基于鸡群算法的断面传输极限的自动搜索断面研究

断面是电网的薄弱环节,而断面的识别通常需要大量人工计算,针对此局限,提出了基于鸡群优化算法的断面传输极限的自动搜索断面法,首先利用Dijkstra算法对电网进行分区,将各区域之间的联络线作为初始断面,再根据支路开断分布系数与潮流方向从初始断面中识别出输电断面,在计算输电断面的热稳定极限时,通过功率灵敏度得到各发电机出力对线路功率的控制,以断面在正常运行状况下所能传输的最大功率为目标函数,以断面各线路依次为目标线路,控制发电机的出力,满足全网线路热稳定以及发电机出力约束,通过鸡群优化算法得到断面各目标线路最大传输功率极限,最后取各目标线路传输极限中的最小值为断面传输极限,从而得到关键断面。在IEEE 39节点系统中验证了所提方法的有效性。     

热稳定约束下断面输电极限分析方法

针对N-1热稳定问题,应用电力系统商业软件BPA和灵敏度分析方法决定送、受端发电机机组的调整顺序,提出了一种考虑N-1热稳定约束的断面输电极限分析方法。应用该方法对广东电网2006年4种典型运行方式的热稳定问题进行了分析计算,发现了广东电网的热稳定薄弱环节,分析了广东电网主要供电断面热稳定约束下的输电极限。分析结果表明,该方法快速、准确,且适用于实际工程。     

输电断面潮流的暂态稳定约束

为了电网实时运行监视和电网运行人员掌握方便,控制一组联络线有功潮流和不越限的策略在实际电网运行中被普遍采用,对电网中各输电断面进行暂态稳定分析计算是电网运行方式工作中的一项重要内容。针对输电断面潮流的暂态稳定约束问题,提出了基于运行模式的分析方法。分析表明,运用模式分析方法求解该问题,不需要人为多次调整机组出力,计算更简捷、准确。     

基于潮流转移的输电断面快速搜索

针对前人研究中的不足,即没有提出分区内部输电断面以及非割集形式的基于热稳定约束的输电断面的搜索方法,将整个省网在地理分区的基础上对交界厂站进行优化,分别对分区间和分区内部进行研究,仅考虑线路和主变压器的热稳定约束,运用图论的相关知识,根据潮流转移的特征,进行输电断面的搜索。算例表明了所提算法的有效性。     

基于多元参数约束动态提升送电断面热稳定限额策略研究

针对输电线路及其负荷断面受静态热稳定限额限制的现状,文章研究并提出了基于多元参数的约束所形成的温度-负荷、安全稳定、健康状态三大协同约束策略,运用动态增容手段,可保障输电线路或负荷断面在安全运行的前提下,动态感知并预测其热稳定限额和安全运行时间限额,实现热稳定限额动态化、智能化、精益化管理,从而提高区域电网的综合运行能力,产生明显的技术经济效益。     

电网断面热稳定限额计算模型及方法

分析了电网预想开断前后设备组(并联运行的线路或并列运行的主变压器)的有功潮流变化情况。通过剩余/转移系数将预想开断后的设备组有功潮流表示为设备组初始有功潮流的线性函数。依据设备短时、长期运行载流量确定设备组初始有功潮流的约束条件,根据设备组热稳定限额与初始有功潮流的最小比值最大原则,提出了设备组热稳定限额的优化计算模型。运用线性规划单纯形法进行求解,并通过分岛计算提高算法的执行效率。根据用户定义的断面集,对设备组的热稳定限额进行叠加,给出断面热稳定限额。浙江电网的实际算例结果验证了所述模型的正确性和求解方法的有效性。     

考虑短路容量和电压稳定约束的受端电网饱和负荷规模研究

考虑短路容量和静态电压稳定约束,文章提出了一种交流受端电网饱和负荷规模的量化评估方法。通过网络阻抗建立了短路容量、静态电压稳定极限和热稳定的联系,结合潮流和阻抗分布特性分析得出短路容量和静态电压稳定极限之间存在一定比例。根据实际受端电网环网大小和电网允许的最大短路容量得出输电通道最小阻抗,考虑实际电网环网潮流相对输电通道较低情况,将受端负荷整体结构解耦成单通道对接入点负荷供电模型,得出整个受端地区短路容量和热稳定约束下的静态电压稳定极限解析公式,量化评估了受端电网饱和负荷规模。实际电网仿真验证了其准确性,可为电网分区规划提供一定的参考。     

计及N-1约束的多维空间断面热稳定安全域边界快速计算

大规模互联电网潮流分布复杂,关键断面的输电极限影响因素较多,呈现出明显的多维特性,因而在多维参数空间中可以更为精细地刻画系统安全运行区域。为此,提出了一种计及N-1约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的快速计算方法。首先,通过分析发电机组出力变化对断面各构成线路的功率传输转移分布因子(PTDF),解析在单一约束条件下机组出力与断面热稳定极限的数值关系;在此基础上提出了顶点搜索策略,形成参数全空间中断面热稳定安全域边界快速求解综合法。该方法结合解析分析和仿真计算两类方法的优点,能够发现参数空间中可能存在的全部热稳定极限约束,快速求得安全域边界的分段近似线性表达式,在多维参数空间中快速准确地刻画系统的安全运行边界。目前,该方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。     

