电网关键元件及其单调性研究Ⅰ:概念与基础

在一定条件下,发电、负荷有可追寻的变化趋势,这样复杂电网运行必然存在明确的物理规律,在运行中实时寻求这一规律及其变化趋势的快速方法,对电网调度、控制、监视等功能实现具有重要意义。在前人研究的基础上,结合不均匀性和单调性的概念,提出了电网关键元件具有单调性的思想。以有功的传输为研究对象,定义了运行模式、输电通路、关键元件及其单调性等概念。建立了输电元件有功流与网络输送有功总流之间的函数关系,讨论了灵敏度在关键元件单调性研究中的应用。以简化直流潮流为例阐明关键元件单调性的存在性。最后结合5节点系统算例对本文思想进行了验证。论文分为三个研究系列:一是概念和基础部分;二是机理与证明部分;三是应用部分。     

电网关键元件及其单调性研究I:概念与基础

在一定条件下,发电,负荷有可追寻的变化趋势,这样复杂电网运行必然存在明确的物理规律,在运行中实时寻求这一规律及其变化趋势的快速方法,对电网调度、控制、监视等功能实现具有重要意义.在前人研究的基础上,结合不均匀性和单调性的概念,提出了电网关键元件具有单调性的思想.以有功的传输为研究对象,定义了运行模式、输电通路、关键元件及其单调性等概念.建立了输电元件有功流与网络输送有功总流之间的函数关系,讨论了灵敏度在关键元件单调性研究中的应用.以简化直流潮流为例阐明关键元件单调性的存在性.最后结合5节点系统算例对本文思想进行了验证.论文分为三个研究系列:一是概念和基础部分;二是机理与证明部分;三是应用部分.     

电网关键元件及其单调性研究П：机理与证明

对关键元件单调性进行了机理分析和相关论证。结合运行圆和极限圆概念,对输电元件有功限值进行了修正。在此基础上,分三种情况由浅入深地对电力系统中的关键元件单调性进行了研究：（1）在直流潮流基础上,考虑进正弦函数的非线性,建立了数学模型,对输电元件输送有功功率与节点注入之间的函数单调关系以及关键元件单调性的存在性进行了严格的数学证明,并给出了估计单调区间的算法;（2）再考虑进电阻参数,即损耗的影响,论证了有损情况下,输电元件有功流依然是节点注入的单调函数,而且关键元件单调性依然成立,但是单调区间与无损耗时相比会根据r/x的大小发生偏移;（3）定性的讨论了电压水平和无功功率对有功功率关键元件单调性的影响。最后结合5节点系统算例对上述三种情况进行了比较验证。     

电网关键元件及其单调性研究П:机理与证明

对关键元件单调性进行了机理分析和相关论证.结合运行圆和极限圆概念,对输电元件有功限值进行了修正.在此基础上,分三种情况由浅入深地对电力系统中的关键元件单调性进行了研究:(1)在直流潮流基础上,考虑进正弦函数的非线性,建立了数学模型,对输电元件输送有功功率与节点注入之间的函数单调关系以及关键元件单调性的存在性进行了严格的数学证明,并给出了估计单调区间的算法;(2)再考虑进电阻参数,即损耗的影响,论证了有损情况下,输电元件有功流依然是节点注入的单调函数,而且关键元件单调性依然成立,但是单调区间与无损耗时相比会根据r/x的大小发生偏移;(3)定性的讨论了电压水平和无功功率对有功功率关键元件单调性的影响.最后结合5节点系统算例对上述三种情况进行了比较验证.     

电网关键元件及其单调性研究Ⅲ:应用

探讨了关键元件及其单调性研究在电力系统中的主要应用。结合一定时间级别的负荷预测数据,建立系统的运行模式,提出了关键元件识别的方法。讨论了关键元件及其单调性在输电能力评估、网络安全预警以及网络结构评价方面的应用潜力。通过对电网络复杂性根本原因的分析,指明了关键元件及其单调性研究能够简化电力系统分析的本质。通过山东电网500kV网络的算例验证了本文方法的正确性。     

电网关键元件及其单调性研究Ш：应用

探讨了关键元件及其单调性研究在电力系统中的主要应用。结合一定时间级别的负荷预测数据,建立系统的运行模式,提出了关键元件识别的方法。讨论了关键元件及其单调性在输电能力评估、网络安全预警以及网络结构评价方面的应用潜力。通过对电网络复杂性根本原因的分析,指明了关键元件及其单调性研究能够简化电力系统分析的本质。通过山东电网500kV网络的算例验证了本文方法的正确性。     

