基于灰色关联分析的自适应低频减载

针对当前低频减载方案常按频率跌落延时切除离线整定的负荷量、缺少对负荷特性的综合考虑而引起的欠切、过切等问题,提出以负荷频率效应系数、单位电能损失和负载率为决策指标对不同重要性级别下的负荷节点进行灰色关联分析排序,按关联度由大到小确定切负荷顺序。基于广域测量的系统初始频率变化率自适应估计系统功率缺额,在计及发电机和负荷的调节作用的同时计算切负荷总量,并按减载顺序主动分配。四种典型故障场景下的仿真结果表明所提方案能有效决策减载策略,以最小的减载量和减载代价获得了最优的频率动态恢复曲线,验证了可行性。     

一种基于有序二元决策图的低频减载新方案

为控制电力系统大容量机组跳闸时频率下降的问题,需要设计可靠的低频减载方案。针对传统方案存在的不足,设计了一种考虑负荷模型和系统有功备用的低频减载方案。该方案通过故障后系统频率变化率来估算系统功率缺额,充分考虑负荷模型、系统备用的影响,确定切负荷量;根据负荷的频率调节特性确定切除的优先级;利用有序二元决策图(ordered binary decision diagram,OBDD)搜索切除方案可行解,针对可行解,考虑负荷的控制代价,确定最优的控制策略。该方案经在IEEE9节点系统上测试验证,能准确估算故障大小,并能快速得到最优切负荷方案,相比于传统的低频减载方案,具有自适应性强、控制代价小等优势。     

基于负荷频率特性的低频减载方案优化

针对当前低频减载整定方案大都没有计及负荷重要性,及负荷切除对于系统频率恢复的灵敏性的问题,本文建立了同时考虑上述两种负荷特性的低频减载优化新模型。该模型基于对系统负荷的分类、设置与每类负荷对应的低频减载方案。在保证全局统筹切负荷的情况下,以系统切负荷量最小和频率偏移最小作为优化目标,基于机电暂态仿真与粒子群算法相结合的方法,对低频减载方案中各类负荷的各轮次切负荷比例参数进行优化,从而获得最优的低频减载方案。实际算例证明了本文方法的有效性与正确性。     

基于潮流追踪算法的自适应低频减载策略研究

低频减载（under frequency load shedding,UFLS）是防止电力系统频率崩溃的有效手段之一,它通过在系统的某些地点切除过负荷量,达到维护系统稳定的目的。为此,计及负荷的电压调节效应,提出一种改进的功率不平衡量计算方法,针对不同的扰动在线计算系统的减载总量;并利用邻接矩阵的稀疏性,结合邻接矩阵和比例分配原则提出了一种潮流追踪新算法,提高了潮流追踪算法的计算效率,将其应用于在线确定减载地点与分配减载量。仿真结果表明,新的自适应减载策略可靠性更高,能够有效防止欠切或过切,改善受扰系统减载后的频率恢复效果,并提高系统的电压稳定水平,对实际电力系统紧急控制研究具有重要意义。     

含高比例分布式光伏的主配网紧急切负荷策略研究

随着新型电力系统接入高比例分布式光伏和不同等级的重要负荷,传统紧急切负荷策略对于日益紧密的互联电网适应性较差,导致分布式光伏或重要负荷脱网,随即引起更严重的连锁故障。提出了一种含高比例分布式光伏的主配网紧急切负荷策略。分析提取主配电网极端运行参数,通过风险评估构建紧急场景集;在主网层提出基于事件和响应的双驱动切负荷策略,通过主网切负荷优化模型求取紧急场景各配网切负荷量,并存入离线数据库用于事件驱动模块,基于离线数据库构建的随机森林模型用于响应驱动模块;在配网层通过分析各馈线重要度,以切负荷后果严重度最小为目标构建配电网最优切负荷模型,将可中断负荷参与减载作为切负荷的第一轮次,求取切负荷量和切负荷地点;在含高比例分布式光伏的105节点系统中进行仿真分析,与另２种切负荷策略对比,验证了所提策略能够使电网风险有效下降的同时降低分布式光伏和重要负荷脱网对系统的影响。     

计及动态修正的自适应广域低频减载

传统分轮逐次逼近的低频减载方法,对系统运行变化缺乏足够的适应性,会造成过切、欠切等问题,所以提出一种基于广域测量系统计及动态修正的自适应低频减载策略。在低阶频率响应模型的基础上,考虑电压对不平衡功率的影响,利用较短周期内的系统响应轨迹估计系统不平衡功率;考虑系统频率自恢复调节能力,采用频率变化率变化梯度逐轮对减载量进行动态修正;各负荷节点减载量由计及负荷特性、发电机受扰程度的多因素综合指标确定。IEEE 68节点系统仿真结果表明,所提方法可有效减少负荷切除量,同时能明显缩短频率恢复时间,保证了系统的稳定运行。     

