为实时平衡交易及实时安全管理2个模块。实时平衡交易模块在电网安全约束下，通过调整发电计划使发电与负荷平衡；实时安全管理模块则处理电网各种突发事件，包括阻塞管理、非计划停机等。在实时平衡交易中使用了鲁棒性较强的增量潮流模型，并提出了负荷平衡灵敏度，修正了原始灵敏度，使增量潮流模型不再依赖于松弛节点。使用最优次序法求解此模型，不仅满足了经济性与安全性的要求，而且满足了电力市场的公开和透明要求。将实时平衡交易模型经少量修改后用于阻塞管理，并应用平衡调节法求解阻塞管理模型。该系统在河南电网2年的运行实践证明了该算法的有效性和实用性。     

双边交易模式下阻塞成本的快速分配

在电力市场环境下,输电网开放增加了系统阻塞的可能性。尤其是双边交易的大量出现,给系统调度及阻塞管理带来了困难。如何有效地消除阻塞并实现阻塞成本的快速分配成为研究的重要内容之一。作者提出了系统阻塞成本对双边交易功率的灵敏度的概念,并将灵敏度用解析表达,通过灵敏度与交易功率的乘积可方便地确定双边交易的阻塞成本,其计算速度与双边交易的数量及阻塞线路的数量无关。此外,通过在即时信息系统中发布灵敏度,可以使市场参与者及时了解系统运行状况,及时调整下一步的交易计划,有利于系统的短期优化运行。     

超短期在线输电阻塞管理模型及算法

针对未来时刻系统运行状态预测方法,利用灵敏度分析与线性规划提出了一种超短期在线阻塞管理的数学模型及算法。针对实际系统中线路数可能很多但出现阻塞的线路不是很多这一实际问题,提出了约束线路的有效选择方法来减少约束线路数以提高计算速度,所提方法能保证发电机功率调整以后系统中所有关键线路都包含在数学模型中,算法快速、实用。通过实际系统的计算,验证了所提算法的正确性和有效性。     

基于机组功率升降约束的超短期阻塞管理模型及算法

以解决超短期输电阻塞管理为目的,考虑电力系统运行的实际要求,文中在对未来时刻系统运行状态预测的基础上利用灵敏度分析与线性规划提出了一种考虑机组功率升降约束的超短期输电阻塞管理模型及算法。该模型及算法针对电力系统的实际运行情况和机组的运行要求,采用了被电网调度人员广为采用的机组功率升降约束以避免机组有功的频繁变化,在消除电力系统输电阻塞管理的同时保护发电机组的安全及电网安全。实际运行时电网线路数很多,因此提出了约束线路的有效选择方法来减少约束线路数,通过减少约束线路集来减轻约束线路矩阵的维数以提高计算速度,及时消除阻塞。算法简洁、快速、实用。最后通过算例系统的计算,验证了所提算法的正确性和有效性。     

输电阻塞管理的灵敏度分析算法和误差分析

引入两种能够反映负荷水平变化的灵敏度模型,并利用启发式算法根据灵敏度调整发电机输出功率以及削减负荷需求,从而实施阻塞管理。利用关联度分析方法对各种灵敏度模型进行误差分析。最后,通过编程仿真分析了负荷水平不变及变化时不同灵敏度分析方法的误差情况。算例表明,利用本文所提的阻塞管理方法,各种灵敏度模型均能较好地消除阻塞,且在负荷水平不变和变化时,表现出较高的精度。     

基于潮流变化量的解析阻塞成本分配

在开放的电力市场环境下，阻塞管理不仅关系到系统的安全稳定运行，还影响市场的有效运转。尤其是双边交易的涌现，更增加了系统调度及阻塞管理的复杂性。如何有效地消除阻塞并实现其成本的快速分配，成为研究的重要内容之一。文中提出了一种基于阻塞支路潮流变化量的阻塞成本分摊方法，该方法以双边交易对网络的影响程度为分摊依据，以灵敏度解析计算为基础，能够实现阻塞成本在多个双边交易间的快速分配。同时，可通过即时信息系统发布灵敏度，便于市场成员及时调整交易计划，优化系统运行。     