一种识别电网关键输电断面的新方法

快速、准确、完整地识别出电网关键输电断面,对于提高电网运行的稳定性及防止大停电事故的发生意义重大。首先,综合考虑电网拓扑结构和支路潮流分布状态,以线路导纳模值与其有功潮流幅值之比即导流比作为线路权重,建立了电网的加权网络模型,使其更符合复杂多变的实际电网;其次,针对已有电网关键输电断面搜索方法的局限性,提出了一种基于改进Floyd算法搜索前k最小权路径的方法,克服了仅搜索第一最短路径上的线路造成的漏选;最后通过层层递进的筛选方法快速完整地识别出关键输电断面,同时也能对潮流反向增大的线路有效识别。在新英格兰39节点系统的仿真结果中验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于复杂网络理论的关键输电断面分析

关键输电断面对于电网的安全稳定运行与控制具有重要意义。提出一种基于复杂网络理论的关键输电断面自动搜索方法,为实现电网的实时状态监视与快速分析计算奠定了关键输电断面对于电网的安全稳定运行与控制具有重要意义。提出一种基于复杂网络理论的关键输电断面自动搜索方法,为实现电网的实时状态监视与快速分析计算奠定了基础。该方法利用输电介数指标识别由电网拓扑结构与潮流分布共同决定的关键输电线路,并结合复杂网络聚类算法构造适用于输电断面分析的电网分区方法;在分区的基础上,利用输电断面的特征及其与分区的关系,解决自动搜索过程中的充分性和必要性问题;最后,利用主导线路的输电介数实现了关键输电断面的重要性排序,克服后验式自动搜索方法中需要定量分析安全稳定裕度的缺陷。对中国电科院CEPRI-36系统和某省电网进行仿真计算,验证了所提模型和算法的有效性及对大电网的适应性。     

综合考虑多种电网安全主题的关键断面自动发现方法

在对实际电网关键断面选取特点进行归纳总结的基础上,提出了一种综合考虑多种电网安全主题的电网关键断面自动发现方法。该方法在电网拓扑结构和在线潮流状态的基础上,对电网进行电气分区,并根据不同的安全主题选择不同类型的关键断面:根据电网暂态安全主题的需要,选取分电气区间的联络线构成的长距离输电通道作为关键断面;根据电网热稳定安全主题,选取电压等级较高、传输功率大且相互间影响大的输电线构成的输电通道作为关键断面;根据负荷侧热稳定安全主题,选取电压等级较低、传输功率较大且相互间影响较大的输电线构成的输电通道作为关键断面。广东省电网算例测试结果表明:该方法准确考虑了电网中常见的安全主题,得到了不同种类的关键断面;关键断面结果不仅符合电网运行方式专家的给出的经验关键断面,也能够发现新的关键断面,结果具有合理可信。     

一种基于关键输电断面识别的交直流电网连锁故障分析方法

为了分析南方电网中由直流闭锁造成潮流大量转移而引发的连锁故障风险,提出了一种基于关键输电断面识别的交直流电网连锁故障分析方法。首先提出了一种基于图论的输电断面遍历算法用来搜索位于直流送受端之间的所有输电断面,然后利用输电断面的潮流转移系数和最大过载率来识别连锁故障风险较大的关键输电断面,最后通过暂态稳定计算得到所有关键输电断面中有较大风险的连锁故障集和应重点监控的关键支路。以南方电网楚穗直流为例,分析了云南电网在楚穗直流单极闭锁后容易发生连锁故障的关键输电断面及关键支路。结果表明,提出的方法是可行和有效的。     

基于子网络收缩的输电断面搜索方法

输电断面的强弱对整个电网的安全稳定性具有重要的影响。离线计算分析中主要采用人工分析的方式,而在线稳定评估系统应用中则需要能够自动识别系统的输电断面,以自动适应电网运行方式的变化。从实际电网输电断面的特点出发,针对高电压等级非电磁环网断面和电磁环网断面,提出了基于子网络自动收缩的输电断面搜索方法。首先,将整个网络按照厂站和供电区域进行简化。其次,以合并子网络所有送出线路为起点,关联子网络自动收缩,在所有功率送出线路中搜索高电压等级非电磁环网断面。以供电区域中的合并厂站功率送出高电压等级线路为起点,关联厂站自动收缩,在所有高电压等级功率送出线路中搜索电磁环网高电压等级线路。最后,采用华北-华中电网实际系统算例验证了方法的有效性。输电断面自动搜索是电力系统安全稳定状态在线自动分析的重要基础,具有重要的实际应用价值。     

