考虑设备运行状态的频率和电压紧急调控在线预决策

常规机组被特高压直流和大规模新能源替代导致电网面临严重的频率和电压安全稳定风险,而及时有效的故障后紧急调控可以有效阻止大停电事故的发生。文中提出考虑设备实际运行状态的频率和电压紧急调控在线预决策方法,考虑故障后系统保护、机组一次调频、自动发电控制和自动电压控制等装置动作对节点注入的影响,自动识别故障后准稳态方式,构建以综合控制代价最小为目标的频率和电压预决策模型;通过措施枚举组合形成校核方案,并基于措施调整量快速估算实现校核方案筛选;兼顾频率和电压安全问题进行预决策策略迭代搜索,给出具体设备和控制量,实际故障发生后通过匹配故障和故障后问题进行紧急控制,降低电网事故风险,采用实际电网算例验证了该方法的有效性。     

基于分布式控制的独立型光储水柴微网调度策略

基于分布式微网能量管理框架,提出一种光储水柴微网经济调度策略,包括预测层、调度层和控制层。预测层提供能量管理相关决策数据;调度层采用边际成本竞价机制,通过光伏和水电电价补偿策略,合理分配光水资源,减少柴油发电机的发电比例;控制层包括稳态控制和紧急控制,其中稳态控制策略用于控制本地设备跟踪调度计划运行,而紧急控制策略用于对系统可用发电容量进行分配,以维持系统功率平衡。以实际光储水柴微网为例,对比实际运行数据,所提出的调度策略在充分利用光水资源的基础上,保证了系统稳定运行。     

基于CNN-LSTM网络的电网电压稳定紧急控制策略

运行方式的复杂多变性、扰动故障的不确定性、电力电子设备的弱抗扰性为交直流混联电网的安全稳定运行带来了巨大挑战。为保证大扰动故障后电网电压的稳定，提出一种基于卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的响应驱动紧急控制策略。首先，分析关键母线节点电压时序值和电压稳定水平的映射关系，离线建立基于CNN-LSTM网络的大干扰电压稳定评估模型。然后，采用评估模型预测备选切机、切负荷点控制措施动作后电网电压稳定水平的提升量，确定响应驱动紧急控制措施灵敏度。最后，考虑紧急控制措施灵敏度，建立计及电网实际运行约束的紧急控制优化问题，求解得到最优紧急控制策略。面向存在电压失稳问题的交直流混联电网实际场景，仿真结果验证了所提响应驱动控制灵敏度预测方法的准确性，电压稳定紧急控制措施优化协调策略可以保证大扰动故障后电网的安全稳定运行。     

人工紧急调控与自动紧急控制协同防御

人工紧急调控是指根据对电网实时状况的分析,由调度员下达控制命令的紧急控制,可为及时消除电网紧急状态发挥关键作用,需要基于不安全现象检测的紧急控制理念,采用基于广域测量系统和能量管理系统信息的紧急调控实时辅助决策技术。探讨了人工紧急调控与自动紧急控制协同防御的技术路线,包括识别人工紧急调控的可行条件及适用条件、基于实测与仿真结合的辅助决策和保持全局性实时状态觉知能力。结合低频振荡、电压稳定和连锁故障,给出了综合实测信息与仿真计算辅助决策技术的设计思路。     

山西电网安全稳定实时预警协调防御系统成功投运

山西电网安全稳定实时预警协调防御系统日前成功投运。通过构建“电网实时监视-扰动识别及告警-稳定分析评估及辅助决策-实时紧急控制及安自装置离线策略校核-第三道防线校核”一体化监控平台,统一了电网全过程分析的仿真计算模型和参数,实现了电网在线安全稳定分析评估、调度操作前模拟潮流计算及暂态仿真,以及离线方式仿真计算,为电网调度、运行方式安排、网架建设提供了先进的监控及计算分析手段。     

基于最优控制原理的电力系统紧急控制及应用

基于时域方法仿真得到系统受扰轨迹,并结合实际电网安全稳定控制系统的配置情况和运行要求,给出了暂态稳定下最优紧急控制模型。采用了启发式故障后轨迹相对功角最大值小于门槛值作为暂态稳定约束条件,通过引入变分原理,推导了暂态稳定约束条件对控制量的灵敏度。通过建立线性规划模型,把微分代数方程所描述的电力系统紧急控制转化为以切机切负荷为控制量的最优控制问题。文中提出的暂态稳定紧急控制模型与时域仿真方法具有同等的适应性。广东电网的计算结果表明,文中方法对紧急控制策略灵敏度的确定高效且实用,对保证电网安全稳定运行有重要意义。     

