基于图卷积网络的快速暂态安全评估方法

快速、可靠的电力系统动态安全评估能够显著提高电力系统运行方式优化调整的效率。针对电力系统暂态稳定预想事故扫描需要完成大量仿真、过于耗时的问题,提出了基于图卷积网络的快速动态安全分析方法。该方法基于电力系统的潮流特征和拓扑特征构建电力系统潮流特征图。利用图卷积方法对电力系统运行状态进行特征挖掘与特征学习,将动态安全评估问题建模为图上节点分类问题。所得模型在读取电网拓扑与潮流运行状态后,仅须完成一次前向计算即可同时给出预想事故集中多个预想事故的稳定性预测结果,无须依赖仿真波形或量测数据,实现快速暂态稳定预想事故扫描。IEEE39节点系统算例测试表明,算法设计正确、高效、准确率高,能够显著提高暂态稳定预想事故扫描的效率,实现快速动态安全评估。     

基于非线性内点法的安全约束最优潮流(一)理论分析

提出了一种考虑多预想事故的安全约束最优潮流内点算法.分析了多预想事故下安全约束最优潮流模型的构建及控制变量的划分.直接应用一类基于扰动KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的非线性路径跟踪内点理论来设计这一大规模非线性规划问题的解法.对算法核心--简约KKT系统进行了深入的结构分析,导出一种由4×4块元素构成,按预想事故分块对角排列,类似节点导纳矩阵结构的修正系统稀疏结构.简约系统的维数仅取决于等式潮流方程的个数,每次迭代的计算规模稍大于同时求解基态和c个起作用预想事故牛顿潮流迭代的8倍.     

基于电压稳定的在线预想事故筛选和排序

介绍了利用支路电压二次方程的实数根有解判别式,通过节点电压相量,支路潮流等电气量得出各支路指标,并基于事故前后各支路指标的变化,提出了一个反映事故严重程度的性能指标.该指标计算简单、快速,可用于在线预想事故的筛选和排序.     

基于电压稳定预想事故的快速输电能力分析

以连续潮流技术为基础,提出了考虑鞍点分叉造成的静态电压稳定性约束下的电力系统输电能力的快速分析与计算.考虑到输电线路和发电机故障对系统静态电压稳定性的影响,以电压稳定性指标进行预想事故选择,并用连续潮流法计算得到N-1安全约束下的系统输电能力.经过IEEE 9节点和30节点算例的分析,表明此方法是简洁,快速和可靠的.     

一种新的考虑多个预想事故暂态稳定约束的最优化潮流模型

提出了以整个系统总期望成本为目标函数的最优化潮流模型。期望成本中包括系统正常运行时的煤耗成本和故障发生后所需付出的紧急控制措施的代价。模型中计入了预想事故的发生概率,将多个预想事故分为两个集合。一个集合的预想事故作为强制约束进行最优潮流计算,得出正常运行时的成本;另一个集合中的预想事故采用基于动态安全域的最优紧急控制模型,求取最优紧急控制措施代价。然后将这两部分成本按照其发生概率计入目标函数。10机39节点算例表明,该模型所得结果较传统的考虑多个暂态稳定约束的最优化潮流模型总成本减少了12%。     

电力系统预想事故快速分析的一种新算法

本文提出一种预想事故快速筛选与分析的新算法。利用零增量法（ＺＭ）构造一个包含开断支路或开断发电机在内的违限节点的局部等值网络，结合快速解耦潮流算法，进行预想事故分析。算例表明，此算法在满足计算精度的同时，分析计算快速，内存开销也小。     

基于非线性内点法的安全约束最优潮流(二)算法实现

提出一种考虑多预想事故的安全约束最优潮流内点算法实施方案.讨论了预想事故集中,起作用预想事故的监视与强制策略及不可行预想事故的辨识.根据简约KKT(Karush-Kuhn-Tucker)系统的带边列分块对角特殊结构,推导了内点安全约束最优潮流的一种分解协调实施算法.为保证预想事故扫描对安全约束最优潮流的支撑,提出了一种能量管理系统中安全约束最优潮流和静态安全分析模块间的衔接和交互方案.算法在IEEE 14节点等4个系统上,对全部非解列型开断事故进行了大量的计算,结果表明,算法有效、可靠.安全约束最优潮流解与经典最优潮流解在安全性和经济性上的比较则显示了将静态安全约束引入经典最优潮流的必要性.     

