基于潮流介数的电力系统关键线路辨识

提出线路潮流介数并将其应用于电力系统关键线路的辨识。该方法基于系统当前运行方式和潮流分布,克服了以往(加权)介数指标假设节点间功率按最短路径传输和忽略线路潮流具有方向性的弊端,能有效反映和量化线路在发电机到负荷功率传输中发挥的作用,同时考虑了发电机和负荷间最大可用传输功率对线路关键性的影响,其物理背景更加符合电力系统实际。同时,在反映关键线路故障对电力系统状态造成影响方面,提出采用层次分析法分析关键线路故障对系统线路过负荷、节点电压越限和暂态稳定性等方面造成的综合影响,验证利用潮流介数指标辨识出关键线路的相对重要程度。CEPRI 36节点数据和甘肃电网实际运行数据的仿真结果表明,所提关键线路辨识方法能够更好地反映线路在整个电网中的重要程度,验证了潮流介数在电力系统关键线路识别中的正确性和有效性。     

输电线路的潮流介数及其在关键线路识别中的应用

根据输电线路在电网发电负荷节点对间的功率传输中被利用的程度,同时考虑发电容量和负荷水平的影响,提出输电线路的潮流介数指标,并以此作为辨识关键输电线路的判据。该判据能够适应电网不同运行方式下潮流分布的特点,量化了输电线路在全网功率传输中的作用和贡献,其物理背景更加符合电力系统实际。甘肃电网的实际算例表明,电网中输电线路的潮流介数具有显著的异质性特点,少数的几条输电线路在电网的功率交换中起到关键作用;基于潮流介数的相继故障方式下的负荷损失明显高于已有电气介数指标和随机故障方式;以潮流介数指标识别出的关键输电线路以及电网不同运行方式对潮流介数的影响结果,非常符合甘肃电网的实际运行特点;从而证明了利用潮流介数辨识关键输电线路的有效性。     

基于源流路径链和输电介数的电网关键线路辨识

快速、准确和全面地辨识关键线路对预防连锁故障、保障电网安全稳定运行具有重要意义。提出一种基于源流路径链和输电介数的电网关键线路辨识方法,该方法首先建立电网有向加权拓扑模型,然后基于源流路径链生成算法,搜索源流节点对间的所有潮流传输路径。根据输电介数的定义,计算各线路的输电介数并排序,按照排序结果辨识电网关键线路。最后,通过对IEEE39节点的算例测试,验证了所提算法的有效性和准确性。     

基于综合介数与电网传输效率的关键线路辨识

为有效辨识出电网中关键线路,提出了基于综合介数指标与电网传输效率的关键线路辨识方法。首先,在潮流介数与电网潮流分布的基础上,综合考虑了线路的功率传输裕度与故障后的潮流转移,科学量化了关键线路在电网结构与运行中的重要性与脆弱性,其物理背景更符合电力系统实际。其次,为有效验证综合介数指标所辨识出关键线路的有效性,结合网络传输效率与电网潮流的方向性,提出了电网传输效率指标。通过IEEE-39节点标准测试系统的仿真结果表明,综合介数指标能更有效的辨识出电网中的关键线路。     

基于动态潮流的电网连锁故障模型及关键线路识别

研究电力系统连锁故障机理有助于电网安全分析与控制,为此提出考虑发电机调速及负荷电压、频率特性的动态潮流连锁故障模式搜索方法。根据故障状态下雅克比矩阵对角元素值的变化,推导出系统电压稳定评估指标和系统处于电压崩溃临界点时的电压临界值。随着负载率的增大,系统电压稳定指标会逐渐下降,但临界值始终维持在0.5左右。将所提评估指标应用于电网关键线路辨识,对IEEE 39节点系统的仿真表明:所提线路关键性指标比传输功率和权重介数指标更为全面,PSASP时域仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于综合重要度的电网关键线路辨识方法

更加精准快速识别出电网关键线路，对提高电网运行的稳定程度以及预防电网连锁故障具有重要意义。文章首先基于复杂网络理论提出改进潮流介数指标，从结构角度判别系统受到功率扰动后线路的脆弱程度；然后基于熵理论，提出计及线路负载率的加权潮流转移熵指标，克服原有指标中只考虑转移潮流分布均匀性的不足；最后建立包括以上2种指标的综合重要度评估指标，更加全面地衡量线路在电力系统中的重要程度。通过对IEEE 39节点系统进行仿真，得出了不同攻击方式下系统的改进网络传输效率变化曲线图，证明了综合重要度指标的有效性，对预防电力系统连锁故障具有重要意义。     