基于N-1静态安全约束的输电断面有功潮流控制

输电断面的有功潮流控制是电网运行中的重要预防控制手段，基于直流潮流研究了输电断面的N-1静态安全潮流约束，分析表明断面潮流是节点注入功率的线性组合。运用支路开断分布系数分析了断面潮流与N-1状志下线蹄潮流的关系，指出其随着系统发电模式以及负荷模式的变化而改变，并提出了采用各种运行方式下断面潮流与N-1状态下线路潮流的比值变化范围来衡量断面潮流控制的合理性。算例针对实际电网运行中的输电断面有功潮流控制问题，结果表明．采用断面潮流控制必然趋于保守．在电网实时运行数据非常可靠的前提下，运行监视及控制直接采用线路开断后的计算潮流值将会显著提高受N-1静态安全约束的断面输送能力，对提高区域间的功率交换能力具有重要意义。     

在线组合输电断面极限集群计算

针对大电网在线安全稳定综合协调防御系统中输电断面极限搜索问题,采用多机多方案分派任务并行计算模式,利用计算机集群和参数化后的潮流调整方式与静态、暂态和动态安全裕度的关系,迭代搜索临界安全的潮流调整方式,实现在线求取输电断面极限传输功率。对多输电通道并存的组合输电断面及多送电区并存的组合送电区的断面传输极限搜索,自动识别调整方式切换并迭代协调优化增功率的内部分配,以某区域电网在线数据的实例分析验证了所提出方法的有效性和适用性。     

基于输电断面N-1静态安全潮流约束的联切负荷方案

电网中的一些输电断面受线路安全电流限制不能满足N—1原则时，为了保障系统的安全稳定运行，一般采取线路过载联切负荷措施。文中将基于输电断面N—1静态安全潮流约束的联切负荷方案分解为两个子问题，即确定联切负荷节点问题和实施联切负荷措施问题，基于直流潮流给出了整数规划数学模型及算法。算例采用实际电网中的联切负荷方案制定问题，结果表明，提出的分析方法简捷、可行，能够适用于实际系统。     

基于潮流贡献度方法大规模风场接入系统N-1热稳定分析

针对N-1热稳定问题,应用电力系统商业软件PSASP,提出了一种基于潮流贡献度方法并考虑N-1断面热稳定约束极限的调整风场目标出力的方法。应用该方法对赤峰电网2008年和2010年典型风电大发运行方式的热稳定问题进行了分析计算,发现了赤峰电网的热稳定薄弱环节,并确定了该地区内风电场在线路发生N-1热稳定过载时需要拉限总容量及各个风场所需要拉限的容量。分析结果表明该方法快速、准确,适用于大规模风电接入的电网系统。     

考虑暂态稳定约束的交直流电网ATC实用计算方法

针对交直流电网输电能力计算中考虑暂态稳定约束的必要性和复杂性,提出了一种考虑暂态稳定约束的交直流电网可用输电能力(Available Transfer Capability,ATC)实用计算方法.以电力系统分析综合程序为内置计算平台,以VC++编写计算流程,采用重复潮流算法实现对模型求解.以山东电网为例进行分析,计算及仿真结果表明所提方法能够考虑输电能力计算中涉及到的静态和暂态稳定约束,协调了经济性和安全性两方面,具有较好的功能性.所提算法实用性强且易于编程实现,可有效应用于实际电网的ATC计算与分析.     

基于电气分区的输电断面及其自动发现

对实际电网的输电断面进行了特征分析,给出了初始断面、输电断面以及关键断面的定义.提出了一种基于电气分区的电网输电断面自动发现方法,根据实时潮流状态对电网进行电气分区,并利用图论的相关知识获得电网的最小割集作为初始断面,进而利用潮流方向以及支路开断分布因子等约束条件处理初始断面获得输电断面,最后根据输电断面的安全裕度发现关键断面.2个省级电网的实际算例验证了该方法既能找到运行方式专家给出的断面,也能发现新的断面,结果具有合理性和完整性,提高了对运行方式变化的适应性;同时,算例表明省级电网的断面自动发现时间小于1 min,能够实时应用.     

暂态稳定视角下的强关联输电断面及其识别方法

多个交流输电断面暂态稳定极限功率相互耦合,给电网安全稳定运行控制带来了极大挑战。文中深入挖掘受扰系统中暂态响应轨迹特征与稳定模式的对应关系,提出了暂态稳定视角下关键输电断面及关联断面的概念,并将关联输电断面分为模式共存机理决定的关联断面和模式演化机理决定的关联断面两类。提出了基于电网电气量变化来反映系统稳定模式的支路同步力系数指标,并结合该指标、图论和暂态稳定模式识别方法,提出了关键断面及关联断面识别的实用算法,有利于克服人工经验方法中因机理分析不足而可能导致的识别不准和效率低下的缺陷,为基于输电断面准确识别的稳定分析或运行监控提供了基础。基于IEEE 10机39节点系统的算例阐明了所提方法的原理及有效性。