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。     

基于多参数规划理论的互联电网直流联络线功率可行域确定方法

互联电网通过联络线功率传输实现更大区域内的电力资源优化配置。准确刻画联络线功率可行域,可保证互联电网调度的经济性与安全性。以直流联络线为研究对象,提出基于多参数规划理论的互联电网直流联络线功率可行域确定新方法。所提方法以联络线功率为规划参数,研究满足互联电网潮流平衡、发电机容量和支路传输极限等安全约束下的直流联络线功率可行范围,从而准确刻画互联电网联络线功率可行域。IEEE9-IEEE30节点联合算例以及IEEE14-IEEE39节点联合算例的仿真计算论证了该方法的有效性和准确性。为促进新能源跨区域消纳,文中进一步定量分析了新能源渗透率对联络线功率可行域的重要影响,为新能源的合理配置提供量化决策依据。     

含TCSC的电力系统潮流计算研究

为了寻找能够充分考虑FACTS元件对整个电力系统影响的潮流计算方法,在常规的潮流计算基础上,根据可控串联补偿器(TCSC)的工作原理和数学模型,采用节点等效注入功率法处理网络中的TCSC支路,建立了计及TCSC的潮流计算数学模型,并以TCSC所在线路的有功功率为控制目标进行潮流计算。通过潮流结果分析,可以证明该计算方法能够将TCSC的影响考虑到潮流计算中。在采用牛顿-拉夫逊法进行求解时,含TCSC的潮流计算与普通潮流区别不大,编程时做一下改动即可。通过比较,可以得出了在不同的线路安装TCSC后得到不同的潮流结果的结论,并对TCSC的最佳安装地点问题进行简单讨论。IEEE 4节点系统和IEEE14节点系统的仿真验证了该计算方法的有效性。编程采用MATLAB语言,利用稀疏矩阵潮流算法形成导纳矩阵则节省了存储空间,加快了运算速度。     

用UPFC提高交流输电能力的方法研究

提高交流输电系统输电能力是电力系统的重要发展方向。UPFC是FACTS中的典型装置,能有效控制交流电力系统参数。基于功率注入法,提出了一种考虑UPFC的输电系统潮流控制方法,讨论了UPFC的稳定控制域。该方法在不改变传统雅可比矩阵结构的同时,修正雅可比矩阵相应元素,联立潮流控制目标,利用传统潮流方法求解支路潮流。仿真结果表明在稳态条件下UPFC能在较大范围内灵活控制支路潮流,验证了本算法的有效性。     

基于静态安全域的交直流混联大电网关键线路辨识

特高压直流输电系统的相继投运导致电力系统运行特性改变,交直流混联大电网的薄弱环节将出现变化。为辨识出交直流混联电网中的关键线路,避免大停电事故的发生,提出一种基于静态安全域的交直流混联电网关键线路辨识方法。采用静态安全域分析方法构建交直流混联电力系统的静态安全域,考虑交流线路潮流越限与直流逆变站闭锁判据,结合支路潮流模型,提出适用于交直流混联电力系统的静态安全裕度计算方法。以静态安全裕度为指标,给出交直流混联电力系统的关键线路辨识流程。最后使用江西电网实际电力系统进行仿真分析,结果验证了所提方法的合理性和有效性。     

电力系统潮流可行域边界拓扑性质及边界算法

电力系统潮流可行域是一种评估系统静态安全的有效手段.文中探讨了不同子空间的潮流可行域边界的拓扑性质,提出了新的边界算法.首先,在把潮流可行域划分为负荷注入子空间与发电注入子空间的基础上,通过大量算例发现2个子空间的可行域边界具有截然不同的拓扑特性,特别是发电注入空间的潮流可行域边界在系统实际可能的运行范围内呈现较好的线性特性.然后在混合法的基础上,提出一种新的高维发电注入空间中潮流可行域L1范数最远边界点算法,该算法避免了频繁启动连续潮流计算,其结果的多解性也被用来进一步检验潮流可行域边界拓扑性质.     

