电力系统脆弱线路的识别及其输电断面搜索

提出要实现电力系统连锁故障的预防控制需做到3步:识别系统的脆弱线路,搜索脆弱线路的输电断面,给出控制策略。根据脆弱线路不仅易受到系统扰动的影响,而且其切除极有可能导致全网潮流的大范围转移,提出分别利用冲击脆弱性和转移脆弱性来表征线路的抗冲击能力和其断开对系统的危害,进而得到识别脆弱线路的综合指标。为了判断脆弱线路切除后是否会导致连锁故障,利用各线路功率传输分布因子的差异系数,提出输电断面搜索新算法。从而只需通过分析线路切除对输电断面内线路的影响即可快速评估线路断开对整个系统的影响。IEEE 39节点标准算例结果,验证了所提指标和算法均有效、可行。     

考虑运行方式的电网关键线路辨识

寻找电力系统的关键线路并加以控制可预防连锁故障的发生,因此需要一种切实可行并符合实际的关键线路评估指标。首先利用直流潮流功率传输分布因子改进线路介数,并用以评估线路的结构脆弱度;然后结合线路的运行状态,提出线路的综合脆弱度评估指标,线路的脆弱度不仅与结构脆弱度有关,而且还会受状态脆弱度的影响;最后通过仿真分析验证了利用综合脆弱度指标识别出的IEEE14节点系统的关键线路开断对系统的影响普遍较大,并证实了该方法的正确性和有效性。     

基于模糊聚类和最短路径的关键输电断面确定新方法

针对因支路故障或过载被切除之后的潮流转移关键输电断面如何正确快速确定问题,提出了基于模糊聚类和最短路径的潮流转移关键输电断面快速搜索新方法。该方法首先采用具有自适应选择最佳分类数的随机聚类方法,对所有线路功率构成进行分类,获得故障或过载支路的并行支路集构成初始输电断面,以避免由于人为给定分类数的不恰当所产生的多选及漏选问题;然后对初始输电断面中的每一支路,依次从故障或过载支路的一端开始搜索包括相应支路的到故障或过载支路另一端的最短路径,在该路径上所有与故障或过载支路潮流方向相同的支路,均为关键输电断面中的候选支路,以补充单纯由聚类方法确定的候选支路可能的漏选;候选支路再经简单的分布因子校核即可确定是否为关键输电断面中的支路。该方法实现了基于支路功率聚类关键输电断面选择方法和最短路径关键输电断面选择方法的有机融合和优势互补,提高了辨识精度。多个算例证实了文中方法的有效性。     

基于绝对潮流因子的电力系统脆弱性辩识

电力系统状态持续变化，会引起系统潮流状态与拓扑的明显差异，无法实现对离线与静态状态进行辩识的功能。为实现不同系统结构下的关键线路高效识别，选择分布因子相关度指标评价不同线路间的关联性能够达到快速识别系统故障情况下的关键线路。研究结果表明：通过IEEE 39节点的算例分析可知，利用所提方法能够达到对电力系统关键线路准确识别的效果；绝对潮流因子能够实现全面辨识的结果，从而准确辨识静态关键线路；分布因子相关度指标可以实现较快的计算速度，满足动态关键线路的辨识要求。设计方法对提高电力系统脆弱性辩识效果具有很好的实际应用和推广价值。     

基于源流路径链和输电介数的电网关键线路辨识

快速、准确和全面地辨识关键线路对预防连锁故障、保障电网安全稳定运行具有重要意义。提出一种基于源流路径链和输电介数的电网关键线路辨识方法,该方法首先建立电网有向加权拓扑模型,然后基于源流路径链生成算法,搜索源流节点对间的所有潮流传输路径。根据输电介数的定义,计算各线路的输电介数并排序,按照排序结果辨识电网关键线路。最后,通过对IEEE39节点的算例测试,验证了所提算法的有效性和准确性。     

基于原-对偶内点法的输电断面有功安全校正控制方法

实施输电断面的识别与控制,对于电力系统防御连锁跳闸事故的发生以及整个系统安全可靠运行具有重要意义。提出了一种基于AP聚类算法的输电断面识别方法,选取各节点的负欧式距离,即考虑地理位置实现电力网络的分区,识别出初始的输电断面。在此基础上,结合网络中各线路的支路开断分布因子,将脆弱线路包含入输电断面的线路构成,从而识别出最终的输电断面。针对输电断面的控制,提出了一种有功安全校正方法。通过原-对偶内点法求解非线性规划模型,进行电力网络的潮流重构,实现消除断面内部线路的有功过载。对IEEE14节点和39节点网络进行了输电断面的识别,并对IEEE 39节点和118节点网络进行了有功安全校正的算例分析和验证。结果表明了所提方法的可行性和有效性。     

