考虑电压和热稳定约束的可利用传输能力的快速算法

在现代电力市场环境,可利用传输能力(ATC)需要尽快提供给使用方.而在计算中要考虑的所有N-1故障因素导致了ATC计算任务非常繁重.基于此,提出了一种应用故障过滤与排序技术的ATC快速计算方法.首先,采用迭代线性潮流法(ILPF)对电网的N-1故障进行排序以筛选出热稳定极限和电压幅值约束条件下最严重的故障情况;然后,应用原始-对偶内点法对最严重故障情况进行ATC的计算,解决了ATC计算的耗时问题.算法的有效性通过IEEE30母线系统的仿真得到了验证.     

适用于交直流混合系统可用输电能力计算的故障排序法

运用概率型算法对交直流混合系统可用输电能力(ATC)进行计算时,由于实际电力系统规模庞大,设备数目众多,而且并不是所有枚举的故障状态都对要分析的系统产生影响,故通过故障排序筛选出对系统影响大的严重故障。在交流故障排序法的基础上推导了适合于交直流混合系统ATC计算的故障排序法,通过算例验证,该法在不影响计算精度的前提下节约计算时间,提高计算效率。     

可利用传输能力的快速计算

提出了一种利用故障过滤技术的可利用传输能力快速计算方法。利用迭代线性交流潮流法对热稳定约束和电压幅值约束条件进行N-1故障过滤,利用线性灵敏度法对电压稳定约束条件进行N-1故障过滤,得到最严重故障集;利用原－对偶内点法只针对若干最严重故障计算系统可利用传输能力。该算法提高了计算效率,同时保证了计算精度。算例仿真结果验证了所提算法的准确性和快速收敛性。     

应用电力仿真软件PSS/E计算网络可用传输能力

可用输电能力(ATC)是指导电力市场交易的重要指标,对系统规划与运行具有重要影响;PSS/E是一种有效的机电暂态分析软件,利用其快速的潮流计算功能及扩展接口可进行ATC指标的计算分析,为电网规划与系统分析人员提供便利。引入ATC指标的定义及主要解算方法,详细分析了PSS/E软件基于直流潮流和交流潮流的ATC计算模型和流程,以及用于N-1故障严重性排序的两种行为性指标。针对IEEE30节点系统算例进行比较分析,计算结果表明了软件ATC指标计算和应用的可行性。     

N-2组合故障集的暂态功角稳定在线快速评估

大电网中N-2组合故障数目巨大,若对每个组合故障分别进行暂态功角稳定评估,难以满足在线评估的时间要求。基于N-2组合故障中第一个元件故障的暂态功角稳定在线评估结果(裕度和主导群发电机的参与因子),结合第一个元件故障的暂态功角稳定主导群中发电机的有功功率对第二个开断元件有功功率的灵敏度,计算出N-2组合故障的暂态功角稳定严重程度排序指标。通过优先对排序在前位的组合故障进行基于详细模型时域仿真的暂态功角稳定量化评估,直至排序号连续的多个组合故障的暂态功角稳定裕度都大于0,则直接判定排序在其后的所有组合故障均是暂态功角稳定的,从而满足N-2组合故障集暂态功角稳定在线评估对计算速度的要求。实际电网算例验证了该方法的有效性。     

基于过载影响因子的N-2故障快速筛选和排序方法

为了保证大规模互联电网的安全和稳定运行,需要研究适用于继电保护元件动作特性分析和评估的初始故障筛选和排序方法。以N-2故障为分析目标,提出了一种基于过载影响因子的快速故障筛选和排序方法。根据所定义的过载影响因子,将所有待分析故障分成两类并行扫描然后求取并集,再结合行为指标所表征的严重程度对所筛选处的故障进行排序。算例结果表明,所提方法能有效缩小N-2故障集规模,不仅能节省较多计算量,还可避免排序指标固有的片面性及不确定性。     

基于最优潮流并计及静态电压稳定性约束的区域间可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是衡量电力系统在安全稳定运行的前提下区域间功率交换能力的指标。文中基于最优潮流(OPF)方法，建立起符合电力市场交易机制的ATC计算模型，其中考虑到输电线路故障对系统静态电压稳定性的影响，加入线路N-1故障时广义参数化形式的潮流方程及相应的不等式约束条件，使系统在故障时仍有负荷裕度，以保持电压稳定；以支路功率和系统负荷裕度之间的灵敏度指标进行预想故障选择，并用原对偶内点法计算得到输电线路N-1安全约束下的区域间可用输电能力。IEEE30和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的正确性与有效性。     

