一种线路极限传输容量的在线计算方法

提出了一种电力系统在线极限传输容量的计算模型和实用化算法。这一模型基于发电计划和短期负荷预测来定义负荷发电增长方向，全面地考虑了系统在一个预想故障集下的暂态稳定约束、静态稳定约束、电压和支路潮流等静态运行约束。文中采用了一种考虑暂态稳定约束的连续潮流算法来求解，在充分利用连续潮流可以有效地计及静态稳定和安全约束的同时，采用快速时域仿真技术来处理暂态稳定约束。对一个300节点的实际系统和50个故障组成的故障集的应用表明，文中所提模型和算法是有效实用的。     

基于EEAC的考虑暂态安全稳定约束的最优潮流计算

基于扩展等面积准则(EEAC)这一稳定性量化分析理论和算法,提出了求解含暂态安全稳定约束的最优潮流(OTS)计算方法.该方法将OTS分解为最优潮流(OPF)和暂态安全稳定预防控制2个子问题.基于安全稳定模式的预防控制在OPF运行点上求取满足暂态安全稳定约束的优化经济调整方案,据此将暂态安全稳定约束转化成相应控制变量的不等式约束,并以此作为OPF计算的附加约束条件,通过OPF和预防控制2个子问题的"相互解耦,交互迭代"得到OTS的解.以广东电网为仿真算例验证了算法的有效性.     

暂态稳定约束下极限传输能力的计算

提出了计算暂态稳定性约束下极限输电能力(TTC)的模型和方法。该TTC模型把求解过程分解为暂态稳定最优控制和最优潮流意义上的TTC两个子问题。暂态稳定最优控制把故障暂态稳定功角约束转变为其相关机组的有功输出不等式约束。交替求解上述两个子问题，可最终求得暂态稳定性约束下的TTC值。该方法的特点可用成熟的静态TTC方法计算暂态稳定性约束下的TTC。同时提出了“故障分层”和“有效故障”的概念。所提出的TTC方法仅对“有效故障”进行，有效地减轻了计算负担，提高了计算速度。在典型的10机新英格兰系统上的计算结果表明了该算法的有效性和合理性。     

暂态稳定约束下极限传输能力的计算

提出了计算暂态稳定性约束下极限输电能力(TTC)的模型和方法。该TTC模型把求解过 程分解为暂态稳定最优控制和最优潮流意义上的TTC两个子问题。暂态稳定最优控制把故障暂 态稳定功角约束转变为其相关机组的有功输出不等式约束。交替求解上述两个子问题,可最终求 得暂态稳定性约束下的TTC值。该方法的特点可用成熟的静态TTC方法计算暂态稳定性约束 下的TTC。同时提出了"故障分层"和"有效故障"的概念。所提出的TTC方法仅对"有效故障"进 行,有效地减轻了计算负担,提高了计算速度。在典型的10机新英格兰系统上的计算结果表明了 该算法的有效性和合理性。     

电网安全节能发电日前调度优化模型及算法

华北电网安全节能发电调度辅助决策系统中的日前调度模块实现了机组组合和安全约束经济调度两大功能,制定日发电计划既符合各种安全约束又满足各类辅助服务需求。采用同一个优化模型,通过修改输入信息实现节能发电调度、电量进度发电调度、成本调度、市场竞争等多种调度模式。引入violation和violation penalty weights两类参数,确保优化模型始终有解,满足工程实际应用的要求。采用同时可行性测试与优化计算相迭代的方法缩短了计算时间。日前调度模型为混合整数规划模型,采用分支定界法进行求解。为了精确校核日前调度结果,该系统开发了研究态全网络多时段安全校核功能,选择多个时间节点对日前调度结果进行精确的交流潮流校核,确保日前调度结果满足安全运行要求。     

暂态稳定安全经济代价计算

根据暂态稳定裕度对节点有功、无功功率及变压器运行方式变化的灵敏度分析结果,以有功、无功电费最小为目标函数,构造了适用于合同交易与非合同交易共存的电力市场安全预防再调度和安全校正再调度数学模型,此模型可用线性规划求解。此方法能用于计算为提高电力系统暂态安全性而须付出的经济代价,经济代价可用于最佳可靠性指标研究。根据稳定裕度对节点功率的灵敏度来考虑系统安全约束比采用联络线潮流约束更为可靠;考虑有功、无功管理再调度比只考虑有功调度可能更为经济。中给出了24节点系统实例分析结果。     

