用于提高输电能力的TCSC选址和定容方案

支路传输功率、节点电压等的越限是制约系统输电能力提高的重要因素,为此文章采用连续潮流模型,在临界运行点推导了输电能力对支路电抗灵敏度的数学表达式,提出根据此灵敏度排序结果确定可控串联补偿器(thyristor controlled series capacitor,TCSC)安装地点的新方法。该方法中,TCSC安装位置确定以后,将安装TCSC之前发生越界的不等式约束在其边界值处用等式形式表示出来,并设定为已知条件,将TCSC对其所要安装支路的补偿度设定为一个新的未知量,扩展常规潮流方程,以求取扩展潮流不匹配函数的最小值为目标,计算支路的最优补偿度。对IEEE30节点和IEEE118节点系统的仿真计算结果表明该文所提出的选址和定容方法是有效的。     

基于粒子群优化技术PSO确定TCSC最佳安装位置

提出一种采用粒子群优化技术,以系统载荷能力最大化及安装费用最小化为目标,确定TCSC最佳安装位置的方法。该方法的数学模型以线路潮流和节点电压限制作为约束条件,从而提高了结果的准确性和实用性。最后在IEEE6节点系统中成功地应用该方法。结果表明,PSO算法求得的系统最大载荷能力较原状态提高了14％,并且与遗传算法GA相比,其具有较强的全局搜索能力和较高的收敛精度,是寻找TCSC最佳安装位置的有效方法。     

基于灵敏度法的TCSC与SVC联合补偿

为确保电力系统稳定运行,在系统中加入可控串联补偿器（TCSC）与静止无功补偿器（svc）,并推导出了两者联合运行的数学模型.首先在轻载线路上安装TCSC,计算系统各个负荷节点的灵敏度,然后在灵敏度最大的节点安装SVC,最终实现TCSC与SVC的联合补偿.以IEEE14节点系统作为算例进行了仿真计算,结果表明提出的方法有效、可行.     

考虑FACTS配置的电网输电能力计算

灵活交流输电(FACTS)技术是提高电网输电能力的有效手段。文章基于连续潮流法,将静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和可控串联补偿器(thyristor controlled series capacitor,TCSC)的稳态模型加入潮流方程中,建立了计及SVC和TCSC的可用输电能力计算模型。考虑到确定元件安装位置的重要性,利用连续潮流法求取系统极限功率点的输电能力,以该值与网络参数的灵敏度系数作为指标,选择最有利于提高输电能力的SVC和TCSC安装位置。对IEEE 30和IEEE 118节点系统进行的仿真计算证明了所提出模型和方法的有效性。     

基于TCSC技术和粒子群优化算法的电力系统阻塞疏导方法

提出了一种基于晶闸管控制的串连电容器(thyristor controlled series capacitor,TCSC)技术和粒子群优化算法的电力系统阻塞疏导方法。首先根据线路灵敏度分析确定安装TCSC的线路;然后提出了电力市场环境下电网中含有TCSC装置的阻塞疏导计算数学模型;最后运用粒子群优化算法对这一数学模型进行参数优化,达到疏导电网阻塞的目的。IEEE 14节点系统算例表明,基于TCSC技术进行电网阻塞疏导是有效、合理的。     

基于功率灵敏度的线路过载划区域紧急控制策略

为避免切除因潮流转移导致过载的线路,提出一种基于功率灵敏度的线路过载划区域紧急控制策略。以电流相关度系数矩阵为基础,推导出线路功率变量与节点注入功率变量之间的功率灵敏度矩阵,令平衡机参与到紧急控制中,同时将复杂的矢量运算简化为实数运算。根据电网拓扑结构划分广义潮流转移区域,证明区域外节点和区域连接割点对区域内线路有极其接近的功率灵敏度,使计算范围从全网简化到过载线路所属的广义潮流转移区域。将局部灵敏度计算法和稀疏矢量技术结合,大幅度减少了计算量和内存量。利用综合灵敏度选择控制节点组,采用反向等量调整法,并结合正常线路冗余量约束计算功率调整量,有效避免了潮流校验,提高了紧急控制速度。在IEEE39和IEEE118节点系统中验证了该方法的正确性和优越性。     

基于功率灵敏度和机组再调度的割集断面潮流定向控制

为提高电网的输电能力和系统稳定性,提出一种基于功率灵敏度和机组再调度的割集断面潮流定向控制方法。以电流相关度系数矩阵为基础,推导出线路功率变量与节点注入功率变量之间的功率灵敏度矩阵,计算出平衡机对各线路的功率灵敏度,使平衡机参与到断面潮流定向控制中。以功率灵敏度矩阵为基础,根据断面潮流定向控制目标,在满足发电机可调量约束及线路冗余量约束的条件下,利用非线性优化得到断面潮流定向控制方案,对断面总潮流及断面各支路潮流实现定向控制。该方法克服了直流潮流法无法计算平衡机灵敏度的缺点,考虑了断面总潮流不变、断面支路潮流变化时的定向控制情况,在断面潮流控制精度及控制能力上有很大提高。在IEEE 39节点系统中对所提方法的正确性和优越性进行了验证。     

基于TCSC的优化阻塞模型设计与应用研究

针对柔性交流输电装置控制线路潮流的特点,在传统OPF的基础上,将调整网络参数与经济调度方法相结合.研究了计及TCSC的优化阻塞调度模型.求解过程中,把TCSC对系统的调节作用表述成节点附加功率的形式.并将TCSC控制参数纳入变量空间内寻优.IEEE5系统的仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于TCSC的优化阻塞模型设计与应用研究