基于连续潮流法的交直流系统可利用传输能力的计算

提出并建立了交直流系统可利用传输能力(ATC)模型。该模型采用两端直流混合系统,考虑电压稳定性、节点电压水平、热稳定、N-1故障等安全约束条件。应用连续潮流法求解过程中,将交流和直流系统方程分解计算,通过直流网络状态量与换流器交流母线电压和给定直流控制量之间关系方程组来简捷地计及交直流系统间耦合关系。对IEEE30节点系统进行的仿真计算证明了所提出模型和算法的有效性。     

考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法

为了有效地分析电力系统设备故障和新能源发电不确定性对系统静态电压稳定的影响,提出了一种考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法。假设各新能源发电出力为均值,建立N-1故障场景下确定性的电压稳定临界点模型,根据所得的故障后负荷裕度筛选得到严重故障集。考虑风电和光伏发电的随机分布,建立故障场景下的电压稳定概率评估模型,采用随机响应面法求解获得故障场景的负荷裕度累积概率分布。根据负荷裕度累积概率分布,设计了2种故障后系统电压稳定性的排序指标,确定严重故障集的排序。IEEE 118节点标准系统的计算结果表明,所提故障筛选与排序方法是有效的,可以甄别和排序各故障场景下系统的概率静态电压稳定性;根据故障排序结果构建的电力系统概率电压稳定域有助于对概率稳定边界的分析和研究。     

基于连续潮流法的交直流系统可利用传输能力的计算

提出并建立了交直流系统可利用传输能力(ATC)模型.该模型采用两端直流混合系统,考虑电压稳定性、节点电压水平、热稳定、N-1故障等安全约束条件.应用连续潮流法求解过程中,将交流和直流系统方程分解计算,通过直流网络状态量与换流器交流母线电压和给定直流控制量之间关系方程组来简捷地计及交直流系统间耦合关系.对IEEE30节点系统进行的仿真计算证明了所提出模型和算法的有效性.     

ATC enhancement in electricity markets with GUPFC and IPFC – A comparison

Available transfer capability (ATC) needs to be declared well in advance by the system operator to reserve transactions and avoid any congestion in the network. In this paper, an optimal power flow based approach has been utilized for bilateral/multi-transactions deregulated environment to obtain the ATC. The ATC has been obtained with generalized unified power flow controller (GUPFC) and interline power flow controller (IPFC) for intact and line contingency cases. The impact of ZIP load model has been evaluated on the ATC with both the devices. The main contribution of the paper is the comparison of the ATC obtained with. GUPFC and IPFC for intact and contingency cases with constant P,Q load model and ZIP load model. The results have been determined for intact and line contingency cases taking simultaneous as well as single transaction cases. The results obtained are also compared with DC/AC and PTDFs. The proposed method have been applied for IEEE 24 bus RTS.     

基于灰色关联分析法的电压稳定故障筛选与排序

故障筛选与排序是电力系统电压稳定评估的重要部分。针对以往基于潮流计算筛选方法的单一性,提出了一种新的故障筛选与排序方法。首先结合感应电动机特性、负荷大小、电源支撑及输电线路情况构建一套故障筛选指标体系;其次针对单一指标反映故障严重程度的局限性,采用灰色关联分析法计算综合指标,综合多方面因素评估故障严重程度。采用存在电压稳定问题的实际电网数据对所提方法进行验证,结果表明基于灰色关联分析法的电压稳定故障筛选与排序方法是合理和有效的。     

“N-1”预想事故下满足静态电压稳定约束的快速ATC算法

提出了一种“N-1”预想事故下满足静态电压稳定约束的快速可用输电能力(ATC)算法.算法在连续潮流法的基础上,以系统基态“N-1”事故下的运行点和应用灵敏度方法获取的预测点为拟合点,并引入曲线拟合技术来寻找“N-1”预想事故下的近似的“鼻点”,从而确定系统的可用输电能力.以IEEE 30节点测试系统为算例,验证了所提方...     

