基于阻塞分析的输电线路动态增容

为了确保输电线路动态增容后电网的安全稳定运行,基于超短期预测数据确定输电能力的受限原因,通过计及动态安全的阻塞管理分析识别阻塞关联输电线路。针对增容的线路和增容时段,根据气象预测数据计算未来一段时间内的允许载流量。对阻塞时间在一定范围内的待增容线路,考虑导线温升暂态过程,进行事故后导线允许载流量分析。并在此基础上确定满足安全稳定约束的增容容量。基于上述方案开发了一种基于阻塞分析的输电线路动态增容系统。     

考虑功率变化的过负荷输电线路热稳安全裕度计算方法

随着电网互联复杂程度的提高,热稳定性已成为限制电网输电能力的主要因素。特别是在输电线路过负荷情况下,现有方法忽略了线路功率变化引起的动态热特性,使得线路热稳安全裕度计算存在误差,可能导致保护过早动作而切除线路,甚至威胁整个电力系统的安全稳定运行。为此,本文分析了影响输电线路温升过程的因素,建立了机组运行方式、功率调节与过负荷线路功率之间的灵敏度模型,并结合线路动态热平衡方程,提出了一种考虑功率变化的过负荷线路热稳安全裕度计算方法。算例表明,该方法充分考虑了过负荷线路功率变化对热稳定性的影响,在确保输电线路安全运行的同时,能最大限度地延迟保护的动作,从而减小停电范围和连锁故障。     

电力市场日前N-1安全校正模型及算法

在电力市场环境下,系统的运行方式多变,发生输电安全阻塞的概率大为增加.针对当前具有合同电力与竞价电力的电力市场运行特点,提出了一种日前N-1安全校正的数学模型及算法.模型中以电厂与负荷的调整费用最小为目标函数,以线路在正常网络与N-1故障网络下线路潮流与断面潮流不越界及机组满足爬坡功率为约束条件.在目标函数中将发电功率中的竞价电力与合同电力分开,负荷功率中的可切除非重要负荷与重要负荷分开,对于不同类型的发电功率与负荷功率赋予不同的权重;在构造线路约束集时,采用实用的有效约束集方法减少约束线路数.省级电网算例验证了所提算法的正确性和有效性.     

考虑可中断负荷及风电随机性的电网短期经济调度

文中考虑在短期负荷及风电预测存在偏差的情况下,引入可中断负荷作为一种旋转备用以确保系统的功率平衡。以输电线路传送有功作为电网安全指标,采用CVAR风险理论描绘电网的不确定安全风险,构建了考虑可中断负荷及风电随机性的电力系统短期经济调度模型。在调度总成本中,除了计及常规机组的发电生产费用以外,还考虑了因电力供应不足所造成的需求侧停电补偿费用。最后通过IEEE14节点系统仿真计算,算例结果表明,该模型具有良好的理论意义和实用价值。     

含风电系统的线路阻塞预防

风电场出力的不确定性增加了风电并网后线路阻塞可能性。为防止因风电功率波动导致的线路阻塞,在.NET平台上开发了基于风电功率预测结果的调度辅助决策系统。根据超短期风电功率预测的结果和实时电网数据,并考虑预测时刻电网的调度计划,校验15min后电网是否存在线路阻塞。分析阻塞线路上功率对可控节点单位功率增减的响应情况,提出通过调用PSASP软件计算阻塞线路灵敏度的方法,为调度人员消除线路阻塞提供参考策略。将研发系统应用于实际电网中,验证了所提出的消除线路阻塞的辅助决策的有效性。     

