基于支持向量机和决策函数的暂态稳定评估方法

暂态稳定评估是保证电力系统安全稳定运行的关键点,为解决应用机器学习进行暂态稳定评估保守性不足的问题,提出了一种基于支持向量机和决策函数的暂态稳定评估方法。该方法以故障前潮流量为初始特征集,结合暂态安全稳定量化评估和统计理论方法,提取输入特征;通过支持向量机训练暂态稳定评估模型,得出评估模型的决策函数,并依据支持向量的决策值确定门槛值,保证评估结果保守性。新英格兰10机39节点测试系统和实际系统算例验证了所提方法的可靠性和实用性。     

同步和异步运行电网暂态电压稳定性分析

随着直流输电快速发展,交直流混联电网暂态稳定问题越来越突出,将同步运行大电网通过直流线路实现异步互联成为一种新的思路。同步大电网异步运行后,暂态稳定问题尤其对于直流闭锁故障后引发的功角稳定问题有所好转,但异步运行后暂态电压稳定风险依然存在。本文从实际运行的大电网入手,建立了同步和异步运行2种交直流混联电网的等值模型,通过理论分析和仿真计算,揭示了直流故障和交流故障导致这2种电网暂态电压失稳的风险,并探讨了影响交直流混联电网暂态电压稳定性的因素。结果表明大电网异步运行能有效避免大面积电压失稳,但系统薄弱网架或潮流分布不均处仍可能存在局部电网功角失稳或电压失稳。     

基于历史数据聚类分析的暂态功角稳定故障筛选

大电网中有上千个暂态稳定故障,若对每个故障分别进行暂态评估,难以满足在线评估对时间的要求。为了满足电网在线暂态安全稳定评估快速性的要求,提出了一种基于电网运行历史数据聚类分析的暂态功角稳定故障筛选方法。基于历史数据中的电网运行方式和暂态功角稳定评估结果,提取关键特征量,通过计及稳定模式的矢量量化方法确定聚类数和初始聚类中心,采用K中心点算法对聚类中心进行优化。针对分类后暂态功角稳定的考察故障快速估算其暂态功角裕度,最后得到包含暂态功角失稳和估算裕度低于门槛值的故障组成的用于暂态稳定分析计算的严重故障集。通过对实际省级电网运行历史数据的聚类分析,验证了所述方法的有效性和实用性。     

大规模风电接入对电力系统暂态稳定风险的影响研究

大规模风电接入电网可能影响电网运行状态,造成系统暂态稳定特性改变,量化大规模风电接入对电力系统暂态稳定风险的影响,是保证风电消纳和电网安全的重要课题。在研究系统暂态稳定性分析中的风电模型和电网故障严重程度的基础上,提出一种评估大规模风电接入的电力系统暂态稳定风险评估方法。该方法充分计及风电出力与系统故障状态的随机性,并基于效用理论,以调度员对功角偏差的感知效用为度量指标,建立用非线性效用函数量化故障的严重程度,同时对系统暂态稳定风险指标的计算方法与流程进行了详细研究。将该方法应用于新英格兰39节点系统,对比研究了不同并网容量和并网点对暂态稳定风险的影响,仿真结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

暂态电压稳定风险评估方法及应用

由于电压失稳常常发生在多重故障或者连锁故障之后,采用传统的确定性方法分析,其结果过于保守.风险评估方法能够克服上述缺点.现有电压稳定风险评估的文献只是涉及静态电压稳定.文中提出了暂态电压稳定风险评估的指标及方法,分析了暂态电压失稳风险的影响因素.将提出的方法应用于某一地区电网,研究了暂态电压失稳风险与静止无功补偿器(SVC)投资和低压减载方案的关系,进而提出了一种依据暂态电压失稳风险确定SVC最优投资的方法.     

