计及暂态稳定约束的断面功率调整方法研究

该文提出一种计及暂态稳定约束的断面功率调整方法。通过基于相轨迹凹凸性的暂态稳定裕度对机组有功出力的灵敏度,将暂态稳定约束转化为机组的有功出力约束,结合断面功率对机组有功出力的灵敏度,断面功率增量可表示为机组出力调整量的加权线性组合,从而构建了计及暂态稳定约束的断面功率调整的线性规划模型。给出断面功率的调整流程,依据给定的暂态稳定裕度希望值约束即可确定断面功率及相应的机组出力调整方案。在IEEE39节点系统中的仿真验证了所提方法的有效性。     

考虑暂态稳定约束的联络线最大传输功率计算

由于确定电力系统联络线最大功率时要考虑其故障时对系统暂态稳定的影响,故提出了一种基于能量函数灵敏度的考虑暂态稳定约束的联络线最大传输功率计算方法。该法首先确定网络在临界或失稳情况下的能量裕度及能量裕度对各发电机有功出力的灵敏度,再用等步长法和二分法按各发电机能量裕度灵敏度的大小调整有功出力,结合时域仿真法的判稳校验求出考虑暂态稳定约束的联络线极限传输功率。该法计算简单、快速,较好的解决了考虑暂态稳定约束后计算负担过重和直接法偏于保守的问题。2个算例仿真测试证实了该法的有效性。     

考虑动态电压安全的发电机有功出力最优调整

在灵敏度方法的基础上,以系统当前运行点与最近的电压崩溃点的负荷几何距离作为电压稳定指标,提出了有效提高系统稳定裕度的发电机有功出力调整方案。在开放输电环境下,系统发生N-1故障后,首先进行电压稳定裕度分析,对于不满足系统安全运行要求的状态,计算发电机有功出力对稳定裕度的灵敏度,并以此为基准调整发电机有功出力,从而增大系统稳定裕度。IEEE 57节点系统仿真算例验证了所提出方法的有效性。     

基于暂态能量裕度灵敏度计及暂态稳定约束的优化潮流计算

提出了一种基于暂态能量裕度灵敏度的含有暂态稳定约束的优化潮流算法.它用时域仿真法对系统进行暂态稳定分析,提前滤除不失稳故障,并结合混合法计算失稳故障的能量裕度.依据最严重故障的能量裕度与发电机有功出力变化量的近似线性关系及能量裕度对发电机有功出力的灵敏度来调整发电机的有功出力.在计算程序中充分运用变步长搜索策略提高了计算效率,对考虑多个预想故障的含有暂态稳定约束的优化潮流问题具有良好的全局收敛性.最后通过IEEE 30节点系统和IEEE 57节点系统验证了该方法的有效性.     

基于灵敏度分析的线路热稳定控制方法研究

针对电力系统在运行过程中出现的线路热稳定问题,提出一种基于灵敏度分析的线路热稳定控制方法,该方法不同于现有电网通常所采取的限制系统运行方式和直接切机的控制方法,通过分析线路有功功率对发电机节点有功功率出力的灵敏度,按照灵敏度大小确定发电机的调整顺序,以实现线路过载控制时的调整量最小和调整设备最优的目标,从而减小采取安全稳定控制措施时对系统运行造成的影响。     

一种解析的暂态能量裕度灵敏度及其应用

暂态稳定裕度对发电机出力的灵敏度在暂态稳定预防控制中具有重要应用价值。给出了一种解析的暂态能量裕度对发电机出力的灵敏度。采用电力系统结构保留模型,有功负荷采用恒功率模型,无功负荷采用恒阻抗模型,推导得到了暂态能量裕度对发电机出力灵敏度的解析表达式。推导过程中的主要假设条件是所采用的结构保留模型以及故障过程中发电机输出电磁功率不变的假设,无其他近似。得到的灵敏度公式便于计算,可应用于电力系统详细模型。灵敏度的大小可用于指导暂态稳定预防控制。仿真结果验证了灵敏度的准确性及其应用于暂态稳定预防控制的有效性。     

考虑暂态稳定约束的最大输电能力计算

基于最优潮流技术和稳定性量化分析理论的扩展等面积准则(EEAC),提出了在预想故障集下求解互联电力系统暂态稳定约束下的最大输电能力计算方法。基于最优潮流技术建立了最大输电能力的数学模型,采用EEAC量化分析算法获取预想故障集的暂态稳定裕度,针对不安全的预想故障,采用基于安全稳定模式的预防控制技术将非线性的暂态稳定约束转化成临界群机组出力的线性约束,并最终通过内点算法求解。广东电网仿真算例验证了算法的有效性和实用性。     

暂态稳定预防控制及极限功率集群计算

为了解决大规模电网暂态稳定预防控制和极限功率计算量大的问题,提出了满足在线计算要求的集群计算方法.该方法采用扩展等面积准则(EEAC)计算机组参与因子,按多故障裕度加权并计及控制代价得到控制性能指标,将机组排序后首尾配对依次参与控制,形成多个调整方案后并行计算.极限功率计算中按临界群参与因子大则优先增加、余下群参与因子小则优先减少的原则调整机组出力,枚举可能功率挡位后并行计算.华北、华中和川渝联网数据的算例分析验证了所提出方法的快速性和有效性.     