江苏电网在线动态安全评估系统及应用研究

基于智能调度系统的在线动态安全评估系统以实时在线数据为基础进行计算分析,实现了电网的离线分析向在线分析的飞跃。文中简要介绍了江苏电网动态安全评估系统的主要结构、功能、计算流程,以江苏2016年6月23日龙卷风冰雹特大灾害下的电网安全稳定分析和2016年11月4日某变电站母线故障后的稳定分析为算例,结果表明动态安全评估系统能够及时有效地对电网进行实时计算分析并给出相应的辅助决策措施,提升了电网调度运行人员在事故紧急情形下的应急处理能力,对保证电网的安全稳定运行起到了重要作用。     

电网多区域安全稳定紧急控制在线预决策系统

河南电网多区域安全稳定紧急控制在线预决策系统综合利用EMS在线数据、安控实测数据、电网典型运行方式数据,全面定量评估电网安全稳定性(暂态功角稳定和潮流越限),优化紧急控制决策并在线刷新多个区域安全稳定控制系统策略表。试运行表明该系统能够在5min之内完成河南电网的安全稳定量化评估和两个区域安全稳定控制系统的优化控制策略的在线刷新。     

综合多类型措施的频率紧急协调优化控制研究

随着电网精益化运行要求的提高,直流紧急功率支援、发电出力快速升降、负荷控制等连续调节型控制技术在当今电网运行控制中得到越来越多的关注。针对我国新能源及跨区特高压直流规模不断扩大形势下电网面临的频率突出问题,分析了故障后暂态频率安全特性及控制需求,计及各类控制措施响应特性、控制代价及暂态频率安全裕度量化指标,制定了多类型控制措施的协调配合原则和思路,提出了一种综合多类型措施的频率紧急协调优化控制决策方法。在保证电网频率安全的前提下,通过协调连续和离散控制措施,降低电网故障后频率控制代价,适应了现代电网精益化频率稳定控制要求。基于实际规划特高压直流送端电网,仿真验证了所提方法的可行性。     

交直流电力系统暂态安全稳定在线紧急控制策略并行算法

针对在线策略优化约束和控制措施考虑不足以及计算速度无法满足在线要求等问题,基于参与因子、综合电气距离、无功电压灵敏度及安全稳定裕度,提出了直流系统功率紧急调制、切机、切负荷和局部电网解列的量化控制性能指标和两阶段在线策略优化集群计算方法。在各阶段计算中,依据控制措施性能指标进行措施组合,形成计算任务,按控制代价对计算任务排序形成调度队列,提交集群系统进行并行计算。首先计算暂态功角稳定紧急控制策略,实现直流紧急调制与切机和匹配切负荷的协调;然后,在暂态功角稳定策略的基础上,进行暂态电压和频率安全稳定策略的计算,实现暂态功角稳定控制与暂态电压和频率安全稳定控制的协调。仿真实例验证了算法的有效性。     

On-line preventive control for power system transient stability based on the energy function method

For the purpose of maintaining the power system security, an integrated security monitoring and control (ISMAC) system, is being developed in which both preventive and emergency control have important roles. Static security control strategies which deal with the steady state after the contingency is cleared, have been studied by various researchers including the authors. However, the basic research on dynamic security control which deals with the transient state immediately after the contingency has occurred is seldom found. This paper presents a method of dynamic preventive control for the transient stability considering plural contingencies and coordinating in a flexible way the requirements of both security and economy. In the preventive control for transient stability, it is necessary to judge the transient behaviors properly and also to evaluate the security quantitatively for a postulated contingency. The authors define a security index which represents absorbing capacity of post-fault kinetic energy based on the energy function method. The index has these advantages: it is possible to calculate values rapidly; and physical meanings are easily understood. The effectiveness of the proposed method is ascertained through numerical examples for model power systems.     

用于频率紧急控制的水电群精准控制策略

随着大规模水电集中开发,水电高占比大容量外送电网已具备一定规模,其频率安全问题越发凸显,现有离散的控制策略在控制精度上已难以满足控制需求。提出用于频率紧急控制的水电群精准控制策略,在电网发生故障出现较大功率盈余时采用传统离散切机和水电机组出力快速调节的协调控制策略,实现故障情况下对水电群的精准控制。提出了水电机组出力快速调节方法,通过安全稳定控制系统直接给水电机组调速系统下发水电机组出力快速调节指令,快速调节水电机组出力,代替部分离散切机量,可有效解决现有安全稳定控制系统存在的过控/欠控问题。算例仿真结果验证了所提控制策略的可行性与有效性。     