计及高比例新能源电网分区的输电线路功率双层优化模型

随着波动性极强的风光电大规模并网,高比例新能源电网中输电线路常常呈高传输功率峰谷差、低输电效率的状态,影响电力系统的安全稳定运行和新能源的大规模消纳。为此,提出分区分层优化输电线路功率的思想。首先,利用所提指标对电网进行分区,使区间联络线成为电网中待优化输电线路。在分区基础上建立区间-区内双层优化模型,上层模型用以确定传输功率峰谷差最小且输电效率最高的区间联络线期望功率,下层模型引入区内源荷运行约束,寻找最大程度实现联络线期望功率下系统运行成本最小的源荷协调调度计划。分别选用NSGA-Ⅲ-DE算法和NSGA-Ⅱ算法迭代求解上下层模型。最后,通过甘肃电网实例仿真,证明了所提模型的可行性和有效性。     

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。     

计及输电线路约束的华东电网备用容量可靠性评估

电力系统必须具有一定的备用容量来满足非计划的负荷需求,由于输电线路的约束、备用容量的数量及分布是否合理,关系到系统运行的安全性和经济性。通过建立计及输电线路约束的电力系统备用容量模型,采用蒙特卡罗重要抽样法对系统备用容量进行短期可靠性评估,给出相应的可靠性概率指标,并针对华东电网的实际运行数据进行分析,为华东电网备用容量管理办法的制定提供参考和依据。     

输电线路的潮流介数及其在关键线路识别中的应用

根据输电线路在电网发电负荷节点对间的功率传输中被利用的程度,同时考虑发电容量和负荷水平的影响,提出输电线路的潮流介数指标,并以此作为辨识关键输电线路的判据。该判据能够适应电网不同运行方式下潮流分布的特点,量化了输电线路在全网功率传输中的作用和贡献,其物理背景更加符合电力系统实际。甘肃电网的实际算例表明,电网中输电线路的潮流介数具有显著的异质性特点,少数的几条输电线路在电网的功率交换中起到关键作用;基于潮流介数的相继故障方式下的负荷损失明显高于已有电气介数指标和随机故障方式;以潮流介数指标识别出的关键输电线路以及电网不同运行方式对潮流介数的影响结果,非常符合甘肃电网的实际运行特点;从而证明了利用潮流介数辨识关键输电线路的有效性。     

市场环境下多层级电网快速安全校正优化建模及应用

在电力市场环境下,为解决区域内输电线路潮流越限问题,充分协调多层级资源,提出了多层级一体化安全校正优化建模方法。该方法以消除区域内输电设备潮流越限为优化目标,建立机组出力、机组组合方案、省间交换功率和直流联络线输电计划4种校正方式一次调整的计算模型。通过设置机组组合筛选因子提高了机组组合计算效率。最后,采用区域级电网算例进行仿真验证。结果表明,所建模型可以消除输电设备潮流越限,并满足工程实际运行需要。     

发电侧电力市场中安全校核算法的研究与实现

为适应当前我国电力市场下新的运营规则提出了安全校核算法,并充分利用原有发电计划程序。在安全校核中,系统如果可以仅仅通过调整机组出力来消除过载,则给出机组出力调整措施;如果系统必须要通过调整机组开停计划才能消除过载,则给出建议的机组开停指标;从而与通用的发电计划算法一起,可以生成带安全校核的闭环交易计算。该算法 以系统购电费用最小为目标,基于线性规划中的对偶单纯纯形方法,同时利用松纯技术和降阶基方程技巧,并且考虑了机组报价曲线的非线性特点。依据该算法所开发的应用软件已经在辽宁省发电侧电力市场中投入实时运行,实际计算结果表明,该算法收敛速度快,计算结果合理、符合系统实际,与发电计划一起实现了带安全校核的闭环实时交易计划。     

实时电力市场中暂态稳定约束下的阻塞管理模型研究

提出了实时电力市场中基于联营体交易模式的动态阻塞管理模型。该模型将暂态稳定约束下的动态阻塞管理问题描述为调整发电机出力使购电费用增加最小的非线性规划问题,其特点是暂态稳定约束和线路潮流约束均由发电机有功出力调整量表示。采用该模型对新英格兰39节点典型系统进行阻塞管理仿真验算,并将计算结果与静态阻塞管理模型的计算结果进行比较和分析。结果表明本文提出的模型在消除网络阻塞的同时可以确保电力系统的安全稳定运行。     

电力供需不平衡时负荷中断策略的制定

基于我国目前大部分地区电力工业现状,提出一种以负荷中断管理成本最小化为目标,考虑电网运行要求、电压稳定裕度以及传输容量限制等条件,在满足电网安全稳定运行的基础上,公平合理经济地确定中断负荷的算法.通过39节点新英格兰系统证明了算法的有效性.     