基于有功潮流介数的电网关键线路辨识

关键线路辨识是电力系统运行风险控制的重要环节。为提高辨识准确性,提出了基于有功潮流介数指标进行关键线路辨识的方法。该方法在传统电气介数指标基础上,结合电网实际潮流分布与线路输电容量的影响,物理背景更加符合电力系统实际。同时,提出了系统输电效率指标,利用关键线路连锁故障下的系统输电效率变化进行有效性校验;并分析了分布式电源的接入对电网关键线路辨识的影响。IEEE 39节点系统算例表明:少数有功潮流介数较高的线路在电网的功率传输中起着至关重要的作用,针对这些线路的连续攻击可导致潮流传输水平急剧下降,从而证明了利用有功潮流介数进行电网关键线路辨识的有效性。分布式电源接入(distributed generation,DG)的算例表明:DG的接入改善了局部电能供求关系,与之相关的重要联络线路的关键作用会减弱,关键线路辨识的结果会受到系统运行方式变化的影响。     

基于负荷介数和电气欧拉距离的电网关键环节辨识

为有效辨识电网关键环节,预防连锁故障,本文提出负荷介数和电气欧拉距离作为关键节点和线路的辨识依据。首先考虑电网中节点和线路的差异性提出负荷介数;然后结合线路介数和最大传输功率提出电气欧拉距离。该方法考虑线节点全局重要度、线路加权介数、线路度平均值以及最大传输功率对电网潮流分布的影响,将电网作为有向加权网络处理,计及电网节点度分布的差异性和线路功率传输约束,符合电力系统实际应用。通过IEEE 39节点系统的仿真计算和已有方法的对比,验证了本文所提方法的有效性。     

含大规模风电并网电力系统的关键线路综合辨识

风电的并网会给电力系统的稳定性带来影响,也会影响电力系统中关键线路的辨识。针对风电出力的不确定性,采用风电出力误差概率分布离散化的方法进行多场景的构建,充分考虑风电的接入对电力系统的影响。线路的过载是引发电力系统线路故障的重要原因,以线路负载率作为研究对象对潮流熵进行改进。在此基础上结合线路潮流介数,提出综合潮流指标对线路的重要程度进行排序,从而辨识出电力系统的关键线路。最后对IEEE39节点系统的关键线路辨识进行仿真计算,验证了所提方法的有效性及合理性。     

基于绝对潮流介数和分布因子相关度的关键线路辨识方法

为提高电力系统关键线路辨识的准确度和辨识速度,基于电网功率分布因子、计及与发电机和负荷直连线路的重要度因子,定义了绝对潮流介数指标来进行静态关键线路辨识,并提出了分布因子相关度指标进行动态关键线路辨识。IEEE 39节点算例表明,所提出的绝对潮流介数和分布因子相关度指标无需计算潮流,同时基于绝对潮流介数辨识结果对系统进行连续攻击会使得系统最优切负荷量更大,可以更全面地找出系统的关键线路,提高关键线路辨识准确度;分布因子相关度指标提高了关键线路辨识速度,对故障后系统的前2条关键线路的辨识结果较好;结合2者可大大提高关键线路辨识效率。     

基于复杂网络理论的大型电力系统脆弱线路辨识

大规模电力网络中存在的某些脆弱环节,对电力系统大规模停电和连锁崩溃的发生有着重要的影响。基于复杂网络理论,提出了使用带权重线路介数作为脆弱线路指标的辨识方法,定义线路的带权重线路介数为其因被网络中发电机与负荷之间的最短电气路径经过而承受的负载和,并采取将电力网络中线路的介数指标提高到与其相邻的所有线路中介数指标最高的介数值的办法修正。以IEEE39节点系统及华中-川渝电网为例进行了脆弱性分析,同时进行了时域仿真实验。仿真结果表明带权重线路介数指标能够较好地辨识电力网络中的脆弱线路,特别是能够识别出那些承担功率不多但因其在电网结构中的特殊位置而对系统脆弱性有重大影响的线路。     