大电网四级梯度预警预控方法的工程实践

采取综合防御措施来避免大电网停电事故的发生受到越来越多电网运行人员和研究者的重视。现有的预警和预防性控制系统更多地关注电网运行实时在线的安全稳定分析和事故防范,然而从电网运行环节的全过程出发将能更好地实现综合防御的思想。四级梯度预警预控方法正是将系统工程的思想应用于电网运行生产过程的四个重要环节,针对各自的特点开展预警分析和预防性控制。介绍了大电网四级梯度预警预控方法在河南电网的工程实践情况,主要包括系统的功能实现、创新性的技术应用和应用中的思考与启示,为大电网预警预控系统未来的发展提供了借鉴和参考。     

电力系统暂态稳定协调控制策略研究综述

预防控制和紧急控制是保障电力系统暂态稳定的两项重要措施,二者之间存在较强的互补性.实现预防控制与紧急控制的协调对于电力系统的安全、经济运行具有重要意义.预想事故集的处理、协调控制模型建模及求解是实现实时暂态稳定协调控制的关键技术.本文综述了在协调控制过程中构建与外界环境因素有关的准实时预想事故集的方法,总结、评价了当前各种预防控制与紧急控制的搜索策略以及各种协调控制模型的寻优策略,以期展示该研究领域的最新进展和发展趋势.     

电力系统小干扰稳定实时控制

提出小干扰稳定实时控制的概念,即在某种运行方式下,由于某种故障场景的诱因,小干扰稳定的预防控制措施已经失效,低频振荡已经发生时,基于控制措施(切机、切负荷)对运行方式进行调整,以有效抑制和平息振荡。首先比较了小干扰稳定实时控制和紧急控制的不同点,指出故障特征和事件特征的差异决定了小干扰实时控制的特殊性和可行性;小干扰稳定实时控制的核心是在线控制决策的生成,基于模态对运行方式和运行参数灵敏度,对控制措施和控制效果进行量化,以确定最优控制措施,包括控制地点的选择和控制量的确定。最后基于某大规模互联电网,在低阻尼模态已经起振时,通过小干扰稳定实时控制实时增加系统阻尼,有效地抑制了系统振荡模态。     

Dynamic preventive control for power system using transient stability assessment based on pattern recognition

To maintain power system security, the authors are developing an integrated security monitoring and control (ISMAC) system which consists of the three main functions: security monitoring, preventive control and emergency control. This paper focuses on the dynamic preventive control which deals with the transient stability immediately after the contingency has occurred. The proposed method is based on the transient stability assessment using the pattern recognition with two-dimensional feature space. Therefore, a preventive control strategy can be obtained rapidly. An index which represents the severity of the contingency quantitatively (security index) is defined by the distance from a linear decision surface which divides a feature plane into a stable and an unstable region. Further, this method has also the advantage that it is possible to consider the effect of the control devices or damping to some extent and specify the operator demand for stabilization flexibly. The effectiveness of the proposed method is ascertained through numerical examples for model power systems.     

江苏电网AGC安全约束控制的实现与应用

阐述了利用安全约束调度进行自动发电控制(AGC)安全约束控制的实现技术及应用。当系统处于紧急状态或预警状态时,AGC根据实时安全约束调度提出的机组调整方案和灵敏度信息,通过限制机组AGC调节上下限或限制机组AGC调节方向,执行稳定断面越限的校正控制和预防控制。实践表明,AGC安全约束控制可有效消除和缓解了电网稳定断面的越限,提高电网的安全稳定水平。     

大电网安全可靠运行4级梯度预警预控方法

采取系统、综合、在时间轴上延伸扩展的防御措施是避免大规模停电事故发生的重要途径之一。现有的预警和预防性控制系统大都集中关注于电网运行在线、实时、动态的安全稳定分析和事故防范措施,然而从电网运行生产的全过程出发能更好地实现综合防御的思想。提出一种4级梯度预警预控方法,即运用系统工程的思想在电网运行生产过程的4个重要环节,针对各自的特点开展预警分析和预防性协调控制。以此方法建立的预警预控系统的核心内容是周计划、日计划、操作前和实时4个时间递进环节上的安全稳定分析和有针对性的控制措施。介绍了大电网安全可靠运行4级梯度预警预控系统在河南电网的具体设计实施和关键技术。     

长距离交直流混合输电安全稳定控制系统的配置原则

讨论了电力系统安全稳定控制系统（装置）的现状和发展趋势，论述了我国电力系统3道防线的设置和安全稳定控制装置的配置模式。根据南方电网“西电东送”工程的安全稳定计算结果，认为随着电力系统的不断扩大和日趋复杂，适应这种发展的安全稳定控制系统应充分利用电力信息基础设施的建设和完善，以数据通信网络为重要工具，建立充分信息交换基础上的预防控制和紧急控制相结合的安全稳定控制系统。文中提出了建立这种系统框架的若干思路。