基于潮流变化量的解析阻塞成本分配

在开放的电力市场环境下，阻塞管理不仅关系到系统的安全稳定运行，还影响市场的有效运转。尤其是双边交易的涌现，更增加了系统调度及阻塞管理的复杂性。如何有效地消除阻塞并实现其成本的快速分配，成为研究的重要内容之一。文中提出了一种基于阻塞支路潮流变化量的阻塞成本分摊方法，该方法以双边交易对网络的影响程度为分摊依据，以灵敏度解析计算为基础，能够实现阻塞成本在多个双边交易间的快速分配。同时，可通过即时信息系统发布灵敏度，便于市场成员及时调整交易计划，优化系统运行。     

主动配电网与输电网协调调度与阻塞管理

针对主动配电网优化调度的研究局限于配电网内部而未考虑与输电网关系的问题,提出了一种计及阻塞管理的输配电网协调优化调度策略。定义了主动配电网的广义投标函数和对外调节裕度作为输、配电网间协调媒介,对系统进行优化调度,通过潮流计算判断输电网的阻塞支路,在阻塞优化中考虑主动配电网中分布式电源的可调度性,利用节点对线路的灵敏度系数进行阻塞管理,消除线路阻塞。上述问题采用改进的粒子群优化算法解决。利用改编的IEEE30节点系统进行仿真实验,验证了所提输配电网协调优化策略与阻塞管理方法的有效性。     

河南电网实时调度系统若干功能与算法

实时调度系统主要负责发电和潮流的实时监视、实时调整和闭环控制。为达到既安全又经济的目标,文中把实时调度系统的主要功能分为实时平衡交易及实时安全管理2个模块。实时平衡交易模块在电网安全约束下,通过调整发电计划使发电与负荷平衡;实时安全管理模块则处理电网各种突发事件,包括阻塞管理、非计划停机等。在实时平衡交易中使用了鲁棒性较强的增量潮流模型,并提出了负荷平衡灵敏度,修正了原始灵敏度,使增量潮流模型不再依赖于松弛节点。使用最优次序法求解此模型,不仅满足了经济性与安全性的要求,而且满足了电力市场的公开和透明要求。将实时平衡交易模型经少量修改后用于阻塞管理,并应用平衡调节法求解阻塞管理模型。该系统在河南电网2年的运行实践证明了该算法的有效性和实用性。     

在竞争的电力市场下的传输阻塞管理与定价

在输电网络完全开放的情况下,由于电力传输的约束和限制,加上上网发电与购电的竞争性,在一定的条件下就会发生电力传输阻塞。文中论述了在自由竞争的电力市场下我国电力交易的2种主要方式（中心交易及双边或多边交易）,以及传输调度的原则,同时讨论了在发生传输阻塞时节点的定价问题,并提出在不同的电力交易下解决传输阻塞的措施。     

基于电压灵敏度的交直流电力系统静态电压安全域评估方法

特高压直流可能导致近区电网潮流分布不合理,造成电压越限。针对这一问题,提出了一种基于灵敏度分析的交直流混联系统静态电压安全域的快速评估方法。首先结合直流系统准稳态模型得到交直流系统潮流方程,通过对系统功率方程求偏导数得到节点注入功率和支路导纳对电压的灵敏度,进一步给出基于灵敏度的节点电压变化量计算方法。然后设置预想故障集,并将其中的事故等值为节点功率扰动与支路导纳的变化,计算出各种事故后节点电压的变化量。最后基于电压变化量最大值和最小值评估静态电压安全域,给出具体的节点电压安全运行范围。通过对四机两区域的交直流系统及江西500 kV电网的仿真,验证了所提出的评估方法的可行性。     

基于市场报价的阻塞管理模型及内点法实现

提出了一种电力市场下解决阻塞问题的新方法,它可以根据市场报价同时调整实时平衡市场下的发电机出力和削减部分短期双边合同量。建立了阻塞管理的非线性数学模型,应用改造的非线性原对偶内点法最优潮流求解以上模型,计算出的节点实时电价体现了如何在各用户中分摊阻塞管理费用。算例表明,该方法可以根据市场参与者的报价得到最优的调度方案,利用节点电价指导用户调整用电计划,从而有效地解决了阻塞问题。     

主动配电网宽适应性潮流灵敏度分析模型

分布式发电、储能及柔性负荷在配电网的大量接入引起配电网潮流的频繁变化,构建准确、简洁的节点注入功率与运行参数的函数模型对主动配电网的规划和运行至关重要。结合配电网辐射状拓扑结构,提出了一种对节点注入功率变化具有宽适应性的潮流灵敏度分析模型。所提灵敏度分析模型具体包含节点注入功率对线路损耗的二次形式的灵敏度模型、节点注入功率对节点电压的线性形式的灵敏度模型和节点注入功率对线路潮流的二次形式的灵敏度模型。对灵敏度模型应用于存在弱环网的配电系统时的有效性进行了分析,利用IEEE 33节点配电系统和含环网的IEEE 123节点配电系统进行仿真分析,仿真结果证明了所提灵敏度模型的有效性。     