地区电网输电安全水平在线评估算法与系统设计

随着中国城市化进程的不断推进,越来越多的有关地区电网输电安全性的问题被人们关注,其中输电安全水平的在线评估就是其中之一。提出了地区电网输电安全水平在线评估的相关数学模型,并在此基础上建立了相应的评估策略,采用重复潮流法对地区电网当前运行方式下的输电安全水平进行了评估。以上述方法为核心,应用实时数据库与关系数据库相结合的方法设计了地区电网输电安全水平在线评估系统的硬件网络结构与软件架构,并对数据传输方式作了描述。最后按照文中所述方法在某地级市尝试搭建了该在线评估系统,并利用在线数据对所提方法进行了验证,结果证明所提模型与评估策略的可行性。     

电压稳定临界域的描述及在线近似确定

广域测量技术的发展和应用为电力系统电压稳定监视奠定了基础。在此引入负荷阻抗角建立了新的电压稳定临界域的描述即电压表示形式和功率表示形式,并建立了电压稳定域。利用广域测量技术对节点戴维南等值参数的在线估计实现了对静态电压稳定临界域的在线确定,间接地避免了潮流计算中Jacobi矩阵在临界点奇异而带来的不收敛问题,弥补了传统方法在线应用中存在的系统规模大、非线性模型不准确、数据多且更新不及时、速度慢等缺陷。通过仿真计算表明提出的方法可行,可在线快速确定电压稳定临界域。     

基于广域测量系统的电力系统热稳定安全域

给出汴入功率空间中满足输电线路热稳定性约束的电力系统安全域的快速计算方法.该热稳定安全域综合考虑了输电线路电流的有功和无功分量.通过有功静态安全域的数学表达式来描述输电线路有功电流与节点有功注入功率之间的数学关系;对于输电线路的无功电流与节点无功注入功率之间的数学关系,则由"修正的关联矩阵"和基本同路矩阵描述.计算所需的全部状态变量均采用广域测昔系统(wide area measurement system,WAMS)实测获得.以新英格兰39节点系统为例对该方法所确定的热稳定安全域进行校验,结果表明:由该方法所确定的热稳定安全域边界相比基十直流潮流模型的结果更精确:其计算量较采用交流潮流模型的逐点法更低.     

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.     

可控移相器对特高压交直流接入受端电网影响研究

为了研究可控移相器对电网安全稳定的影响,在对可控移相器基本原理和拓扑结构进行分析的基础上,建立了可控移相器的稳态和暂态模型,设计了串联变压器和并联变压器参数,以江苏电网为背景,通过在锦苏特高压直流近区应用500kV可控移相器,分析了可控移相器的应用效果,仿真结果表明：可控移相器可解决直流小方式的受进问题和大方式的送出问题,可减小直流双极闭锁后的负荷损失约1000MW,同时在电网故障后提高苏州南部电网恢复电压5~10kV,对于保障电网安全经济运行具有积极的作用。     

关于电网运行安全风险在线评估的评述

根据确定性的准则进行电网运行控制,难以妥善协调电网运行的安全稳定性与经济性;在线安全稳定综合防御技术的发展与应用,为电网运行安全风险在线评估奠定了良好的基础。文中评述电网运行安全风险在线评估相关的研究成果,讨论电网运行安全风险的内涵、工程化的电网运行安全风险指标的特征及其要求,分析运行安全风险在线评估的特点,探讨电网运行安全风险在线评估的流程及其实现所要解决的关键问题。     

考虑UPFC控制模式的N-1安全约束最优潮流及应用

统一潮流控制器(UPFC)能有效解决电网潮流分布不均引起的一系列问题,近年来受到广泛关注。为进一步挖掘UPFC控制潜力、提高电网运行的安全性,提出了一种考虑UPFC控制模式的N-1安全约束最优潮流模型。首先,建立了考虑UPFC双回线结构的等效功率注入模型;其次,结合中国苏州南部500 kV实际电网算例,分析了UPFC控制模式对静态安全性的影响,指出了在潮流优化过程中考虑UPFC控制模式的必要性;最终,构建以静态安全裕度为目标的优化模型,并在优化的过程中充分计及UPFC控制模式对系统N-1故障后潮流分布的影响,实现系统运行参数与UPFC控制模式的共同择优。基于苏州南部电网的仿真算例表明,所提的潮流优化方法能够充分挖掘UPFC的静态控制潜力,显著提高系统的静态安全水平。     

基于灰关联和D-S证据理论电网企业信息安全风险评估

随着信息化的加速发展,电网企业对信息系统依赖性越来越强,因此保证信息安全也成为电网企业信息管理的核心工作.提出一种灰色关联和D-S证据理论相结合的方法来评估电网企业信息系统安全风险.首先对指标参数值的不确定性进行分析,缺失指标参数值可能满足于均匀分布、指数分布或正态分布3种分布中的一种.根据历史数据和实际情况,判断并对缺失值进行填充.定义了区间转化算子,通过灰色关联法和隶属度矩阵确定不同指标的不确信度,进而构建了Mass函数矩阵,利用D-S合成算法对Mass函数进行信息融合,依据置信函数值对信息系统安全风险进行排序.通过实例证明了模型的有效性和可行性,研究结果显著降低了风险评估的不确定性,也为电网企业信息安全风险管理提供一种新的思路.     