基于最优潮流法含暂态稳定约束的最大传输容量计算

以终端时刻的最大相对功角作为暂态稳定约束条件,根据最优控制原理,提出了以联立求解动态方程和协状态方程来计算暂态稳定约束对所有控制量梯度的方法,有效提高了计算速度。并以此简化暂态稳定约束,形成了一个精简的基于最优潮流法的TTC模型,并采用逐步二次规划算法来求解此模型。由于显著降低了暂态稳定约束的维数,因此该模型能够适用于较大规模的电力系统,并能有效处理多预想事故。采用IEEE39节点系统对该算法进行了仿真计算,结果表明,在考虑暂态稳定约束的条件下,通过该算法所求得的TTC能够维持系统的稳定性,从而验证了该算     

考虑机组分区排序的河北南网节能调度安全稳定分析

实施节能发电调度将对电网安全稳定运行产生影响.文中讨论了河北南部电网的机组排序原则和采用节能发电调度模式后的全网潮流变化情况,分析比较了节能发电调度模式下和传统调度模式下的河北南部电网安全稳定问题,进而提出一种节能发电调度模式下的机组分区域排序方法.该方法把网内机组分区域按照节能调度规定的发电序位表进行排序,并按照网内各区域负荷所占全网负荷的比例来决定该区域内的机组出力.计算结果表明,分区排序法能够有效改善河北南部电网的暂态稳定性能,减少输电网损.     

基于最优潮流法含暂态稳定约束的最大传输容量计算

以终端时刻的最大相对功角作为暂态稳定约束条件,根据最优控制原理,提出了以联立求解动态方程和协状态方程来计算暂态稳定约束对所有控制量梯度的方法,有效提高了计算速度.并以此简化暂态稳定约束,形成了一个精简的基于最优潮流法的TTC模型,并采用逐步二次规划算法来求解此模型.由于显著降低了暂态稳定约束的维数,因此该模型能够适用于较大规模的电力系统,并能有效处理多预想事故.采用IEEE39节点系统对该算法进行了仿真计算,结果表明,在考虑暂态稳定约束的条件下,通过该算法所求得的TTC能够维持系统的稳定性,从而验证了该算法的正确性和有效性.     

暂态电压安全紧急切负荷控制优化研究

建立电力系统暂态电压安全分析的微分代数方程组模型,并推导出负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗模型时切负荷控制的表示方法。提出暂态电压安全紧急控制优化的数学模型：暂态电压安全约束包括防止系统发生暂态电压失稳和暂态电压延时恢复两个方面,目标函数为控制费用最小,控制变量为切负荷比例。采用轨迹灵敏度描述暂态电压安全约束函数与控制变量之间的近似线性增量关系,从而将优化控制模型转化为线性整数规划模型。并采用一种启发式优化算法求得模型的近似最优解。对IEEE 39节点系统的仿真计算验证了所提出模型和算法的正确有效性。     

暂态稳定约束下收益最佳TTC评估方法

传统的考虑暂态稳定约束的极限传输容量(TTC)研究采用确定性分析方法。由于忽略了不同故障发生的概率,确定性方法的计算结果难以充分发挥输电网络的经济效益。基于风险决策中的期望值准则,提出了暂态稳定约束下收益最佳的TTC评估方法。该方法考虑了不同故障暂态失稳的概率和代价,避免了运行人员依靠经验指定风险门槛值的问题,因此能够使得电力系统在运行的经济性和安全性之间达到最佳平衡。10机39节点新英格兰典型系统的仿真算例表明了方法的有效性和实用性。     

考虑暂态稳定约束的极限传输容量分布式并行体系结构设计

针对预想故障集下,考虑暂态稳定约束的极限传输容量(total transfer capability,TTC)评估问题,以快速、高效地得到大规模互联电网的稳定极限,实现在线应用为目的,设计了一种分布式并行计算框架。研究了暂稳约束TTC评估的基本计算流程以及系统的整体体系结构。提出了一种优化的工作站群分布式并行计算模式。研究了系统设计中的一些关键子模块。所设计的分布式并行计算平台不仅能够方便地集成到现有的动态安全评估(dynamic security assessment,DSA)系统,同时还可作为离线仿真培训工具,对电力系统的特定情况进行更为详尽地分析。     

