同塔双回线相序排列方式的选取方法研究

同塔双回输电线路的相序排列方式既影响线路的三相不平衡度,又影响零序功率方向元件的方向判断。基于线路长度因素,综合考虑了相序排列方式对输电线路不平衡度及继电保护装置正常运行的影响,提出了一种同塔双回输电线路相序排列方式的选取方法。该方法以输电线路长度为基准,选取最优相序排列方式,使得负序不平衡度在规定的限值内和发生区外相间短路故障时继电保护装置误动作概率小。利用电磁暂态软件ATP/EMTP搭建同塔双回线路正常运行及故障模型,计算各回线的负序不平衡度及零序环流不平衡度。基于仿真结果,当线路长度为20 km时,该方法选取了最优相序排列方式BCA/BCA。     

考虑相关故障的双回输电线路可靠性评估

电力负荷需求不断增加使得原有输电系统可能出现过负荷现象。特剐是双回平行输电线路,当其中一回线路发生故障退出而另外一回线路仍然运行时,该回线路发生过负荷的概率就会增大,甚至引起相关故障。为了考虑线路过负荷情况下双回平行输电线路的可靠性．提出应用马尔可夫随机过程建立双回平行输电线路考虑相关故障时的可靠性等效模型及其状态空间图．根据该状态空间图计算出考虑相关故障的双回平行输电线路的可靠性指标。利用算例分析了考虑相关故障时双回平行输电线路在可能的相对频率下可靠性,并与传统的双回输电线路四状态可靠性模型的可靠性指标比较。结果验证了所提可靠性等效模型的实用性和有效性,并指出输电线路过负荷运行引起相关故障对输电系统可靠性有较大影响。     

基于输电线路实时评估模型的电力系统静态安全在线风险评估

提出了一种电力系统静态安全在线风险评估方法。该方法建立了计及气象因素的输电线路实时评估模型,并利用该模型求解输电线路的实时故障概率,在此基础上利用随机潮流计算所建立的风险指标。为了减小求解规模,提出了一种实时故障筛选与排序方法。按照是否考虑输电线路随机故障分为2种情况进行对比分析,New England 10机39节点系统的计算表明,所提方法能够真实评估系统当前所处的风险水平。     

基于能量比值分析的直流输电线路故障判别

针对高压直流输电线路跨域广,遭受雷击概率较高,易引起输电线路故障的问题,提出了一种基于能量比值分析的故障识别方法。在考虑发生雷击故障或接地故障时,引起输电线路暂态能量发生改变,且雷击时的故障能量与接地故障时的故障能量不同的特征,通过从能量的角度出发,提出了利用S变换将输电线路各频带的能量进行分离,提取出特定频带的能量进行比值分析。基于EMTP/PSCAD搭建220 kV高压直流输电线路模型,仿真结果表明其方案可以很好地识别雷击故障和接地短路故障。     

风险理论思想下的输电线路脆弱性综合分析

运用风险理论的思想从全局和局部、结构和状态两个方面对电力系统输电线路故障后所造成的影响进行衡量。引入经济因子加权介数对网络加权冗余度进行修正,从全局角度衡量电网本身所固有的结构脆弱性;综合考虑线路故障后电网各节点电压和各支路传输功率的裕度,从局部角度对输电网线路状态脆弱性进行评估;最后综合输电线路故障后的结构脆弱性指标、状态脆弱性指标以及故障发生概率指标得到综合脆弱性指标。通过对IEEE14节点系统的仿真,运行结果验证了该方法的合理性与有效性。     

基于复杂网络理论的输电线路脆弱度评估方法

为快速评估线路故障对系统静态安全的影响,基于复杂网络脆弱度理论,构建了互补性脆弱度指标集和综合脆弱度指标,进而提出一种输电线路脆弱度评估方法.该方法可从全局和局部、有功和无功两方面综合衡量输电线路的脆弱度.根据电力网络有功功率传输的特点构建了平均传输距离指标,从全局的角度衡量输电线路故障对有功功率全网传输效率的影响;其次,提出了局部变化量指标,从负荷节点和发电机节点的角度有效评估局部无功平衡受影响的程度.上述两类指标构成了互补性脆弱度指标集.对互补性指标集进行了归一化处理,得到综合脆弱度指标.通过对IEEE 30节点系统的仿真分析,验证了所提出的互补性指标集和评估方法的有效性.     