市场条件下电力系统暂态安全风险评估

介绍了基于风险的安全性评估方法基本原理以及电力系统运行中所受扰动的概率模型。从风险的角度将电力系统受到大扰动后的暂态安全风险划分为暂态失稳风险和暂态稳定风险2个方面,建立了市场条件下系统暂态失稳和稳定给发电方、输电方以及用户造成损失的后果模型,并从发电方、输电方、用户以及整个系统4个方面提出了暂态安全风险指标。在此基础上将系统中的故障和继电保护不正确动作看作系统的风险,提出了一种计算线路发生故障,考虑主保护拒动远后备保护动作切除故障的电力系统暂态安全风险指标的方法。结合WSCC-9系统,说明了该方法的应用。     

基于风险理论和模糊推理的电力系统暂态安全风险评估

在概率论的基础上将风险理论和模糊推理应用于电力系统暂态安全风险评估,利用特定的严重度函数将故障后系统的频率最大偏移、电压最大偏移、功角稳定裕度和故障切除时间裕度进行量化,得到量化的风险指标;将量化的频率风险指标和电压风险指标相结合,通过稳态模糊控制器计算故障的稳态指标,将量化的功角裕度指标与故障切除时间裕度指标相结合,通过暂态模糊控制器计算故障的暂态指标;通过两者的加权综合得到系统的综合暂态稳定指标.在此基础上开发了暂态安全风险评估软件,并以新英格兰39节点系统为例计算三相线路永久性接地故障各风险指标并排序,说明了该方法的有效性和合理性.     

电网暂态相继失稳风险评估及协调阻断方法研究

以跨区互联电网为背景,以阻断电网发生暂态相继失稳、降低发生大停电事故风险、减少系统失稳控制代价为目的,提出了一种基于多代理技术的电网暂态相继失稳协调阻断方法。该方法首先基于确定性和风险分析方法,搜索多种工况下电网发生严重故障导致系统功角失稳情况后在相继事件作用下可能发生的暂态相继失稳模式及其事故链。然后,基于EEAC分群理论对控制策略进行搜索,解决不同失稳模式下的控制策略冲突问题,利用EEAC量化分析工具对不同控制措施进行排序。最后,以系统总风险最小为目标对预防控制和紧急控制进行协调优化。仿真验证了该方法的可行性。     

暂态稳定约束下收益最佳TTC评估方法

传统的考虑暂态稳定约束的极限传输容量(TTC)研究采用确定性分析方法。由于忽略了不同故障发生的概率,确定性方法的计算结果难以充分发挥输电网络的经济效益。基于风险决策中的期望值准则,提出了暂态稳定约束下收益最佳的TTC评估方法。该方法考虑了不同故障暂态失稳的概率和代价,避免了运行人员依靠经验指定风险门槛值的问题,因此能够使得电力系统在运行的经济性和安全性之间达到最佳平衡。10机39节点新英格兰典型系统的仿真算例表明了方法的有效性和实用性。     

暂态稳定约束下收益最佳TTC评估方法

传统的考虑暂态稳定约束的极限传输容量（TTC）研究采用确定性分析方法。由于忽略了不同故障发生的概率，确定性方法的计算结果难以充分发挥输电网络的经济效益。基于风险决策中的期望值准则，提出了暂态稳定约束下收益最佳的TTC评估方法。该方法考虑了不同故障暂态失稳的概率和代价，避免了运行人员依靠经验指定风险门槛值的问题，因此能够使得电力系统在运行的经济性和安全性之间达到最佳平衡。10机39节点新英格兰典型系统的仿真算例表明了方法的有效性和实用性。     

基于典型故障集的暂态功角稳定近似判别方法

为适应特高压电网安全风险的新特征,需要研究考虑系统暂态功角稳定的风险评估评价方法。现有电力系统暂态功角稳定性判断方法计算量很大,无法满足特高压电网风险评估的计算要求。研究了影响系统故障后暂态功角稳定的因素,基于EEAC法推导了这些因素对于系统临界稳定性的灵敏度,进而设计了在已知典型故障临界稳定信息条件下近似判断边界条件变化后近似场景下暂态功角稳定性的方法。最后设计了考虑电力系统暂态功角稳定的风险评估流程,为特高压电网风险评估提供了新的思路。     

基于深度学习的暂态稳定评估与严重度分级

提出一种安全域概念下的堆叠降噪自动编码器和支持向量机集成模型相结合的暂态稳定评估方法。将故障前的潮流量作为输入,利用堆叠降噪自动编码器对输入量进行多层抽象表达,使用提取的各层特征训练支持向量机;建立支持向量机集成分类模型进行暂态稳定评估,对评估结果进行可信度分析,将输入空间划分为稳定区、边界区和失稳区;利用效用理论结合所提出的暂态稳定裕度指标对运行方式进行严重度分级。算例结果表明,所提暂态稳定评估方法具有更高的评估准确率和一定的泛化能力;所提严重度分级方法能够直观表现不同运行方式的危险程度。     

