考虑支路随机断线的概率潮流方法及应用

采用交流概率潮流方法,综合考虑负荷的随机波动、发电机的随机停运以及支路的随机故障对系统潮流的影响,并应用于系统的静态安全分析。为提高计算效率,采用线性化的潮流方程,并利用潮流计算中的灵敏度矩阵,在网络的相应节点上引入随机补偿功率来模拟支路的随机开断,结合半不变量和Gram-Charlier级数展开的方法来求取各节点电压和各支路潮流的概率分布,避免了复杂的卷积运算。同时采用故障排序技术,根据预想事故严重程度的顺序对各支路进行随机开断分析,减少了计算量。分别采用IEEE30节点系统和IEEE118节点系统进行概率潮流分析,得到系统静态安全评估的概率指标,并与蒙特卡罗法进行比较,验证了该方法的快速性和准确性。     

基于支路视在功率灵敏度的故障后电压计算

提出了基于支路视在功率灵敏度的N-1网络电压快速计算方法。支路故障采用故障开断参数来模拟,首先通过牛顿潮流计算出故障前网络节点电压,然后利用已收敛潮流修正方程式对支路开断参数求导,从而计算出电压对相应支路开断参数的导数,进一步得到节点电压对故障支路故障前视在功率的导数,最后根据视在功率灵敏度修正故障前网络电压,得到故障后网络电压。方法特点是在计算不同支路故障的导数时共用潮流计算收敛时的雅可比矩阵,不用重新进行因子表分解。由于节点电压与支路功率之间的良好线性关系,所提方法计算精度较高。IEEE14节点、IEEE30节点、IEEE118节点网络和湖南实际系统的测试结果证明了该方法的正确性和实用价值。     

基于潮流转移识别的电力系统连锁故障风险评估模型

在元件停运概率历史统计值的基础上,综合考虑潮流因素的影响,给出了元件停运概率曲线,并采用严重度指标从系统静态安全的角度评估了连锁故障的后果。为了缩小安全分析的范围,根据实时网络拓扑结构建立相应的矩阵,经过矩阵运算,得到过载支路对应的并行断面;利用动态解耦潮流算法计算并行断面内支路的潮流,将潮流增加较大的支路作为下一故障环节的备选支路集。最后以IEEE39节点系统为对象进行仿真,验证了此方法的可行性与有效性。     

基于电压为线性函数的开断潮流计算及开断函数选择

为进行快速开断潮流计算,可将电力系统节点电压展开为关于开断支路导纳的泰勒级数,若采用简单的线性开断函数,由于节点电压与支路导纳之间有很强的非线性关系,电压泰勒级数收敛非常缓慢。通过严格的数学推理,提出一种使节点电压与开断支路导纳呈线性关系的开断函数,并证明该开断函数的存在性及唯一性。由线性电压函数可快速精确地计算开断系统的潮流。对IEEE 14节点系统的仿真结果验证了所提方法的正确性。     

考虑N-1故障的安全约束机组组合模型及约束削减方法

考虑N-1故障的安全约束机组组合问题规模庞大,对其进行数值求解十分困难.为此,基于直流潮流和线路开断分布因子,建立混合整数线性规划模型并提出约束削减方法.约束削减方法包括两步:根据并联支路潮流之间的关系选出需要监视的支路,以减少并联支路的安全约束;推导故障态潮流的上界,将其与故障态支路容量进行比较,以消除冗余的故障态安全约束.该约束削减方法可以在不改变最优解的前提下,大幅缩减安全约束机组组合问题的规模以及求解时间.IEEE 30和IEEE 118节点测试系统的仿真分析结果验证了所提模型及约束削减方法的有效性.     

一种基于电网WEB准实时数据的静态安全分析方法

提出一种基于补偿一灵敏度法的电网在线静态安全分析的新方法。该方法首先利用WEB技术获取电网准实时数据用于在线静态安全分析计算;其次为满足电网在线静态安全分析实时性的要求,在电网故障开断后潮流计算过程中引入补偿一灵敏度法。补偿一灵敏度法将故障前电网潮流方程线性化,可推导出支路潮流对节点注入功率的灵敏度,再依据戴维南定理,计算出支路开断后的线路关联节点的注入功率,然后利用节点问支路潮流灵敏度大小及节点注入功率变化,通过线性代数运算即可求得故障后的系统潮流,继而根据潮流结果完成线路潮流过载的筛选校验。最后采用EPRI 36节点系统验证了本文所提出方法的有效性。     

综合考虑网络结构不确定性的概率潮流计算方法

目前,在概率潮流计算方法中,不确定性因素多数仅考虑了负荷的不确定性及发电机的随机故障,而不计及网络结构的变化。文中提出一种概率潮流计算新方法,综合考虑了负荷、发电机、网络结构不确定性对潮流结果的影响。文中推导了线路故障时节点注入功率与各支路有功功率的线性关系,应用半不变量法和Gram-Charlier级数展开式求取各支路潮流的概率分布,避免了复杂的卷积运算;结合补偿法及全概率理论来处理网络结构变化的随机因素,建立了综合考虑负荷随机变化、发电机随机故障和网络结构随机变化的概率潮流计算模型,可以快速求得各支路潮流的概率分布函数(CDF)和概率密度函数(PDF)。通过对IEEE 39节点及某区域电网实际系统的算例分析,表明网络结构的不确定性对待求量的概率分布有显著影响。因此,利用所提方法得到的概率潮流结果能为规划人员提供更准确和全面的信息。通过与蒙特卡罗方法进行比较,验证了该方法的快速性与准确性,说明所提方法具有实际应用前景。     

考虑风电场出力随机性的电网静态安全分析

基于灵敏度分析理论和随机潮流计算方法,提出了一种适用于含风电电网规划的静态安全快速分析的概率方法。该方法综合考虑了风电场出力随机性、常规机组强迫停运、负荷预测不确定性等因素,运用灵敏度分析法对电网进行断线模拟,通过考虑电网结构变化的随机潮流计算进行概率分析。在计算灵敏度矩阵时考虑了网络结构变化的影响,提高了该方法的计算精度。运用半不变量和Gram-Charlier级数的相关理论避免了复杂的卷积计算,加快了该方法的计算速度。同时,运用故障排序技术避免对所有线路进行开断校验,减少了工作量。对含风电的IEEE 14节点系统进行了静态安全分析,验证了所述方法的有效性。     

基于节点注入量修正的改进补偿法

静态安全分析是电力系统运行的重要分析工具,需要对系统中的大量预想故障进行潮流分析,补偿法是提高计算速度的有效方法。针对常规补偿法无法解决网络解列的缺点,提出了修正导纳阵和修改节点注入量的措施,拓宽了单支路开断补偿法的应用范围,有效地解决了线路充电电容、三卷变压器等多支路开断故障以及网络解列等实际问题。     

基于开断灵敏度的静态安全分析辅助决策

详细阐述了静态安全分析辅助决策的快速计算方法。在常规灵敏度算法的基础上,提出了计算支路开断分布因子的方法,并利用基态潮流方式下的灵敏度及开断分布因子,快速计算设备开断以后的节点注入功率对支路功率的开断灵敏度。依据开断灵敏度等量配对法原理,按照每台发电机对越限支路灵敏度和最大缓解量进行排序,形成辅助决策表。辅助决策过程只是在原有网络分析基础上增加了少量的计算,计算过程能够满足在线应用要求,实际系统的验算结果证明了方法的正确性。