基于电压灵敏度的交直流电力系统静态电压安全域评估方法

特高压直流可能导致近区电网潮流分布不合理,造成电压越限。针对这一问题,提出了一种基于灵敏度分析的交直流混联系统静态电压安全域的快速评估方法。首先结合直流系统准稳态模型得到交直流系统潮流方程,通过对系统功率方程求偏导数得到节点注入功率和支路导纳对电压的灵敏度,进一步给出基于灵敏度的节点电压变化量计算方法。然后设置预想故障集,并将其中的事故等值为节点功率扰动与支路导纳的变化,计算出各种事故后节点电压的变化量。最后基于电压变化量最大值和最小值评估静态电压安全域,给出具体的节点电压安全运行范围。通过对四机两区域的交直流系统及江西500 kV电网的仿真,验证了所提出的评估方法的可行性。     

电力系统在线动态安全评价的一种快速数值积分方法

本文提出了一种基于特殊二阶微分方程数值积分的预估──校正法，并利用稀疏向量法和补偿法进行电力系统动态安全评价的快速方法。计算量分析表明，对每一预想事故进行暂态稳定分析所需的积分运算时间不超过一次ＰＱ解耦潮流计算中迭代时间的两倍．６３机和４５机系统的计算结果表明，所提方法准确、可靠，对每一预想事故进行暂态稳定分析的平均时间少于一次ＰＱ解耦潮流计算，具备在线实现动态安全评价的能力．     

基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略

过载线路故障跳闸会使潮流转移到关联输电断面内其他线路上,造成连锁跳闸事故。快速制定合理有效的潮流控制策略,消除线路过载,是防止发生连锁跳闸事故的关键。针对灵敏度分析方法精度不高和直接优化类方法计算量过大等缺陷,文中提出基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略。考虑节点对过载和重载线路潮流的整体调节作用,提出正负综合灵敏度指标,然后通过双层优化方法快速制定潮流控制策略。为防止搜索空间过大导致计算量激增,建立第一层调度节点多目标筛选优化模型,优选参与调整的调度节点。在此基础上构建第二层潮流调控优化模型,得到调度节点的精确出力调整量,从而实现对输电断面潮流越限的精准调度。利用IEEE 39节点系统和某省级电网的仿真分析验证了所提方法的快速性和准确性。     

基于电压稳定预想事故的快速输电能力分析

以连续潮流技术为基础,提出了考虑鞍点分叉造成的静态电压稳定性约束下的电力系统输电能力的快速分析与计算。考虑到输电线路和发电机故障对系统静态电压稳定性的影响,以电压稳定性指标进行预想事故选择,并用连续潮流法计算得到N-1安全约束下的系统输电能力。经过IEEE 9节点和30节点算例的分析,表明此方法是简洁,快速和可靠的。     

一种基于线路相关集的事故预想新算法

根据故障切除后负荷转移的情况进行事故预想,防止接连事故的发生,是确保电力系统安全稳定的重要措施。为此,提出了线路相关集的概念和基于最短路径算法的线路相关集搜索方法,给出了线路相关因子的求解办法。在此基础上对预想事故后的潮流转移进行快速计算,准确地判断出过负荷线路。用CEPRI36节点系统进行了仿真验证,证明了所提方法的正确性和有效性。     

节点类型扩展潮流计算的应用研究

对于电网电压调节和潮流模型匹配等许多应用场合,可采用基于节点类型扩展的潮流计算方法.研究节点类型扩展潮流计算方法在电网电压调节和潮流模型匹配中的应用.首先,分析节点类型扩展潮流计算在节点电压调节问题中的可用性,并提出具体实现方法.然后,在分析已有潮流匹配方法不足的基础上,提出基于节点类型扩展潮流的多区域电网潮流匹配方法.最后,通过算例分析验证了节点类型扩展潮流算法在电压调节和多区域潮流匹配问题中的应用是有效的.     