基于风险的输电线路多目标优化检修

建立了考虑系统风险以及检修费用的输电线路多目标优化检修模型。构造能够计及机组出力波动、负荷波动、线路故障等诸多不确定性因素的系统风险指标,并使用基于半不变量的概率潮流方法进行计算。利用多目标进化算法对输电线路多目标优化检修模型进行求解,RBTS(reliability busbar test system)的算例验证该模型的合理性以及所采用方法的有效性。     

基于最优潮流并计及静态电压稳定性约束的区域间可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是衡量电力系统在安全稳定运行的前提下区域间功率交换能力的指标。文中基于最优潮流(OPF)方法，建立起符合电力市场交易机制的ATC计算模型，其中考虑到输电线路故障对系统静态电压稳定性的影响，加入线路N-1故障时广义参数化形式的潮流方程及相应的不等式约束条件，使系统在故障时仍有负荷裕度，以保持电压稳定；以支路功率和系统负荷裕度之间的灵敏度指标进行预想故障选择，并用原对偶内点法计算得到输电线路N-1安全约束下的区域间可用输电能力。IEEE30和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的正确性与有效性。     

按故障录波量计算“T”型结线输电线路故障地点的方法

故障录波器是记录电力系统故障时各种电气量的一种自动装置,是分析故障据以计算和判别故障地点一个重要工具。根据故障录波量计算确定双端供电或单端供电一般输电线路故障地点的方法。已有文章论述,本文就如何计算三端供电“T”型结线的输电线路故障地点作一探讨。     

基于马尔可夫链模型的输电线路运行状态及其风险评估

综合考虑影响输电线路运行状态的内、外两方面因素,提出一种基于马尔可夫链模型的运行状态及其风险的评估方法。首先,利用马尔可夫链外推输电线路运行状态,量化外部条件下的线路初始故障概率,并进一步结合系统潮流水平,计算线路实际运行故障概率。其次,考虑系统运行约束,定义相关故障严重性指标及其基于层次分析权重的综合性指标,对线路故障下的系统"影响"进行量化。最后,利用风险评估思想,将线路故障概率与量化后的"影响"相结合,实现对线路运行风险的评估。仿真结果表明,由于综合考虑了内、外影响因子的作用,并涵盖了多类风险因子的评估指标,所提方法对系统中高风险运行的重要线路有较好的辨识能力,且有效回避了因为部分状态信息缺失造成状态评估实现困难的问题,为输电线路状态检修工作提供了参考。     

基于改进解析法的小范围动态安全域搜索方法

由于目前动态安全域搜索方法用于概率安全指标计算结果会存在一定的误差,基于正态分布函数的快速衰减特性,提出了动态安全域(DSR)的小范围搜索方法。首先搜索DSR边界超平面的估计值,据此确定一个搜索的小范围,然后在这个小范围内利用改进解析法计算DSR边界的近似超平面。新英格兰10机39节点系统上的算例误差为4.5%,说明所提方法是合理可行的。     

一种新的故障筛选和排序的方法

为了避免在故障筛选与排序中忽略严重故障而导致大停电的发生,提出了一种比较精确的新的故障筛选和排序方法。以动态安全域的求解为基础,在故障筛选时运用解析法求动态安全域,进而求解失稳度。以故障的失稳度作为故障筛选的指标,快速选出严重的故障,形成故障筛选集。在故障排序时对于筛选集中的故障线路运用BP神经网络求解动态安全域,从而求解概率不安全指标,以故障的概率不安全指标作为故障排序的指标,得到精确的故障排序。通过IEEE10机39节点系统算例验证了该方法能够快速、全面、准确地实现故障的筛选与排序,同时通过IEEE4机11节点系统验证了BP神经网络求解动态安全域的可行性,误差为0.0608,满足要求。     

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。     

基于期望损失指标的电力系统故障筛选和排序

为了避免在故障筛选与排序中只考虑故障的严重程度,提出了一种新的故障筛选和排序的方法。它是以动态安全域的求解为基础,以故障的期望损失作为筛选和排序的指标,同时考虑故障发生时电力系统的经济性与随机性两个方面,更符合实际情况。首先,根据经验故障集,用小范围解析法计算电力系统发生故障时的动态安全域,从而求解发生故障时的改进的概率不安全指标和期望损失,根据故障在故障集中的比例筛选出期望损失比较大的故障线路,将其放入筛选集中。然后,根据误差比例控制曲线,控制计算动态安全域的精度,重新计算筛选集中电力系统发生故障时的动态安全域、期望损失和它们所占的比例,依据此比例进行排序。通过IEEE10机39节点系统算例验证了该方法能够快速、全面、准确地实现故障的筛选与排序。     

基于半不变量的电力系统静态稳定性概率分析

提出一种基于半不变量的随机静态稳定模型,能够在计算系统概率潮流的同时,应用静态稳定性分析的经典判据,通过对随机变量的简单运算直接给出所研究运行方式失去静态稳定的概率.算例表明了该方法的可行性.     