基于发电机功率分配因子的静态电压稳定预防控制

针对静态电压稳定预防控制实用性的问题,提出一种在线静态电压稳定预防控制算法。该算法引入未来时刻发电机功率分配因子作为电压稳定裕度的控制变量,利用电压稳定裕度对各类控制参数的灵敏度信息,通过集中调度和预选参与调度集等策略,形成预防控制所需要的线性规划模型,给出预防电压失稳的调度方案。算法的优点是可将严重故障和失稳故障放在统一的模型中求解;引入未来时刻发电机功率分配因子作为电压稳定裕度的控制变量,可有效地减少其他控制参数的调整量。对湖南实际电网750节点系统的试验,证明了所提方法的有效性和实用性。     

计及发电功率随机性的暂态稳定裕度概率分布计算

基于扩展等面积准则(EEAC),将电力系统中发电机驱动功率的概率数字特征,变换成失稳模式对应的两群驱动功率的概率数字特征;并将系统稳定裕度按Taylor级数表示成以两群驱动功率为变量、以稳定裕度灵敏度为系数的线性化表达式,通过半不变量求取稳定裕度的概率数字特征;最后利用Gram-Charlier级数计算出系统暂态稳定裕度的概率分布。其中,对于理想两群失稳模式,仅需解析方法即可完成快速计算;对于非理想两群失稳模式,则采用时域仿真计算灵敏度系数,并用分段函数的方法解决由失稳模式变化导致稳定裕度或灵敏度系数突变的描述问题。最后,用两个算例对所提出的算法进行了仿真验证。     

考虑暂态稳定约束的发电再调度研究

提出了一种暂态稳定的发电机有功调度新算法。通过求取暂态稳定约束下的发电机有功输出极限,将暂态稳定约束转化为最优潮流中的发电机有功出力约束,从而将暂态稳定约束下的发电机有功调度问题转化为常规最优潮流问题进行求解。介绍了电力系统角半径的概念,通过仿真计算轨迹灵敏度,在此基础上可得到系统角半径对各发电机有功输出的灵敏度,该灵敏度信息可用于计算发电机有功输出的调整量。算法实现简单,可处理多个预想故障。在10机新英格兰典型电力系统上的算例分析验证了新方法的有效性和合理性。     

考虑暂态稳定约束的发电再调度研究

提出了一种暂态稳定的发电机有功调度新算法.通过求取暂态稳定约束下的发电机有功输出极限,将暂态稳定约束转化为最优潮流中的发电机有功出力约束,从而将暂态稳定约束下的发电机有功调度问题转化为常规最优潮流问题进行求解.介绍了电力系统角半径的概念,通过仿真计算轨迹灵敏度,在此基础上可得到系统角半径对各发电机有功输出的灵敏度,该灵敏度信息可用于计算发电机有功输出的调整量.算法实现简单,可处理多个预想故障.在10机新英格兰典型电力系统上的算例分析验证了新方法的有效性和合理性.     

缓解电压紧张的出力调整策略及算法

通过分析负荷节点和发电机节点参与因子的物理涵义,提出将参与因子应用于发电机出力调整方案以缓解电压紧张。该方法通过对未化简的雅可比矩阵进行模态分析求得参与因子,用参与因子指导发电机有功功率再调整;采用连续潮流法计算调整过程中系统运行状态的变化,以无功网损为间接指示指标来监视系统电压态势的改善情况。IEEE 39节点系统的仿真结果验证了所提出的考虑机组参与因子的发电再调度方法可以一定程度地改善系统的电压态势,提高电压稳定裕度。     

用EEAC法分析小扰动电压稳定

该文致力于求取电力系统在负荷和发电机出力的某一给定调整方式下的静态稳定裕度和极限 负荷，把扩展等面积法(EEAC)的理论扩展应用于小扰动电压稳定性分析，提出了具有明确物 理含义的静态稳定裕度的概念，根据该裕度对负荷的灵敏度系数可以直接求出在负荷和发电 机出力的给定调整方式下的极限负荷，并在华中系统和新英格兰系统中验证了该算法的快速 性和可靠性。     