电网关键元件及其单调性研究Ⅲ:应用

探讨了关键元件及其单调性研究在电力系统中的主要应用.结合一定时问级别的负荷预测数据,建立系统的运行模式,提出了关键元件识别的方法.讨论了关键元件及其单调性在输电能力评估、网络安全预警以及网络结构评价方面的应用潜力.通过对电网络复杂性根本原因的分析,指明了关键元件及其单调性研究能够简化电力系统分析的本质.通过山东电网500kV网络的算例验证了本文方法的正确性.     

一种无功平衡与临界潮流快速分析方法及其在特高压可控高抗需求分析中的应用

随着我国特高压电网规划和建设的不断深入,可控高抗作为重要的无功电压调节手段备受关注,亟需对其在特高压电网中的需求和布点作出科学判断。首先提出可操作性强的特高压电网无功平衡原则,深入分析电网元件的无功需求和有功传输之间的定量关系;进而提出一种可仅基于有功电力流,以变电站为中心的电力系统无功平衡及其临界潮流快速分析方法;随之将这种方法应用到特高压电网可控高抗的需求和布点研究中。该方法不仅可以对指定的规划方式进行快速定量分析,还可以给出变电站临界潮流和变压器负载率之间的关系曲线及其变化趋势,从而增强了研究结论对不同负载水平和运行方式的适应性。对"东纵"特高压输变电工程进行可控高抗的需求和布点研究,给出工程适用性强的结论和建议,为特高压可控高抗示范工程方案的确定和后续工作的开展提供了技术依据。     

一种实时监测网损的方法

在考虑电网中各发电厂上网电价的前提下,通过引入费用流的概念,提出了一种实时监测和统计网损的方法,用有功费用损耗替代有功损耗,该方法提高了网监控的准确性、可比性和整个电网的经济效益,为运行人员实时优化电网运行提供了依据。     

电力系统机电暂态的混合单调特性

结构愈发复杂的电网能够保持长期稳定运行,一定程度上得益于内在的系统特性。其中混合单调性衍生于单调性,其作为动态系统的定性性质,能够说明系统结构中固有的增长与衰减机制。电网机电暂态数学模型动态过程中的雅可比矩阵在不同时段往往具有不变的符号特征,符合混合单调系统特征,文中结合混合单调分解技术对系统关键状态变量起正作用和负作用的部分进行拆分,挖掘了各状态变量间的增长和衰减机制,进而分析了系统机电暂态尺度下的动态响应特性,解释了电网运行经验。基于混合单调分解结果构造了一个具有双边比较性能的单调增广系统,其顶点响应提供了原系统区间响应的快速估计,为不确定性问题提供量化分析结果。     

新疆电网有功控制模式的研究

随着新疆电网的总发电装机容量及电网网架结构的发展,人工有功控制模式已无法满足电网发展需求。对比分析了人工有功控制模式、AGC自动有功控制模式、实时滚动计划智能有功控制模式的优缺点,结合新疆电网的实际运行情况,通过修改调整AGC系统以及实时滚动计划系统参数,提高两系统在新疆电网的实用性。实际应用表明,有功控制模式的转变提高了新疆电网有功调节性能,降低了电网运行风险,增强了运行人员对电网的运营管控能力。     

软件定义电网:概念、结构与示例

针对目前电网中存在的问题,结合"软件定义"的理念,提出了软件定义电网的概念;分析了软件定义电网的特点,实现电网的管理、运行和控制的部分或全部分离;将软件定义电网分成应用定义层、运行控制层、物理设备层三层体系结构,并定义了应用定义层和运行控制层之间的北桥接口以及运行控制层和物理设备层之间的南桥接口,详述了各层及接口的功能;通过分析软件定义电网的两个应用实例,即软件定义电网在配电网中的应用和虚拟电厂中的应用,说明了软件定义电网的优势。     

大规模风电入网的有功功率波动特性分析及发电计划仿真

分析大规模风电入网的有功特性,找出其中的规律,对指导电网运行管理非常重要。根据内蒙古电网2年来风电运行的实时数据,运用概率统计分析和时间序列分析方法,对风电有功功率的波动特性进行了分析,寻找其中的变动规律和对电网运行造成影响的各种因素。根据研究和分析结果,找出了影响风电入网容量的核心因素,总结了不同容量风电入网后电网有功功率呈现的特点。     