基于概率潮流风险计算的电网优化规划方法研究

电力系统中电源、电网、负荷、储能等多主体的发展均呈不确定性,使系统面临多重风险,为了从规划设计源头提升网架抵御风险事故的能力,论文开展计及风险的电网优化规划。首先,分别对风电、光伏出力以及负荷进行概率建模,以刻画其随机波动性,并提出储能的充、放电策略;然后,以负荷削减最小化为目标,提出基于拉丁超立方抽样的概率最优潮流计算方法,对不确定因素造成的风险进行量化计算;最后,分析规划项目的全寿命周期成本,进而构建基于改进鲸鱼优化算法的电网两层规划模型,将风险量化为风险损失费用计入目标函数中,并以改进的18节点系统为算例进行多场景规划。     

考虑风电不确定度的风-火-水-气-核-抽水蓄能多源协同旋转备用优化

随着风电并网渗透率的快速增长,系统的随机波动性显著增强。为合理地协调旋转备用配置效益和风险的矛盾,首先以多面体不确定集刻画风电不确定性,构建了计及风电出力误差概率的期望弃风和期望切负荷模型。在综合考虑风电、火电、水电等多类型电源机组运行特性的基础上,以发电效益与潜在期望风险为备用目标,建立了考虑风电不确定度的风-火-水-气-核-抽水蓄能多类型电源机组协同调度的旋转备用优化模型,并提出了一种自适应遗传算法与分枝切割算法相结合的双层优化算法以求解所建模型。算例结果表明,所提备用方法能自适应地寻找风电最优不确定度,合理地权衡备用策略的经济效益和风险成本,同时所建模型能适应在不同风电预测精度、不同切负荷成本系数以及不同风电调峰特性下的旋转备用优化配置,实现综合效益最优。     

计及调速器特性的低频切负荷方案的设计及分析

采用计及调速器的发电机经典模型,设计不同的低频减载方案,并对这些方案在不同系统功率缺额下进行低频减载频率变化的动态仿真来研究计及调速器时低频切负荷频率响应特性。定义了描述系统频率变化特性的指标参数,基于这些参数对仿真得出的频率响应特性曲线进行了定量分析和比较,讨论了切负荷方案设计中动作频率的整定对切负荷效果的影响。最后总结出了在计及调速器时低频切负荷方案设计中动作频率整定应遵循的规律,并给出了切负荷方案与发电机调速器相互协调、配合的关系。     

基于减载贡献因子的低频减载动态优化方法研究

电力系统能否在出现故障后尽量少切或者不切负荷,是评价供电可靠性的重要指标。提出了在计及负荷频率调节效率的基础上,考虑有功电压特性以及负荷重要等级的减载贡献因子计算方法,通过分析减载贡献因子对不平衡功率的影响提高不平衡功率计算精度,从而对低频减载量进行逐次动态优化,减少电力系发生故障后的负荷切除量,提高互联电网的频率调节能力。仿真分析表明,所提出的基于减载贡献因子的动态优化方法,可以同时满足减少故障后负荷切除量和频率动态优化的要求,具有良好的故障应急处理经济性和可靠性。     

电力系统低频减载分析软件包的开发和应用

低频减载是控制电力系统一般故障及大面积复杂故障重要而有效的手段。合理而快速地切除负荷或解列,可以使整个电网在最短的时间内恢复至稳定运行状态,切负荷的整定计算必须合理精确,以最小的切负荷量在最短的时间内使系统频率恢复正常。文中的切负荷软件包由系统数据库建立、数据转换和导入、频率计算和分析以及切负荷方案优化等模块组成,能根据系统的参数特性和运行要求给出最优方案,且具有友好的人机界面和便于维护更新的系统数据库,在上海电网的应用及仿真表明了上述优点。     

基于频率和电压稳定的紧急控制策略研究

紧急控制中的低频减载和低压减载策略作为第三道防线的重要内容,已经在电力系统中广泛加以采用,对防止系统稳定破坏具有重要意义。在分析和总结国内外低频减载和低压减载方面主要研究工作的基础上,归纳了目前切负荷方案的优缺点,着重指出系统受到大的扰动时,电压稳定和频率稳定均受到威胁,仅考虑频率或电压单一变量的切负荷策略是不可靠的。因此,新提出的紧急减负荷策略还需要考虑系统网络拓扑的变化,以及频率稳定和电压稳定的相互影响,以实现切负荷的动态自适应性。     

