基于重构方案线路投运风险最小的机组恢复顺序优化

电力系统大停电后,合理有序的恢复控制对于减小停电损失具有重要意义。以架空线路投运作为研究重构过程的切入点,提出了利用线路投运可靠性指标优化机组恢复顺序的方法。首先,针对当前重构方案线路投运风险定义的不足,提出了与停电损失评价标准相一致的严重程度指标。其次,通过网架恢复与机组投运过程的交互仿真,建立了与恢复实际更加契合的重构模拟时步框架。在此基础上,构建了以重构方案线路投运风险最小为目标的机组恢复顺序优化模型,并采用交叉粒子群算法和弗洛伊德算法对模型进行优化求解。针对新英格兰10机39节点系统的仿真结果表明,采用该方法获得的机组恢复方案在降低停电损失的同时,充分考虑可能的恢复路径备用通道,能够更加有效地应对潜在的线路投运失败情况。     

计及线路投运风险的电力系统恢复路径优化

投运空载线路是大停电后网架重构方案的主要步骤之一。线路能否投运成功直接影响整个恢复过程的进程和效率。在此背景下,发展了计及线路投运风险的恢复路径优化模型。首先分析了影响线路投运的因素,主要包括线路的充电电容和恢复时间,进而定义了线路投运失败的相对可能性。然后,基于线路投运失败的严重性指标,定义了线路的投运风险。考虑到线路恢复时间的不确定性会导致线路投运风险的不确定性,为此建立了分别适用于"串行"和"并行"恢复阶段、以线路投运风险之和最小为目标的鲁棒优化模型,以确定最优恢复路径。采用高效商业求解器CPLEX求解所发展的鲁棒优化模型。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征。     

输电网架恢复方案线路投运风险评估

大停电后根据输电网架恢复预案来进行重构操作的过程中,如果预案中某些线路投运失败,将严重影响系统恢复进程.文中考虑线路投运失败的相对可能性,结合大停电后输电网架恢复过程中线路投运失败后形成新的最优恢复方案的情况,建立了评估输电网架恢复方案线路投运风险的指标.以IEEE 30节点系统的3套网架恢复方案为例进行分析,利用所提...     

基于模糊机会约束规划的电力系统网架重构优化

针对电力系统大停电后网架重构阶段线路投运时其操作时间和恢复可靠性的不确定性,运用模糊机会约束规划理论,建立了基于模糊机会约束的网架重构优化模型。将线路操作时间和恢复可靠性分别用三角模糊变量表示,并定义了评价目标网架性能的恢复可靠性指标,在模糊机会约束的框架下,确保机组在其启动时限内成功获得启动电源的可能性不低于一定的置信水平,在此基础上优化得到在尽可能短的重构时间内达到恢复可靠性最高的网架。采用模糊模拟、交叉粒子群优化算法与Dijkstra算法相结合的求解方法对目标网架进行寻优。最后,以IEEE 30节点系统和云南电网的部分区域作为算例验证了该方法的有效性。     

大停电后的机组投运风险评估

大停电后火电机组的安全、有序投运对减小停电损失意义重大。针对面向机组启动的网络重构阶段由机组投运次序不同和运行可靠性导致的可能出现的投运过程不确定情况,首先给出大停电后机组投运风险的定义。在此基础上,引入热备用机组的五状态模型计算已投运机组的停运概率。进一步,以待恢复机组的前导时间划分网架重构时步,基于灵敏度分析求取与不同重构时步对应的可行潮流解,从而获得相应的机组投运容量。最终实现了不同时步下机组投运风险的定量化评估。针对新英格兰10机39节点系统的测试结果表明,该方法对不同重构方案下机组投运风险的比较集中体现了重构恢复效果及其实现的可能性,可为调度人员选择恢复方案提供更加全面的决策辅助信息。     

网架重构过程中消除线路过载的环网恢复决策优化

大停电后的电力系统恢复过程极为复杂,在网架重构阶段系统网架尚不完整,可能由于负荷的陆续恢复而出现部分线路潮流过载或重载的问题。该文提出一种以消除线路过载为目标的环网恢复策略,即投运部分待恢复线路,建立环状网络结构。首先对从树状网络过渡到环状网络的环网恢复策略进行了分析,并建立了直接计及交流潮流约束的线路过载消除的混合整数非线性规划模型。在此基础上,为提高求解效率,通过将原问题分解为主问题和子问题提出了环网恢复方案优化的分层迭代方法,其中主问题为计及直流潮流约束的线路过载消除的网架调整方案优化模型,子问题为合闸角约束校核和固定网架的交流潮流约束校核,通过主问题和两个子问题间的分层迭代得到最终的环网恢复方案。IEEE39节点系统算例和IEEE118节点系统算例验证了文中所提方法的有效性。     