补偿电网阻尼率及脱谐度的分析

阻尼率和脱谐度是补偿电网的两个重要参数,针对运行中出现的相关问题,从中性点位移电压、三相电压不平衡度以及残流的有功分量、无功分量等方面,分析了阻尼率和脱谐度对补偿电网运行特性的影响,给出了合理配置阻尼率和脱谐度的公式,分析认为,采用非线性电阻将增大残流的有功分量,不利于电弧的熄灭;在保证残流小于规程允许范围内的前提下,适当增大脱谐度,可改善三相电压不平衡度,有利于补偿电网的运行。应用这些研究成果也解决了实际运行中出现的一些相关问题。     

大规模光伏有功综合控制系统设计

大规模光伏并入电网后,其出力的不确定性增加了电网运行控制的难度。通过分析大规模光伏接入对电网运行控制的影响,结合光伏电站和调度主站的建设现状,提出了适应大规模光伏接入的有功控制系统架构和设计思路。研究并制定了光伏数据采集通信机制、适应电网多种有功控制需求的光伏有功控制模式及控制性能评估方法,以此建立了横向集成光伏信息采集与监视、光伏有功控制功能,纵向贯穿调度端和厂站端的光伏综合控制系统,实现了调度主站对光伏电站的有功闭环控制。文中提出的综合控制系统已在实际电网得到了应用,算例验证了所述方法的有效性。     

考虑元件单元信息的电网暂态脆弱性研究综述

在综合分析已有电网脆弱性研究基础上,侧重于电网变化暂态过程演化问题的研究。从基于电网状态脆弱性和结构脆弱性相结合的综合脆弱性角度出发,指出当前单一应用复杂网络理论或李雅普诺夫能量函数研究电网脆弱性尚存不足。通过对基于元件单元信息的电网暂态脆弱性分析,提出计及复杂网络指标变化和暂态能量变化下能量注入有效域的评估思路,重新诠释了电网脆弱性及其概念。对其在电网规划建设、运行控制、调度管理等环节的应用做出相关展望。     

补偿电网阻尼率及脱谐度研究

随着自动调谐式消弧线圈的广泛应用 ,许多配电网变成了补偿电网 ,而阻尼率和脱谐度是补偿电网的 2个重要参数。文章从中性点位移电压、三相电压不平衡和残流的有功分量、无功分量等分析了阻尼率和脱谐度对补偿电网运行特性的影响 ,认为 :采用非线性电阻将增大残流的有功分量 ,不利于电弧的熄灭 ;在保证残流小于规程允许的范围内 ,适当增大脱谐度 ,可改善三相电压不平衡度 ,有利于补偿电网的运行。     

地区电网中期运行方式研究

提出地区电网中期运行方式的基本研究思路。基于地区电网运行特点,应首先确定各电源点的供电范围,在此基础上研究其典型运行方式、关键元件故障停运方式、短路电流计算、无功优化规划计算、电压稳定计算,从计算结果分析网架结构、负荷水平等变化对地区电网运行的影响。结合电网实例,对电网中期运行方式进行简单分析计算。     

小波包分解重构算法在有功电能计量中的应用

本文简要介绍了小波包分析的基本理论,深入探讨了基于小波包分解重构算法在有功电能计量中的应用,并采用具有很好的计算性、时域光滑性及频带分割性的正交小波db43对非稳态电网有功电能计量进行了仿真实验,结果表明该计量算法的有功功率和有功电能计量精确度可满足现行电网运行要求,基波有功电能计量精度达到0.2S级,谐波有功电能计量满足A类谐波测量仪器的允许误差.     

一种新的基于关键元件的电网简化建模方法

针对风、光等可再生能源不断并入电网以及特高压直流输电工程不断建设,电网规模日益增大,因此识别电网中的关键元件并进行简化对于电网安全运行、监视具有重要意义,提出了一种基于关键元件的电网简化建模方法。首先,使用非序贯蒙特卡罗方法模拟电网的运行模式,在此基础上进行潮流计算和输电元件负载率计算,得到系统的关键元件集;然后,以电网关键元件集为端口对原系统做诺顿等效,得到以关键元件集为主的简化等效系统。通过使用该简化模型对未来时段内的电网进行监视,可以极大提高系统运行、监视的效率。通过对IEEE 14节点系统的仿真验证,表明了所提方法的有效性。