基于输电断面识别的电力系统连锁故障风险评估模型

提出了一种改进的电力系统连锁故障风险评估模型。该模型综合考虑了线路故障概率的泊松分布特性以及实时潮流大小的影响,给出了线路停运概率的直线分段拟合计算方法。通过分析连锁故障对供电方和用电方的双重影响,采用母线低电压、潮流相对转移量、系统相对失负荷量作为连锁故障的后果评估函数。所提算法在连锁故障的某一环节选定后,利用有功增加因子先识别剩余网络中相对于该故障环节的输电断面,再在输电断面所含支路中选择下一故障环节,避免了全网遍历搜索。最后对IEEE 39节点系统进行了仿真分析,证明了该方法的有效性。     

基于脆弱支路筛选的电网连锁故障多目标预防策略

针对电力系统中由线路故障引发的连锁故障现象,文中提出了一种基于脆弱支路筛选的电网连锁故障多目标预防策略。首先,提出一种改进的支路安全指标和系统安全指标,并引入泰尔熵指数对电力系统中各支路进行脆弱性评估,以此量化某支路故障退出运行后对电网运行安全性的影响;然后,根据支路脆弱性排序筛选出发生初始故障退出运行后对电网运行安全性影响较严重的几条支路,建立预想事故集;最后,建立兼顾系统安全指标和电网电压稳定,且能应对多种初始故障场景的电力系统连锁故障预防控制模型,并使用非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)求解该模型。基于IEEE 39节点系统进行仿真分析,结果表明所提预防策略能获得更安全合理的发电机组出力方案,且证明了支路负载率差异对脆弱支路辨识的重要性。     

基于线路修正传输极限和交流分布因子的ATC快速计算

根据现有在线应用线性分布因子法计算可用传输容量(ATC)的缺点,利用复数潮流考虑无功的影响,根据π型等值线路复数潮流轨迹和视在功率极限轨迹的交点得出计及无功的传输极限;根据基态雅可比矩阵,计算传输合同对节点电压的影响,再利用π型等值线路中线路潮流对两端节点电压的偏导,计算节点电压变化对线路潮流的影响;采用线路故障的节点功率注入模拟方法,得到考虑基态潮流的交流功率传输分布因子。并根据flowgate的剩余容量和分布因子计算ATC。定义flowgate为线路热极限和线路故障2种情况,分别计算基态潮流和考虑线路紧急故障情况下的区域间ATC值,并与线性分布因子法和重复潮流法(RPF)计算结果相比较。IEEE30节点系统计算结果表明,该算法快速准确,满足在线计算和分析要求。     

基于结构和概率重要度的系统关键线路辨识

确定电力系统中的关键输电线路能有效提高系统稳定性,为此提出线路综合重要度指标。该方法仅利用系统基本参数,克服以往介数指标的计算需要系统当前运行方式和潮流分布的弊端。该指标从系统结构和概率两方面辨识系统的关键线路。根据功率分布理论提出输电线路功率分布介数,作为系统结构重要度指标,其考虑了与发电机和负荷直连节点的线路权重,能反映输电线路在各个发电-负荷对间功率传输中被利用程度。结合线路故障率风险指标提出支路综合重要度指标。根据IEEE　39节点标准算例进行仿真分析,利用得出的数据和用其他判据得出的数据进行比较,验证所提方法的有效性。     

基于加权潮流转移熵的电网脆弱线路辨识

为了辨识电力系统的脆弱线路,本文基于熵理论对现有的潮流转移熵模型做了改进,提出基于加权潮流转移熵的支路脆弱性评估指标,该指标在衡量转移潮流分布的不均衡性时综合考虑线路的负载率,克服了以往模型忽视支路本身属性差异的不足;再结合线路的电气介数,提出一种新的支路综合脆弱性评估模型。该模型从线路之间相互作用的动态过程和电网拓扑结构两个角度综合评估线路的脆弱度。通过对IEEE 39节点系统的仿真分析,可以发现本文提出的方法能够有效克服从单一角度辨识脆弱线路,验证了所提模型的正确性和合理性。     