针对柔性交流输电装置控制线路潮流的特点,在传统OFF的基础上,将调整网络参数与经济调度方法相结合,研究了计及TCSC的优化阻塞调度模型。求解过程中,把TCSC对系统的调节作用表述成节点附加功率的形式,并将TCSC控制参数纳入变量空间内寻优。IEEE5系统的仿真结果验证了该方法的有效性。     

TCSC优化配置提高可用输电能力的研究

针对如何确定可控串联电容器（Thyristor Controlled Series Capacitor,TCSC）的安装位置和容量,以最大限度地提高系统可用输电能力（Available transfer capability,ATC）,建立了用于提高输电能力的TCSC优化配置数学模型,对免疫算法中抗体按亲和度的排序法进行了改进,使抗体种群向补偿量减小的方向进化,可以节省补偿容量。利用改进后的免疫算法对模型进行求解,该方法能够同时确定TCSC的最佳安装地点和最优补偿度,且对加装多个TCSC时的情况也同样适用。最后对IEEE30节点系统进行计算,并应用逐条支路安装测试的方法对结果加以验证,表明所提方法是合理且有效的。     

计及TCSC的电压稳定性灵敏度指标计算

鉴于电力系统中日益出现的动态无功不足而导致的电压稳定性问题,基于潮流计算法,将可控串联补偿装置(thyristor controlled series compensator,TCSC)的稳态模型加入到潮流方程中,推导出带有TCSC的雅可比矩阵,并将其用于计算电压稳定性灵敏度。在此基础上,用灵敏度指标对比计算和分析了TCSC安装前后整个系统和TCSC安装节点的电压稳定性,结果表明,安装TCSC后的电压稳定性灵敏度指标有较大改善。运用电力系统分析工具PSAT1.3.4对WSCC-3机9节点系统进行仿真,结果再次验证了文中方法的正确性、有效性和可行性。     

可控串联补偿电容器控制角模型及其在静态电压稳定研究中的应用

提出一个可控串联补偿电容器(TCSC)静态模型，将TCSC基频等值电抗表达为其控制角的显函数并考虑了其自身的功率损耗。将控制角作为状态变量处理，推导了4种典型控制模式下的TCSC牛顿潮流方程并在连续潮流算法中予以实现，并指出恒功率控制、恒电流控制和恒相角差控制中所需的控制参考量由系统基本工况下指定线路补偿度的恒阻抗控制获得。用IEEE30母线系统进行仿真计算，结果表明该模型具有较高的求解效率及数值稳定性，通过控制角可以方便地获取线路的补偿度。用该模型进行电压稳定分析表明，选择最优的安装位置及合适的控制模式是提高电压稳定性的关键因素。恒阻抗控制对提高电压稳定性的效果是最好的，而不适当的控制模式以及不适当的安装位置则可能导致系统的电压稳定裕度降低。     

含TCSC的电力系统最优潮流控制

电力系统最优潮流问题(OPF)对保证系统的电压质量、安全性和经济性都是十分重要的。针对含有柔性交流输电系统的最优潮流问题,根据可控串联补偿器(TCSC)的功率注入模型,建立适于潮流和最优潮流计算的数学模型,在常规最优潮流问题的基础上,充分考虑TCSC元件对系统潮流的影响,从而建立起TCSC运行情况下的非线性最优潮流模型,并应用了一种有效的求解上述模型的方法——路径跟踪内点法。仿真表明该方法能有效解决含TCSC的电力系统最优潮流问题。     

基于乘子罚函数法和解耦法的含TCSC电力系统网损优化

为提高系统运行的可靠性和经济性,在传统的潮流计算基础上加入可控串联补偿器（Thyristor Controlled SeriesCapacitor,TCSC）,可实现对电力系统的网损优化.在不改变原网络节点导纳矩阵对称性的条件下,根据TCSC的基本结构和性质,将TCSC对网络的影响等效为节点附加注入功率,建立了针对可控串联补偿器的网损优化数学模型,并将其作为等式约束条件加入到网损优化模型中,将含TCSC支路功率及TCSC参数约束引入到不等式约束条件中.通过算例验证,用乘子罚函数法和解耦法的计算结果正确,同时也表明了利用可控串联补偿器可以实现网损优化,有利于系统的经济运行.     

A new method for secured optimal power flow under normal and network contingencies via optimal location of TCSC

In the deregulated power industry, private power producers are increasing rapidly to meet the increase demand. The purpose of the transmission network is to pool power plants and load centers in order to supply the load at a required reliability, maximum efficiency and at lower cost. As power transfer increases, the power system becomes increasingly more difficult to operate and insecure with unscheduled power flows and higher losses. FACTS devices such as Thyristor Controlled Series Compensator (TCSC) can be very effective to power system security. Proper location of TCSC plays key role in optimal power flow solution and enhancement of system performance without violating the security of the system. This paper applied min cut algorithm to select proper location of TCSC for secured optimal power flow under normal and contingencies operating condition. Proposed method requires a two-step approach. First, the optimal location of the TCSC in the network must be ascertained by min cut algorithm and then, the optimal power flow (OPF) with TCSC under normal and contingencies operating condition is solved. The proposed method was tested and validated for locating TCSC in Six bus, IEEE 14-, IEEE-30 and IEEE-118 bus test systems. Results show that the proposed method is good to select proper location of TCSC for secured OPF.