基于信息熵的可用输电能力枚举评估方法

大规模电网的互联发展推动了可用输电能力（available transfer capability,ATC）的研究。状态枚举是处理ATC计算中大量不确定性的常规方法。在分析传统ATC枚举评估方法的基础上,在故障筛选环节引入熵权,将视在功率行为指标和电压-无功功率行为指标综合考虑,建立了主、客观相结合的状态排序筛选方法;将最优潮流模型应用到重复潮流法的每次潮流求解中,综合考虑系统的安全性与经济性;为了减少状态筛选带来的偏差,建立了基于最大熵原理的ATC发生概率计算模型,并引入ATC期望值和ATC不足概率作为评估指标。通过IEEE-14节点测试系统的仿真研究,验证了其在状态筛选合理性、计算精度和处理速度上的优势。     

An Improved On-line Contingency Screening for Power System Transient Stability Assessment

This paper presents a contingency screening method and a framework for its on-line implementation. The proposed method carries out contingency screening and on-line stability assessment with respect to first-swing transient stability. For that purpose, it utilizes the single machine equivalent method and aims at improving the prior developed contingency screening approaches. In order to determine vulnerability of the system with respect to a particular contingency, only one time-domain simulation needs to be performed. An early stop criteria is proposed so that in a majority of the cases the simulation can be terminated after a few hundred milliseconds of simulated system response. The method’s outcome is an assessment of the system’s stability and a classification of each considered contingency. The contingencies are categorized by exploiting parameters of an equivalent one machine infinite bus system. A novel island detection approach, appropriate for an on-line application since it utilizes efficient algorithms from graph theory and enables stability assessment of individual islands, is also introduced. The New England and New York system as well as the large-scale model of the Continental-European interconnected system are used to test the proposed method with respect to assessment accuracy and computation time.     

基于最优潮流的含VSC-HVDC交直流系统最大输电能力计算

已有的交直流系统最大输电能力计算模型无法直接应用于含电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)的交直流系统的最大输电能力计算问题。文中提出了一种基于最优潮流的最大输电能力计算方法,通过将最优潮流模型拓展到系统的多种运行状态,从而能够准确反映N-1安全约束及N-1故障后VSC-HVDC的控制约束。为解决因考虑N-1安全约束导致的模型求解规模过大的问题,针对含VSC-HVDC的交直流系统的特点,进一步提出一种同时考虑故障对静态电压稳定性及支路传输容量越限影响的N-1故障筛选方法。为保证解的性能,在优化软件AMPL中调用COUENNE求解器对以上模型进行求解,能够同时给出最大输电能力和相应的VSCHVDC控制方式及参数整定值。通过修改的4节点系统、IEEE 118节点系统及辽宁省鞍山电网,验证了所提方法的有效性。     

基于粒子群进化算法的极限输电容量计算方法

针对 N -1静态安全模型的电力系统可用输电容量（ATC）计算问题,提出一种基于粒子群进化算法的新方法。其基本思想是,对得到的某个ATC可能值,验证在该功率传输水平下系统是否满足静态安全约束。对群中每个粒子对应变量分为区域交换功率值和停运支路编号2部分,二者以不同方式分别进化。计算过程中,不可行粒子用于得到ATC的值并对其采取校正措施来加快得到ATC的速度,可行粒子用于判别严重支路。计算终止时得到区域间ATC、关键支路和对ATC影响较大的严重支路集。在IEEE 118节点测试系统上,通过与其他计算ATC的方法相比较,表明该算法可以准确捕获严重支路集并得到ATC的值。     

Assessment of oscillatory stability constrained available transfer capability

This paper utilizes a bifurcation approach to compute oscillatory stability constrained available transfer capability (ATC) in an electricity market having bilateral as well as multilateral transactions. Oscillatory instability in non-linear systems can be related to Hopf bifurcation. At the Hopf bifurcation, one pair of the critical eigenvalues of the system Jacobian reaches imaginary axis. A new optimization formulation, including Hopf bifurcation conditions, has been developed in this paper to obtain the dynamic ATC. An oscillatory stability based contingency screening index, which takes into account the impact of transactions on severity of contingency, has been utilized to identify critical contingencies to be considered in determining ATC. The proposed method has been applied for dynamic ATC determination on a 39-bus New England system and a practical 75-bus Indian system considering composite static load as well as dynamic load models.     

Fast evaluation of available transfer capability using cubic-spline interpolation technique

This paper presents a new computationally fast and accurate method for evaluating available transfer capability (ATC) based on a curve fitting technique so-called as the cubic-spline interpolation technique. The advantage of the technique used in the computation of ATC is that it has the ability to reduce the time consuming ac power flow computations. The cubic-spline interpolation technique traces the curves of voltage magnitude and power flow variations with respect to the increase of real power transfer. ATC is then determined at the point where the voltage or power flow limits intersect the curves. Prior to the ATC evaluation, contingency ranking and selection techniques are used to define the critical lines in a system that can adversely affect the transfer capability assessment. The effectiveness of the proposed method is verified by illustrating the ATC evaluation on a practical test system. ATC results obtained from the proposed cubic-spline interpolation technique prove that the method is satisfactorily accurate and it is faster than the ATC method using the recursive ac power flow computations.