考虑网架覆盖率与分散度的网架重构优化

大停电后的网架重构过程中需要选择合理的恢复路径,尽快建立系统的骨干网架。提出了网架覆盖率和网架分散度指标,分别用于衡量骨干网架对系统原网络的覆盖程度以及重构过程中出现过长支路的风险,并综合恢复时间和线路充电电容等因素,建立了网架重构优化模型,利用简化模型寻找最优目标节点,采用改进的交叉粒子群算法优化目标节点恢复顺序,进而得到网架重构最优方案,其中考虑了非电源目标节点的同步恢复机制,提高重构效率。最后,以IEEE30节点系统算例验证了所提的网架重构方法的有效性。     

输电网网架恢复方案关键线路辨识

大停电后根据输电网网架恢复预案进行重构操作的过程中,如果预案中某些关键线路由于外界环境和自身存在的薄弱环节投运失败,将严重影响系统恢复进程.文中结合大停电后输电网网架恢复过程中线路投运失败的情况,借鉴复杂网络理论中介数的概念,定义了一种相对线路介数指标,并在此基础上提出了网架恢复方案中的线路关键度指标作为辨识方案中关键...     

基于失电风险最小的机组恢复顺序优化方法

大停电发生后,寻找安全、快速而有效的机组恢复顺序是顺利重建网架的基础。文中以网络重构阶段机组投运风险的定义为基础,加入恢复时间对重构过程的影响,进一步提出失电风险的概念。以网架重构过程中的系统失电风险最小为目标,将交叉粒子群优化算法与Floyd算法相结合,通过对重构过程的详细模拟,优化求解综合考虑机组恢复效果及运行可靠性的最优机组恢复顺序。通过重构模拟过程对火电机组启动及升负荷仿真程序的内嵌式调用,使得针对机组停机时间对其启动过程及网架重构进程影响的研究更加贴近实际。针对新英格兰10机39节点系统的仿真结果表明了该方法的有效性。     

220kV电力电缆线路合闸操作过电压分析

在一侧断路器断开状态下,某220 kV电缆线路线遥控合闸后两套纵联保护动作事故跳闸。巡检发现,该电力电缆C相接头击穿。为探究电力电缆在合闸过程中的过电压情况,分析事故原因,对修复后的电缆线路进行与事故情况同一状态下的线路投切试验,监测投切过程中的电压和电流情况。同时,针对线路空载合闸过程中电缆沿线各处可能存在的过电压情况,采用电磁暂态计算程序PSCAD,对该电缆线路合闸过电压进行仿真分析计算。最后,针对实测和仿真结果提出了运维对策。     

计及操作时间不确定性的电力系统网架重构策略优化

电力系统大停电后的网架重构阶段历时较长,涉及因素众多,是一个多目标、多变量的组合优化问题。发展了计及恢复操作时间不确定性的网架重构方案优化的机会约束规划模型。该模型以恢复的发电节点数和负荷恢复收益作为节点收益,搜索网架重构过程中收益最大的网架重构方案。之后,针对网架重构问题的特点,提出了一种改进的遗传算法求解方法。最后,通过算例说明了所述模型和方法的基本特征。     

输电线路空载合闸暂态过程中的CT极性在线判别

为避免输电线路投运后出现CT极性接反的错误,提出了一种输电线路空载合闸的暂态过程中在线判别CT极性的方法.建立单相输电线路空载合闸过程的物理模型,根据各电气量与线路参数的数学关系列写微分方程.将线路的电感或电阻视为未知量,求解微分方程,并分析在CT不同的极性状态下线路参数计算值的特点.将其计算值做归一化处理,以使该判别...     

电力系统扩展黑启动方案的后效性研究

大停电后恢复初期阶段的扩展黑启动策略为恢复控制提供了新的思路,针对扩展黑启动方案的后效性研究,将后续网架重构过程离散为次序进行的多个时步,建立了计及后续重构过程中机组启动与负荷恢复交替与协调的多目标网架重构优化模型。结合采用分层序列法、改进细菌觅食算法和最短路径法,从网架重构整体最优的角度求解每一时步的待恢复机组、负荷及相应的恢复路径,进而得到网架重构最优方案;在此基础上,建立了反映重构过程多输入多输出要素的指标集,以超效率数据包络分析模型评估后续网架重构的相对效率,以此效率表征扩展黑启动方案的后效性。基于新英格兰10机39节点系统的扩展黑启动方案算例分析验证了本文方法的有效性与正确性。     

500 kV变电站断路器选相分合闸装置改进方案分析

针对500 kV线路前期存在高抗补偿,后期由长线路改造为短线路,线路高抗引起直流偏置的问题,提出采用分合闸装置的改进方案,从传统的合闸装置与操作箱配合方案和装置软件控制策略两方面对改进方案进行分析,认为该方案可以解决短线路空载合闸时带来的直流偏置问题,降低了由于直流分量引发的断路器无法灭弧的风险,提高了供电的可靠性。     