电网关键断面及安全运行规则自动发现系统设计与工程实现

设计了电网关键断面及安全运行规则自动发现系统的架构,该系统在读取电网实时运行数据的基础上,自动发现适应于电网在线运行状态的关键断面,并利用自动学习方法,在线自动发现关键断面上的精细规则作为电网安全运行知识。阐述了系统中各核心模块的功能,包括关键断面在线自动发现、关键断面极限传输容量在线计算、海量仿真样本在线生成、特征选择、电网安全运行规则自动发现等。所设计的系统在广东实际电网中实现了在线应用,应用效果表明:该系统自动生成电网安全运行知识的速度快,能够满足在线应用每15min刷新一次的要求;同时,电网安全运行知识不仅能够涵盖已有的运行方式专家制定的离线知识,而且能够发现适应于电网在线运行方式的新知识,使得电网在线运行的安全性与经济性得到提升。     

基于分布系数法的电磁环网潮流控制形式研究

电磁环网故障是威胁电网安全运行的一个重要因素,在实际运行中,需重点分析与监控。为解决传统电磁环网潮流控制形式存在安全隐患及不能充分发挥电磁环网的输送能力问题,研究了基于分布系数法的控制形式。该控制形式将高电压线路潮流乘以分布系数后叠加到低电压线路潮流上,以叠加后的潮流不超过稳定限值作为控制原则。以广西电网的一个电磁环网为例进行了对比研究,结果表明:该控制形式能较好地适应机组出力、负荷等工况的变化,能够在确保系统安全的前提下充分发挥电磁环网的输送能力,优于传统控制形式,可用于实际电磁环网的计算分析与调度监控。     

基于精细化管理模式的电网运行方式

电网运行方式的分析是电力系统安全的保障。电力市场和节能发电中电网的运行方式与传统的均衡发电模式相比发生了较大变化,后者的电网运行方式筛选过于简单,难以保障电网安全校核的全面性。文中将聚类分析与图论方法相结合,提取了表征电力系统运行状态的特征变量。据此,采用聚类分析方法细化了电网运行方式,生成了各电网运行方式下的安全约束集,提出了电网运行方式精细化管理方法,并通过算例验证了该方法的实用性和优越性。     

在线电压安全评估在北京电网中的应用

北京电网是京津唐(北京-天津-唐山)电网的枢纽,而且从区外受电比例过高,因而在线监测和分析北京电网的电压稳定问题显得尤其迫切.文中应用DSA PowerTools软件建立了在线电压安全评估系统对北京电网进行在线电压安全评估.它具有电压安全评估、故障筛选、确定预防控制措施、离线分析等电压安全评估功能,在此基础上开发了一个面向北京电网的数据接口程序和系统计算结果的Web浏览功能.北京电网的实际投运情况表明,整个系统的运行情况良好,实现了全部电压安全评估功能,还可通过数据接口程序实现用户交互故障设置和输入数据文件编辑等功能,并可利用Web更快速、直观地浏览计算分析结果.     

基于混合注入模型的光伏并网潮流计算研究

首先提出将光伏电站计入网络参数的潮流计算策略,充分考虑光伏电站及电网的相互影响,通过一次计算同时得到光伏电站、电网两部分的潮流结果。针对光伏电站并入输电网问题,提出光伏电站网络化简策略,减少网络节点增加个数,减小雅克比矩阵增大规模。求解潮流时,提出基于电流/功率混合注入模型的牛顿拉夫逊(NR)潮流算法。该算法既继承了常规电流注入模型迭代时,雅克比矩阵PQ节点分块矩阵的非对角元素恒定不变的优点,又降低了雅克比矩阵的规模,节省存储空间。针对混合注入模型的混合坐标问题,提出坐标转换策略,将潮流方程右侧均转换到同一坐标下,使潮流方程变得整齐,程序编写方便。最后,从青海某光伏电站中选出4路光伏阵列并网线路接入IEEE30节点系统,基于其实际参数,进行并网潮流计算,验证了本文算法的可行性。