考虑线路介数和well-being风险贡献度的电网脆弱线路评估

输电线路脆弱性评估是电网脆弱性研究的重要内容,现有评价方法评价角度单一,且无法考虑天气因素的影响,缺乏实用性,为此,提出了一种评估输电线路脆弱性的新方法。基于加权介数模型,计算线路加权介数指标,基于well-being风险追踪模型,计算考虑元件敏感度的well-being风险贡献度指标。同时,结合两状态天气模型,研究了恶劣天气对线路脆弱性的影响。结合线路介数和well-being风险贡献度提出了兼顾系统网络结构和运行状态特性的综合脆弱性指标,并给出了输电线路脆弱性评估方法流程。最后对IEEE-RTS系统进行仿真,结果证明了所提指标和方法的合理性和实用性,该方法可以辨识出处于电网关键输电通道上的脆弱线路,为电网运行维护提供参考。     

考虑多重故障的热稳关键断面在线识别方法

受限于内外部环境影响,电网发生多重故障的概率增加,离线计算确定的关键断面在网架结构受到严重破坏时无法准确反映故障后电网的薄弱环节.为此,提出一种考虑多重故障的热稳关键断面在线识别方法.首先通过故障前后支路负载率变化量和潮流方向一致性判别,识别出故障潮流转移通道.然后依据不同故障的潮流转移特征,建立基于开断分布因子的故障...     

基于聚类算法的关键输电断面快速搜索

关键输电断面的快速搜索对电网的保护与控制具有重要意义。提出一种基于聚类算法的关键输电断面快速搜索算法。综合考虑线路介数和支路潮流,作为线路权重指标,运用Dijkstra算法计算两点间最短距离,构建相似度矩阵。通过AP(affinity propagation)算法得到电网分区。在分区的基础上,运用图论中基本割集搜索理论,结合所提生成树约束条件,完成输电断面的快速搜索。最后利用断面安全裕度对输电断面的重要性排序。通过新英格兰39节点系统为例进行仿真计算,验证了所提方法的有效性。     

基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估

提出了一种基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估方法.该方法从电网络理论出发,首先推导了线路电流共享因子,定义线路运行介数,在此基础上评估过负荷脆弱性.该方法不仅考虑了网络拓扑结构对脆弱性的影响,同时还考虑了系统运行方式对脆弱性的影响,克服了复杂网络模型中潮流仅按最短路径流动的缺陷,物理意义明确,且符合电力系统的实际情况.IEEE 39节点测试系统仿真结果验证了评估方法的正确性与合理性     

多支路开断潮流转移识别及防连锁过载策略研究

为有效防止发生连锁跳闸,基于直流潮流补偿原理推导了用于快速预估多支路开断后潮流分布的支路开断分布因子(LTDF)的计算方法,结合改进的严重度函数,给出了用于评价支路受潮流转移影响程度的过载严重度指标和关键支路集的概念及其求解过程,对单支路或多支路开断同样适用。在此基础上研究了减载优化模型和基于广义灵敏度和关键支路集的减载策略,采用该策略对New-England 10机39节点系统进行算例分析,结果表明;该方法可有效预估多支路开断后潮流,能在准确识别潮流转移的基础上以最小的调整量快速消除过载,并确保其余支路不过载。     

基于反熵-AHP二次规划组合赋权法的电网节点综合脆弱性评估

针对电网脆弱节点辨识存在的评估指标片面、不同评价方法偏差较大的问题,从系统固有拓扑结构、电网当前安全运行水平以及预想故障冲击影响三方面出发,构建电网脆弱性节点评估指标体系。该体系基于系统对脆弱度的需求层次,衍生出改进节点韧性度、节点电气介数、节点能量裕度、改进潮流分布熵及最小失负荷百分比等相关指标,综合考虑电网结构抗毁性、节点抗干扰能力、节点退出运行后系统潮流分布及系统自我调节后仍无法避免负荷削减时的状况。提出基于反熵-AHP二次规划组合赋权法的综合评估模型对节点脆弱度进行评估。IEEE39节点系统算例证明了所提指标体系与评价方法的合理性和有效性。     

基于改进故障点法的电压凹陷评估

针对传统故障点法选取故障点带有盲目性的问题,提出了基于解析式的改进故障点法。算法考虑了电网传输线上的故障分布和故障类型,并根据电压凹陷深度和故障距离的关系曲线对传输线分区,将每个区间作为一个故障点,因此在每条传输线上只要设置较少数量的故障点,通过每个故障点的故障概率分布评估不同电压凹陷深度区间的凹陷频次。并由电压凹陷深度和故障距离的曲线确定不同电压限值的临界点,进而确定电网的凹陷域。提出的改进故障点法用于评估IEEE 30节点标准测试系统的电压凹陷频次,验证了该方法的正确性和实用性。所提方法适用于任何规模电网发生对称故障和不对称故障时的电压凹陷频次评估。