基于人工神经网络的电力系统精细化安全运行规则

随着大规模可再生能源不断并网,对电网的实时调控能力提出了更高的要求。传统的基于在线关键断面自动发现以及基于连续潮流的在线极限传输容量计算方法,模型复杂、计算周期长,难以做到在线运行。从数据驱动的角度出发,首先将电网实时运行状态的潮流量抽象为该时刻电网的运行特征;然后对所有特征进行聚类和分布式特征选择;最后运用人工神经网络建立所选特征与关键断面极限传输容量之间的对应关系。算例分析表明,所提基于人工神经网络的电力系统精细化安全运行规则,在保证时间效率的前提下,能够在一定程度上提高关键断面极限传输容量的预测准确度。     

电网在线暂态电压安全分析的降维方法

近年来,随着中国可再生能源的发展以及交直流混联电网的形成,电力系统暂态电压安全问题越来越突出。对于大电网进行在线暂态电压安全分析十分必要,但因存在维数灾问题导致其在线应用困难。关键挑战在于需要处理高维电压时序轨迹(时间维)、大量预想故障(故障维),以及众多节点和无功设备(空间维)。传统的无功电压分区方法无法应对以上挑战。为此,提出了一种面向暂态电压安全分析的降维方法,包括基于高维电压时序轨迹的暂态电压安全性量化评估方法、面向大量预想故障的代表性严重故障筛选方法,以及故障相依的动态电压分区方法。这3种关键方法分别从时间、故障和空间维度对原问题进行降维。基于IEEE 39节点系统和实际电网模型的仿真验证了所提方法的可行性和有效性。     

复杂电力系统实时暂态安全分析的动态矩阵等值方法

联合电力系统的结构复杂,要进行全局的暂态安全分析以比较困难,因此提出了采用分解和协调理论的局部暂态安全分析和监测方法。在可能出现暂态稳定问题的大容量发电厂分别进行暂态安全分析和监测,将系统分为内部系 统和外部系统。内部系统为待监测的大容量发电厂和它所连接的输电线路,其余部分为外部系统。外部系统采用动态矩阵等值方法,推导出它的诸     

暂态频率偏移可接受性的定量分析

指出暂态安全性分析中应该考虑暂态频率偏移可接受性，提出用一组二元表来描述暂态频率偏移可接受性，给出定量评估暂态频率偏移可接受性的裕度指标。阐明暂态频率偏移可接受性与暂态电压安全及暂态功角稳定三者之间的关系，提出暂态频率偏移可接受性的极限搜索策略，实现了暂态频率偏移可接受性的定量分析。通过实际系统的大量算例验证了算法的有效性和快速性。     

基于历史数据聚类分析的暂态功角稳定故障筛选

大电网中有上千个暂态稳定故障,若对每个故障分别进行暂态评估,难以满足在线评估对时间的要求。为了满足电网在线暂态安全稳定评估快速性的要求,提出了一种基于电网运行历史数据聚类分析的暂态功角稳定故障筛选方法。基于历史数据中的电网运行方式和暂态功角稳定评估结果,提取关键特征量,通过计及稳定模式的矢量量化方法确定聚类数和初始聚类中心,采用K中心点算法对聚类中心进行优化。针对分类后暂态功角稳定的考察故障快速估算其暂态功角裕度,最后得到包含暂态功角失稳和估算裕度低于门槛值的故障组成的用于暂态稳定分析计算的严重故障集。通过对实际省级电网运行历史数据的聚类分析,验证了所述方法的有效性和实用性。     

暂态电压稳定性及电压跌落可接受性

阐述了暂态电压稳定,暂态电压跌落可接受和暂态功角稳定三者之间的关系,把电力系统同时保持暂态电压稳定和暂态电压跌落可接受称之为暂态电压安全,把电力系统同时保持暂态功能稳定和暂态电压安全称之为暂态安全。     

暂态电压安全预防控制的优化

为了优化暂态电压安全的预防控制,根据暂态电压安全裕度对于各节点无功功率的灵敏度系数,将暂态电压不安全点与注入点进行关联分区.按控制区分别调整无功注入量,将大系统暂态电压的预防控制问题转化为各分区的对应问题,以改善整个系统的暂态电压安全.通过试验系统和实际系统验证了该方法的有效性.     

暂态稳定预警与预防控制系统的开发和应用

介绍了一套已在省级电网投入实际运行的暂态稳定预警与预防控制系统.首先,介绍了该系统的功能框架和软件模块构成.其次,分析了系统的关键技术与算法.系统实现了4种不同发电机、负荷增长方式下的传输极限算法,满足在线调度决策的需求.另外,实现了基于能量函数灵敏度的预防控制策略生成算法.结合工程实践,开发了若干实用化技术,如采用节点-开关模型以适应在线运行方式多变性的特点、孤岛稳定误判的解决方案、发电区和负荷区的自动分区方法等.