基于非参数估计的无功电压控制响应规则辨识

由于传统分析难以准确把握电压、无功之间复杂的非线性关系,使得调压措施给系统节点电压带来的电压偏移模糊不清,导致调压后系统中某些节点电压进一步恶化。且传统电压无功分析依赖于模型建立的精度,其负荷模型建立存在较大难度,因此有必要通过电压对无功的响应数据来研究两者之间的关联关系。提出一种基于Group-Lasso的多场景下电压无功关联度分析方法,挖掘系统负荷水平、无功激励与节点电压之间的函数关系。该方法能准确量化三者间的关联强弱,且所得函数表达式具有较强的泛化能力。通过IEEE 24、IEEE 118节点系统标准算例验证了所提思路与方法的有效性,为今后电压无功关联度分析提供了新的思路。     

计及电压与无功功率的直流潮流算法

直流潮流算法在电力系统中应用广泛,但目前的直流潮流算法大多无法准确计算节点电压幅值和支路无功潮流。因此,文中基于经典直流潮流算法,考虑无功功率方程,提出了一种计及电压与无功功率的直流潮流算法,可在保留直流潮流算法线性与快速性的前提下,实现节点电压幅值与无功潮流的近似求解。对IEEE 118节点系统、Polish 3012节点系统和国内实际大系统的仿真验证表明,所提出的改进直流潮算法能够精确、快速地求解系统中的节点电压幅值与无功潮流。     

基于自组织临界理论的电网脆弱线路辨识

为了辨识引发电力系统连锁故障的脆弱线路,从事故发展的角度出发,基于自组织临界理论的幂律特性构建了电网脆弱线路辨识模型。线路因保护的隐藏故障或过载而退出运行后,利用孤岛搜索辨识引发系统解列的关键线路,并对其处理以便重新潮流计算。综合改进的潮流分布熵、灵敏度分析理论及OPF模型对负荷水平和发电机出力进行调整,构成电网停电模拟模型。通过大量的仿真与统计,利用系统负荷损失量的幂律或幂律尾特性判断系统是否达到临界状态,同时,系统负荷损失量的数学期望越高,该自组织临界状态越危险,致使连锁故障的风险越高。以IEEE 39节点系统为仿真算例,验证了方法的正确性和有效性。     

面向互联电网连锁故障安全防控的关键支路辨识

随着电网互联紧密程度的提高,抵御连锁性故障成为关键问题。在一定场景下,电网关键载流支路故障会引发过载型连锁反应,威胁系统安全运行,对于此类关键线路的筛选和辨识具有重要意义。据此,在考虑无功电压的改进直流潮流模型的基础上,推导和构建了过载型连锁故障动态演化模型。该模型考虑连锁故障过程中系统功率平衡和电压稳定装置的调节作用以及系统的校正控制措施,并较为准确地模拟支路失效后互联系统连锁故障的动态演化过程,进而研判连锁故障对系统功能和结构的影响。在此基础上,提出了电网载流支路的重要度评估指标,通过大规模连锁故障模拟计算,获得各载流支路的重要度指标,最终实现电网关键支路的有效辨识。以IEEE 39节点系统为算例,验证了所提模型和方法的有效性。     

计及拓扑结构和运行状态的支路重要度评估方法

准确快速地识别出关键支路,对于提高电网运行的稳定性及防止大停电事故的发生具有重要意义。文中将复杂网络理论和熵理论有机结合,从结构和状态两个角度对支路重要性进行综合评估。首先,提出计及传输裕度率的有功输电介数指标,以衡量支路的传输能力及其在电网拓扑结构中的重要度;然后,提出基于改进潮流转移熵的冲击性指标,以量化支路开断对系统造成的潮流冲击;最后,建立了包括有功输电介数和冲击性指标的支路综合重要度评估指标,以充分衡量支路在电网中的重要性。利用IEEE 39节点系统进行仿真,其仿真结果证明了该方法有效且合理。     

一种识别电力系统关键输电线路的方法

电网关键输电线路的辨别有利于预防电网灾难事故,提高电力系统的安全稳定性。通过评估支路开断后系统潮流所受冲击的强弱,给出一种识别电力系统关键输电线路的方法。首先,基于等相角线理论,定义相角分割区,依据相角分割区和电气距离对系统输电线路进行分区,基于广义熵指数理论,定义潮流增长率广义熵指数指标,评估支路开断后潮流冲击分布的均衡度;然后,从网络拓扑结构的角度,定义边的Katz-Bonacich中心性指标评估输电线路位置的重要性,并定义评估系统对潮流冲击抵抗能力的余度指标;最后,基于云模型原理,对各评估指标进行云模型转换,以云图的形式展现评估结果。通过对IEEE 30节点系统和新英格兰10机39节点系统进行仿真,验证了所提方法的正确性。     

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。