电力系统暂态稳定概率

在电力系统概率安全性评估中,预想事故下系统暂态失稳概率的计算是一个基本环节.文中基于安全域的研究成果,提出了一个离散和连续相结合的暂态失稳概率模型.其中除计及了节点注入功率不确定性、沿线事故发生地点的不确定性以及事故清除时间的不确定性外,还计及了负荷模型的不确定性.同时,采用以半不变量为基础的Gram-Charlier级数法计算截断正态分布随机变量的联合概率分布,使概率分布的考虑更加符合实际.算例表明该方法具有较高的计算效率.     

计及连锁故障的暂态稳定概率评估方法

动态安全域的一系列研究成果为解析法在暂态稳定概率评估的应用提供了便利条件。针对负载较重的电网．提出了一种基于动态安全域的计及连锁故障引起系统失稳的暂态稳定概率评估方法,对系统安伞影响较大的线路发生初始故障．交替求解暂态稳定和潮流分布．考虑了失稳以及过载保护动作的概率特性,得到对系统安全影响较大的线路最可能引发的连锁故障路径．进而求得考虑连锁故障引发系统失稳在内的线路不安全概率指标。以IEEE10机39节点系统为例,验证了该方法的可行性和合理性。     

Multifault calculation method for dynamic stability study of electric power systems

For the fault condition in dynamic stability study, balanced faults have mainly been utilized. Recently, however, with the progress of system protective control technologies such as the multiphase reclosing system for a faulted transmission line, the needs for stability software which would be able to calculate simultaneous faults without any restrictions on fault types, total numbers or location, have been increasing. This report presents the newly developed multifault calculation method based on symmetrical components which is able to calculate simultaneous faults without any restrictions on combination of fault types, and total numbers or location. Fault types consist of balanced/ unbalanced ground fault, short-circuit fault, line-out of transmission lines, and short-circuit of series condenser. The proposed method also allows for calculation of faults at an arbitrary location on the line without any topological changes of each symmetrical network even if the faults include line-end faults with ensuring outages. An example was shown to clarify the validity of the proposed method. Moreover, transient stability limits under the various fault conditions also were discussed.     

基于可靠度的氯盐侵蚀下输电线路基础耐久性寿命预测

以Fick第二定律为理论基础,建立了氯盐侵蚀下输电线路基础受Cl-扩散侵蚀作用的耐久性寿命预测模型。采用概率方法建立了基础耐久性寿命极限状态方程,通过Nataf变换将各基本随机变量变换为独立标准正态变量,基于二阶可靠度方法（second order reliability method, SORM）,采用Breitung方法实现了指定可靠度下基础耐久性寿命计算。以±800 kV哈密南-郑州直流特高压工程为背景,研究了模型中基础保护层厚度、水胶比、临界Cl-浓度、养护时间和年平均气温等变量的统计参数对基础耐久性失效概率分布规律的影响。研究表明,概率方法求得的基础耐久性寿命可靠度指标满足规范中最小可靠度指标为1.5的要求,为线路基础的耐久性设计及寿命预测提供依据。     

分段输电线路求解整段参数计算理论研究

输电线路工频参数的准确及时获得对电力系统至关重要,否则可能会给电力系统带来恶劣的影响,甚至造成重大电力事故的发生。目前国内外针对线路参数理论计算通常采用传统公式。针对中、短输电线路施工或运行中分段参数与整段参数的求解问题,本文以某220kV双回线路为例,验证得到传统方法在求解正序参数上可以很好应用,但在零序参数求解上存在较大误差。为提高零序参数理论计算的准确性,本文首次提出将输电线路划分为整的参数理论计算公式及其等值稳态电路模型,即对各分段输电线路进行参数测试,然后经过科学计算得出整段线路参数,为输电线路参数测量提供了一种快速有效的方法。经实例计算验证该模型在零序参数求解上相对传统模型而言误差更小,可用于中短输电线路的参数计算,并进一步提出了该模型的改进措施。