计及风电预测误差不确定性的风电参与网架重构优化

在大停电后的电力系统恢复过程中,充分考虑风电场的功率支援可加快系统的恢复速度,而风电场出力又具有不确定性,这为系统恢复方案的制定带来了新的挑战。为此文中提出了一种考虑风电场出力不确定性的网架重构恢复方法,该方法首先以预测误差不确定性描述风电场出力不确定性,然后采用风电场限出力接入策略消除风功率波动性对网架重构带来的负面影响,同时定义网架恢复成功率指标描述风电场预测出力不确定性可能导致的恢复失败风险。之后,在机组节点恢复成功率不低于一定置信水平的前提下建立随机相关机会目标规划模型,以最大化网架恢复成功率和最小化网架恢复时间为优化目标,采用离散粒子群算法和随机模拟技术组成的混合智能算法求解模型。最后,以IEEE 39节点为算例对该方法与传统恢复方法进行了分析比较,结果表明,提出的恢复方法在有效应对风电场出力不确定性的同时能够有效缩短网架恢复时间,加快系统恢复进程。     

考虑实时和潜在因素的城市配电网风险评估模型和方法

为了对城市配电网的风险水平进行准确评估,建立了配电网风险评估模型,并提出一种风险评估方法。从运行风险和网架风险两个方面建立配电网的风险评估模型,运行风险反映了配电网当前运行状态下的风险,网架风险反映了网架结构方面存在的潜在风险。通过建立相应的配电网风险指标体系,并结合风险量化值的计算及风险等级的划分确定配电网综合风险水平,在计算风险量化值的过程中采用变权重和对数合成相结合的方式。算例表明所提出的城市配电网风险评估模型和评估方法能够有效地评估配电网的风险。目前,该风险评估模型及方法已在某供电局得到了初步应用。     

计及特级负荷恢复的网架重构分时段全局优化方法

制定科学合理的网架重构恢复方案对加快系统恢复进程、减小停电损失具有重要作用。针对当前分时段恢复方案优化策略无法实现时段间协调优化的不足,提出一种网架重构分时段恢复方案全局优化方法。首先,鉴于特级负荷对维持社会稳定和恢复过程的重要性,将其纳入网架重构过程的恢复目标;之后,综合考虑多种约束,建立了协调机组、特级负荷和网架结构三方面恢复效果的网架重构分时段全局优化模型。该模型是一个含整数决策变量的复杂的多目标优化决策模型。通过分析总结已有恢复操作序列优化制定方法的内在逻辑,提出了一种分时段全局优化两步求解策略,即首先优化求解时段数参考值,再进行恢复方案全局优化。结合非支配近邻免疫算法和变异系数法对建立的模型进行求解。新英格兰10机39节点系统算例和我国西南某地区实际电网算例验证了本文所提模型和算法的有效性。     

电力系统恢复后期网架重构和负荷恢复的两阶段优化方法

电力系统恢复后期的网架重构和负荷恢复是一个复杂的多步混整非线性规划问题。为了降低其求解难度和提高求解效率,提出一种适用于网架重构和负荷恢复的两阶段优化方法,该方法将网架重构及负荷恢复问题解耦为基于直流潮流的混整线性规划和基于交流潮流的连续非线性规划两阶段优化问题。在第1阶段优化中,利用计及频率影响的直流潮流模型确定最优线路投运及负荷开关投切状态这些离散变量的值,再将其作为第2阶段基于增广交流潮流的连续非线性规划的系统运行条件,通过优化发电机出力及端电压,在确保系统安全的前提下确定最短的恢复耗时。在10机39节点系统下进行了算法验证,计算得到单步和全过程下的计算效率和恢复方案,结果表明,所提算法的计算效率远高于启发式算法,同时所得方案也具有更快的恢复速度。最后,以湖北电网鄂东南子网为例验证该算法用于实际电网恢复决策的可行性。     

考虑次生故障差异化影响下韧性主动提升的输电系统网架重构策略

近年来,我国能源电力加速转型,极端自然灾害频发,国际形势不稳定,使得常规安全风险与非常规安全风险交织,大停电风险有增加的趋势。稳健可靠的网架重构方案对防止恢复中再次发生系统崩溃具有重要意义,针对当前研究中未有效计及恢复中次生故障的不足,该文提出一种考虑次生故障差异化影响下系统韧性主动提升的网架重构策略。首先,讨论在网架重构恢复方案中考虑次生故障影响的必要性;然后,基于分割多目标风险分析方法提出一种系统韧性指标,旨在差异化处理次生故障并突出高风险故障对恢复过程的影响;进一步建立考虑韧性主动提升的网架重构全局优化模型,以增强系统对高风险故障的抵御能力。为提高模型的求解效率,提出一种基于窗口滚动机制的求解策略,可给出兼顾快速性与稳健性的网架重构方案。最后,采用新英格兰10机39节点系统和IEEE 118节点系统验证所提出方法的有效性。     

特高压输电线路空载合闸于故障保护的研究

超(特)高压输电线路空载合闸时暂态过程严重,降低了传统合闸于故障保护的动作速度。通过分析合闸于正常线路和故障线路时测量阻抗角的不同以及两种情况下电流中谐波噪声水平的差异,并辅之以带偏移特性的快速距离继电器,提出了一种空载合闸于故障保护的新方案。理论分析与EMTP仿真验证表明,该方案能快速准确地识别线路正常或故障状态,线路空充时可靠不误动,而空载合闸于故障时灵敏度很高,动作速度快,具有良好的工程应用前景。