考虑节点控制模式的柔性直流电网潮流线性化计算方法

提出了考虑节点控制模式的柔性直流电网潮流线性化计算方法。根据线性网络的叠加原理,将直流电网潮流分布分解为定电压控制节点和定功率控制节点两部分贡献的叠加。通过推导直流电网节点注入功率和节点电压对支路潮流的灵敏度,实现了直流电网潮流分布的线性表达。将所提方法与已有文献的算例进行对比分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于半不变量和Gram-Charlier级数展开法的随机潮流算法

随着新能源规模的日益扩大,新能源电站的出力往往呈现较强的相关性,在传统的随机潮流算法中对强相关性随机变量考虑较少。综合考虑风电出力的随机波动、负荷的变化、发电机的强迫停运及线路的故障等各种不确定情况,根据节点电压和支路潮流的期望值及灵敏度矩阵,计算了负荷及常规发电机、风电机组出力、各节点注入功率的各阶半不变量,由Gram-Charlier级数展开求得概率密度函数和概率分布函数。IEEE-30节点测试表明:该算法能反映大规模新能源接入下系统的不确定性,将求取随机变量和的概率密度函数的卷积运算简化为半不变量的代数运算,极大地缩短了计算时间,并具有良好的收敛性。     

电力系统实时决策系统中的实时通信

为满足电力系统实时决策和紧急控制对实时性的要求，提出了电力系统实时决策系统中强实时通信的设计与实现方法。其中网络设计采用复合网络拓扑，通信协议采用无连接的UDP通信协议，软件设计采用多媒体定时中断和非阻塞通信模式。实时性测试证明了强实时通信的可行性。大量的实验数据显示该通信设计方案可满足电力系统实时性和可靠性的要求。     

单相供电网络潮流计算

低压配电系统中．居民用户普遍采用单相供电,即从配变低压侧引出相线和零线对用户进行供电的方式。由于单相供电网络中一个地理节点包含两个电气节点,而且支路中包含相线和零线,即单相供电是以零线为电流返回通路,因此单相供电网络不宜采用对称系统的潮流计算方法。针对该问题,以地理节点为处理单元,建立了单相供电网络模型。该模型包括支路模型和地理节点注入电流计算模型两部分,支路模型计及了相线和零线之间的互感,地理节点注入电流计算模型计及了零线重复接地。以此为基础,实现了前推回代算法。采用的模型和方法直接对地理节点进行处理,而不用考虑地理节点中电气节点的细节,不用重新编号。最后,以一个11地理节点的测试系统为算例验证了模型的有效性和准确性以及潮流算法的快速性。     

基于支路视在功率灵敏度的故障后电压计算

提出了基于支路视在功率灵敏度的N-1网络电压快速计算方法。支路故障采用故障开断参数来模拟,首先通过牛顿潮流计算出故障前网络节点电压,然后利用已收敛潮流修正方程式对支路开断参数求导,从而计算出电压对相应支路开断参数的导数,进一步得到节点电压对故障支路故障前视在功率的导数,最后根据视在功率灵敏度修正故障前网络电压,得到故障后网络电压。方法特点是在计算不同支路故障的导数时共用潮流计算收敛时的雅可比矩阵,不用重新进行因子表分解。由于节点电压与支路功率之间的良好线性关系,所提方法计算精度较高。IEEE14节点、IEEE30节点、IEEE118节点网络和湖南实际系统的测试结果证明了该方法的正确性和实用价值。     

基于统一边际电价结算的电力市场下考虑消除阻塞费用最小的竞价算法

按照统一的边际电价结算,采用排队法进行机组组合,在对组合进去的机组进行负荷分配时考虑了网损的影响.为了消除支路过载,采取调整费用增量最小的方法,即根据各机组灵敏度的大小以及相应的报价曲线使得增加出力的各机组按照相同电价来决定所应增加的出力.它既保证了消除过载又保持了电网的购电费用最小.在灵敏度计算中,使用了直流潮流公式和快速分解法计算潮流的B′矩阵的因子表,简化了计算且能方便地与潮流配合.算例证明了所提算法的正确性.