电压稳定分析中支路型故障筛选及排序算法研究

提出了一种用于电压稳定性分析的支路型故障筛选和排序的快速算法，该方法分为4个阶段：①依据正常运行状态下的潮流解从所有预想事故中筛选出严重事故；②通过分析线路被置换后系统雅克比矩阵的最小奇异值，从所筛选出的事故中再次筛选出更严重的事故；③在指定的负荷水平下解潮流方程，从第二次筛选出的事故中再次筛选出最严重的事故；④对每个最严重的事故进行1次潮流计算，估计其最大负荷能力。通过New-England 39节点系统和IEEE 118节点系统算例表明，此算法计算量少，简单有效，易于实现。     

ANN及FFT技术用于电力系统预想事故分析

本文开发了一种基于人工神经元网络和快速付里叶变换技术进行预想事故快速选的方法。利用快速解耦潮流计算的迭代一次法分别构造了反映预想事故严重程度的有功性能指标ＰＩｐ和无功性能指标ＰＩｖ,同是还构造了一个多层感知型神经元网络并用ＢＰ算法加以训练。     

考虑静态安全约束的金融输电权拍卖交流最优潮流模型

金融输电权(financial transmission right,FTR)作为一种规避阻塞风险的金融工具,已在电力市场中得到了实际应用。提出了一种考虑预想事故状态的FTR拍卖交流最优潮流模型,通过基于蒙特卡罗模拟的交流最优潮流来求解该模型,即将n-1静态安全约束纳入优化模型,应用概率性算法来选取相应的预想事故集,优化求解得到出清结果的期望值及频数分布图。分别用5节点和IEEE-30节点系统进行了验证,结果表明所提模型方法是合理可行的。     

基于模糊理论的预想事故自动选择方法

提出了一种基于模糊理论的预想事故自动选择方法。预想事故自动选择是静态安全分析的重要部分。传统的预想事故自动选择方法存在不同程度的遮蔽现象和误排现象,为改善这种缺陷,将传统的快速解耦潮流一次迭代法(FDLF-1法)与模糊理论相结合,考虑开断支路和其相邻线路的不确定关系,在有功功率行为指标中引入模糊补偿系数,并对改进后的行为指标进行排序选择。IEEE30节点系统的算例分析结果表明新方法可以有效减少遮蔽现象和预想事故误排现象。     

考虑二重预想事故的在线电压稳定预防控制

提出了一种基于原对偶内点算法的安全约束最优潮流的数学模型,以控制代价最小化为目标,不仅考虑了正常状态下的安全约束,还同时考虑到了预想事故后的安全约束以及电压稳定裕度的约束。在线电压稳定评估系统中,同时考虑单重预想事故及其引发的继发性二重预想事故,分别进行筛选和排序,综合形成预想事故集。根据预想事故集,基于上述模型依次对其中每一预想事故进行预防控制,构建在线电压稳定预防控制模块,当系统处于不安全状态时,能够及时提供合理的预防控制策略,保证系统安全运行。以IEEE 118节点测试系统为算例,验证了所提出模型的正确性。     

基于潮流转移和追踪的含风电电力系统运行风险评估

为实现含风电电力系统运行风险快速评估,提出了一种基于潮流转移和追踪的风险快速评估方法。首先,考虑风电出力波动与时间和风速的相关性,基于Markov理论建立了风速相依的风电出力波动模型;其次,为提高系统状态分析效率,通过推导节点转移分布因子和适用于多支路开断的支路开断分布因子来实现快速潮流计算,避免了潮流迭代计算;然后,建立了基于潮流追踪的负荷削减模型,采用潮流追踪理论筛选出最有效的控制节点集合,将全系统范围内寻优转化为局部范围内寻优,在改进潮流计算算法和负荷削减模型2个方面实现了运行风险快速评估;最后,通过IEEE-RTS79系统的仿真分析,验证了所提模型的准确性和有效性,进一步计算切负荷风险指标和线路越限风险指标以分析不同风速条件对系统运行风险评估的影响,为含风电电力系统运行风险评估提供参考。     

基于故障影响域的多重预想故障集筛选方法

针对省级电网静态安全分析中多重预想故障数量庞大以及由此带来的计算效率低下、耗时过长等问题,研究并实现了一种基于故障影响域的多重预想故障集自动筛选方法。首先,利用转移系数表示某设备在其他设备开断前后的有功潮流变化;随后,根据转移系数将开断后潮流明显增大且接近短时过载能力的设备划归为此开断设备的故障影响域;最后,根据分析不同预想开断的故障影响域之间的关系确定需要重点关注的N-2多重故障集。此方法原理简单,容易编程实现。通过在IEEE 39节点系统和省级电网中的成功应用证明了此方法的可靠性和实用性。