电力市场环境下解决机组组合问题的新方法

机组组合问题是电力市场环境下编制短期发电计划所面临的主要问题,在满足各种约束条件的情况下,如何合理地开、停机组、以及负荷如何在运行的发电机组之间经济地分配是一个比较困难的问题,特别是由于发电机组出力上升、下降速度的限制,使这个问题一直没有很好的解决方法。提出一种组合优化方法解决这一问题,即用启发式方法确定机组组合,用分段线性规划算法分配功率,并满足各种约束条件,特别是可以处理发电机组出力上升、下降速度约束、经实际系统检验是一种非常有效的算法。     

Congestion management approaches in restructured power system: Key issues and challenges

As electric power industries are moving towards restructuring of the power system, several challenges and key issues are arising such as congestion, pricing, operation, and management. Violation of line loading and/or bus voltage limits of the power system due to various transactions at any time is known as congestion. Congestion in the system may cause uneconomical operation and/or blackouts, an outage of the interconnected system and disturbance in the systems. In the emerging competitive electricity markets, congestion management plays an important role in the operation of economical, secure and stable operation of the power system. In this paper, several important works of literature proposed for congestion management are critically analyzed. Various optimization algorithms developed to alleviate congestion are also discussed in detail. The key issues and challenges are highlighted.     

考虑网内与网外购电计划差异的月度最优外购电模型

计及市场电价、水电生产、负荷需求的不确定性因素,结合外购电计划给网内系统带来的峰荷与谷荷状态可能都不满足调峰要求,以及局部线路和潮流断面的传输功率可能越限的问题,建立了省级电网月度最优外购电模型。模型的目标函数为全网购电费用及半绝对离差风险价值二者均最低,约束条件重点为月峰荷、谷荷2种负荷状态下的系统调峰约束和电网支路及断面直流潮流安全约束。采用非序贯蒙特卡洛模拟法模拟模型中的不确定性因素,结合线性加权和法与线性规划法求解购电组合中的多目标线性规划问题。以重庆电网为例,仿真分析了低谷调峰、网络安全约束及节点负荷电力不确定性对外购电计划的影响,验证了所建模型的有效性和实用性。     

考虑联络线峰谷差和电网运行效益的综合能源系统规划

针对当前综合能源系统规划未考虑联络线峰谷差对电网运行的影响,提出了考虑联络线峰谷差和电网运行效益的综合能源系统规划方法。以电网全年运行费用和综合能源系统年费用标幺值之和最小为目标,以联络线传输功率为约束,建立了综合能源系统优化规划模型;利用精英保留策略遗传算法和分支定界法求解综合能源系统设备配置及优化调度,采用最优潮流求解计及联络线实际传输功率的电网运行效益。对改进的IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所提模型的有效性;同时,控制联络线峰谷差率可以降低电网安全运行风险,减少综合能源系统接入带来的电网运行成本。     

电力市场输电阻塞管理

输电阻塞是电力系统运行中常见的问题,文中讨论了电力市场环境下输电线路的阻塞管理及阻塞价格因子的确定方法.由于在电力市场环境下各成员之间的关系是经济利益的关系,所以用基于行政命令方式的发电再调度来消除阻塞行不通,而必须通过激活输电线路的阻塞价格因子来抬高输电价格,使得供求均衡点维持在线路容量极限之内,从而消除阻塞.由于在市场中无法得到线路两端市场准确的需求与供给的变化规律,所以必须通过多次交互试探的方法来确定输电线路的阻塞价格因子,文中给出了有关的实用算法.