基于LSSVM和证据理论的电力系统暂态稳定评估

提出了一种基于最小二乘支持向量机和D-S证据理论的信息融合模型的电力系统暂态稳定评估方法。选取了稳态特征量、故障初始时刻特征量和暂态特征量构成不同组输入特征,采用最小二乘支持向量机分类器进行暂态稳定评估,再对子分类器的结果在输出空间利用D-S证据理论实现决策级融合,以提高电力系统暂态稳定评估的可靠性。利用电力系统综合分析程序(PSASP)对EPRI-36节点系统进行了仿真计算,结果表明:可以提高训练效率以及分类的准确性。     

基于计算机集群的电力系统暂态风险评估

采用多任务多机分摊并行计算的模式,利用计算机集群实现了一种求取电网暂态稳定风险指标的方法.首先提出了一种用于电力系统暂态风险评估的指标,利用该指标的可加和性,将求取故障极限切除时间的海量计算任务分配到计算机集群的节点上进行并行计算,然后在协调机上汇总计算结果得到综合的全系统风险指标.该方法既可用于运行方式部门进行离线的暂态安全分析,又可供调度人员进行在线暂态稳定风险的快速预警.     

基于电气距离的故障位置表征及其在暂态稳定评估中的应用

现有数据驱动的暂态稳定评估广泛利用发电负荷模式特征,未能充分反映故障位置对系统暂态稳定性的影响.文中基于电气距离提出了一种具备电气意义且连续的故障位置表征方法,并将其应用在暂态稳定评估中,实现了对故障位置的统一特征表达.首先,基于电气距离提出电气坐标系概念用于定量表征故障位置.然后,研究电气坐标系参考点优化方法,实现对故障位置特征的准确提取.最后,将所提故障位置表征方法应用到暂态稳定评估中,基于电气坐标系实现了暂态稳定评估中对故障位置的统一考虑,并在中国某省级电网算例下验证了所提方法的有效性.     

基于稳定域及条件概率的暂态稳定不确定性分析

以随机变量可信区间内最严重的取值为基本工况,利用稳定裕度及其灵敏度分析技术计算连续参数空间中的稳定域边界;根据概率分布密度函数,计算不确定工况处于该稳定域内(或其外)的联合概率,得到系统稳定(或失稳)的概率.在分析不同的2维参数稳定域的基础上,给出由负荷水平、故障位置与故障切除时间构成的3维参数稳定域.同时,采用条件概率方法处理电网拓扑、故障元件和故障类型等离散型随机变量.将条件概率方法与稳定域方法相结合,计算电力系统的失稳概率.定义新的风险指标来评估失稳风险.对IEEE 39节点和山东500kV系统的仿真表明该方法具有较好的实用价值.     

基于临界惯量和预想故障的含风电电力系统暂态功角稳定在线预警

大规模风电接入使得电力系统惯量水平降低,暂态功角失稳风险加剧,开展含风电电力系统故障前的暂态功角稳定在线预警对保障其安全稳定至关重要。提出了基于临界惯量和预想故障的含风电电力系统暂态功角稳定在线预警方法。首先,通过理论分析得到风电场在故障清除后短时间的功率恢复过程不能忽略的推论,并建立等效外特性模型,进而基于扩展等面积定则构建了计及风电场多阶段外特性的暂稳数学模型。其次,定义了含风电系统暂态功角稳定的临界等效惯量,并通过匀加速分段等效提出了实用化的求解方法,进一步提出了暂态临界惯量指数,实现稳定裕度量化分析并给出风险等级。最后,以含风电接入的四机两区域系统和IEEE39节点系统为例,仿真验证了所提方法的有效性和适用性。     

小电流接地系统单相故障选线的方法与实现

分析了小电流接地系统的故障特征,以基于傅立叶算法的稳态零序电流为依据提出根据消弧线圈调整前后之残流变化量实现单相接地故障选线的方法。该方法不受系统暂态过程、谐波污染以及线路结构不对称的影响,受过渡电阻影响很小,可以将单相接地故障准确地检测出来。在此原理基础上设计了一种基于80C196单片机的软硬件解决方案并开发出具体选线装置,它能够准确区分母线和线路故障并正确选择故障线路。文中详细论述了该方案的实现原理与组成结构。通过由发电机—变压器—配电线路构成的动态模拟系统的接地故障选线实验,验证了该方法是小电流接地选线中一种简单准确、实用有效的方法,表明所开发的装置抗干扰能力强,运行稳定,具有推广应用价值。