基于IPSO优化发电调度的静态电压稳定分析

发电机出力增长方式对静态电压稳定临界点有一定的影响,优化发电机有功出力是提高系统静态电压稳定的主要控制手段。文中对粒子群算法中惯性权重和加速常数进行改进,提出以发电增量作为连续潮流的控制变量,实现负荷增量在发电机间的最优分配。该方法以系统静态电压稳定下的最大负载为目标,基于改进粒子群算法优化发电机有功出力,以连续潮流法计算IPSO的适应度函数,确定发电机最优调度模式下的系统最大静态电压稳定裕度。应用该法对IEEE30系统的评估,验证了该方法的正确性和有效性。     

基于耗散功率转归分量的风电系统有功实时调度

针对风速的随机性和间歇性给大规模风电并网电力系统的在线实时调度带来的困难,文中提出了一种基于耗散功率转归分量的含风电场电力系统有功实时调度方法。利用耗散功率分量理论推导出风电机组、常规机组与负荷之间的响应关系,从而计算出负荷功率对发电机出力的灵敏度,根据灵敏度信息确定实时调度中参与调整的常规机组的功率调整因子,以及时补偿风电输出波动而产生的功率过剩或缺额;并在一个在线调度周期内,利用机组与负荷之间的响应关系建立了以系统总有功网损最小为目标,计及线路阻塞管理以及风电场有功和无功功率关系约束的实时优化调度模型。最后利用接有风电场的IEEE9节点和IEEE30节点系统对文中所提模型进行仿真分析,仿真结果验证了所提方法的合理性和正确性。     

基于灵敏度修正的含风电场电力系统可用输电能力计算

为了在线评估风电场功率波动对可用输电能力(ATC)的影响,本文提出了基于灵敏度修正的含风电场电力系统ATC计算方法。基于风电场输出功率波动性的特点,在风电机组功率波动引起其他发电机有功出力方式发生变化情况下,利用灵敏度修正支路有功功率,校正支路有功对控制参数的灵敏度,通过考虑支路热稳定约束,建立ATC与系统发电机有功功率变化参数的映射关系,并根据电力系统当前运行点的特性确定了灵敏度应用的有效区间,快速计算由于风电机组功率变化导致常规发电机不同出力方式下的ATC。对含风电场的IEEE-30节点系统仿真结果表明,本文所提方法能够准确计算由于风电波动导致常规机组运行方式变化情况下的ATC,且计算时间满足在线计算要求。     

机组出力调整对静态电压稳定影响的预测算法研究

为解决传统离线分析计算量大、在线分析对实时性要求高的缺陷,提出了无需实时数据的、可用于在线分析的电力系统电压稳定预测算法。根据正常工况下,支路有功功率与两端相位差近似成正比的规律,利用任意时刻的初始潮流数据,结合潮流转移因子表,即可快速估算发电机出力调整后的关键支路电压、潮流及临界运行状态。制定了反映有功裕度和无功电压灵敏度的综合稳定指标,利用估算值预测支路电压稳定水平的发展趋势,再由该指标与发电机无功出力限制确定有功功率的最大可行调节范围。最后通过加权指标评价不同出力调节量对系统电压稳定的影响。对我国某实际电网的仿真结果验证了本文算法的有效性。     

含VSC-HVDC的暂态稳定约束最优潮流

提出运用轨迹灵敏度法将含电压源换流器的高压直流(voltage source converter-high voltage direct current, VSC-HVDC)输电的暂态稳定约束最优潮流问题转化为含VSC-HVDC 最优潮流和含 VSC-HVDC 暂态稳定2个子问题,避免直接求解混杂系统暂态稳定约束最优潮流所带来的困难。根据暂态稳定计算结果,求出连续系统状态量相对于发电机机械输入功率的轨迹灵敏度,据此求取最领先机和最落后机之间转移的有功功率,修改最优潮流有功出力的上下限,从而实现2个子问题的交替求解。在求得的转移功率满足系统暂态稳定约束后,通过二分法求得系统的最优转移功率。以IEEE39节点系统为算例,验证了轨迹灵敏度法对于求解含VSC-HVDC的暂态稳定约束最优潮流的有效性和合理性,算法实现简单,可处理多个预想故障。     

基于BCU法的多故障暂态稳定约束最优潮流计算

基于稳定域边界的主导不稳定平衡点（BCU）方法,求解暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度,再将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中,建立含多故障暂态能量裕度约束的最优潮流逐次线性规划模型。通过常规潮流计算、基于BCU法的暂态稳定及暂态能量裕度灵敏度计算、基于单纯形法的线性规划算法的交替求解,获得最优解。并对BCU方法和故障模式法进行了比较,在上述的交替求解过程中,故障模式法并不能保证能求出主导不稳定平衡点,但BCU方法能够给出可靠结果。新英格兰10机39节点系统的计算结果验证了所提方法的有效性。