电力系统低频减载分析软件包的开发和应用

低频减载是控制电力系统一般故障及大面积复杂故障重要而有效的手段.合理而快速地切除负荷或解列,可以使整个电网在最短的时间内恢复至稳定运行状态,切负荷的整定计算必须合理精确,以最小的切负荷量在最短的时间内使系统频率恢复正常.文中的切负荷软件包由系统数据库建立、数据转换和导入、频率计算和分析以及切负荷方案优化等模块组成,能根据系统的参数特性和运行要求给出最优方案,且具有友好的人机界面和便于维护更新的系统数据库,在上海电网的应用及仿真表明了上述优点.     

大规模电力系统紧急状态控制综述(二)

四、紧急状态控制措施 1.低频减载电力系统频率突然大幅度下降,威胁到电力系统正常安全运行时,低频减载是目前最广泛采用的措施之一。虽然它不是一种最佳的减载措施,但仍为几乎所有的电力系统采用。设计低频减载装置的方法有频率整定或频率偏差整定,防止过早切负荷的串联和串并联逻辑控制,自动分级切负荷,重新恢复负荷过程等。低频减载装置所切除的总负荷应根据各种运行方式和各种可能发生的事故情况下,最大可能出现的功率缺额来确定。在大型电力系统中,接到低频减载装置上的总负荷大约为全系     

考虑潮流转移对系统影响的低频减载方案优化

综合考虑所切负荷的重要程度、频率调节特性与布点位置对低频减载方案整体效果的影响,结合系统待优化轮次减负荷量的要求和装置的动作特点,提出了一种考虑潮流转移对系统影响的低频减载方案优化方法。以停电损失最小化、所切负荷的单位调节功率最小化和潮流转移熵最大化为优化目标,综合考虑各种约束条件,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)求解出Pareto最优解集。然后通过灰色关联分析模型对其进行多属性决策,以确定出最科学合理的低频减载方案。最后,采用新英格兰10机39节点系统算例验证了所提优化方法的合理性与有效性。     

基于WAMS的自适应低频减载动态优化策略

在《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(599号令)中,提出了在故障处理过程中的负荷切除量等同于故障损失负荷量,这要求电网在安全稳定运行的前提下尽可能地少切或不切负荷,以降低事故控制代价。因此,提出计及负荷频率调节效应、P-V特性和负荷重要度的减载贡献因子来有效指导低频减载过程中的选址定容。通过分析电压突变因素对不平衡功率的影响以提高功率缺额计算式精度,依据系统频率变化率的梯度变化逐轮次地动态优化减载量,以期充分发挥系统频率的自恢复调节能力。IEEE 39节点系统仿真分析表明,所提出的低频减载动态修正优化策略,能够在减少切负荷控制代价的同时改善系统频率恢复水平,从而兼顾频率紧急控制的经济性与可靠性要求。     

高风电渗透率下的自适应低频减载策略研究

针对风电迅猛发展和电源结构发生深刻变化的新形势,详细论述了高风电渗透率对低频减载实施效果的影响,并计及主要影响因素提出一种自适应减载策略以适用于高风电渗透下的电网。该策略通过对不平衡功率实施动态计算,来解决风电出力的波动影响和等值惯性时间常数难以解析计算的问题;考虑负荷特性来构建减载的选址定容模型,以改善减载后的频率恢复效果;合理应用减载轮次的闭锁判据,来有效降低负荷过切概率。将所提策略应用在高风电渗透率下的IEEE-39节点系统中,仿真结果表明,在多个故障场景下,所提策略能够及时获取频率变化率的阶跃特征,并对减载参数进行校正更新或者合理闭锁减载轮次,从而有效地保证了系统频率稳定性,具备较好的有效性和鲁棒性。     

考虑故障持续时间不确定的主动配电网随机优化调度

针对极端自然灾害下配电网故障"规模大,持续时间不定"等特点,提出一种考虑多重不确定性的主动配电网两阶段能量管理方法.首先,利用随机场景模拟不确定性变量,以最小化运行成本,切负荷风险以及网络损耗为目标构建双层优化模型;然后,采用风险管理方案来保证调度策略在小概率场景中的适用性;最后,利用二阶锥松弛和两阶段优化算法高效、快速求解模型.算例分析表明,在考虑故障持续时间不确定的情况下,所提方法能兼顾系统运行成本和不确定性故障带来的切负荷风险.     

基于最优风险指标的连锁故障模型和薄弱线路辨识

概括了直流潮流停电OPA模型及其改进模型的不足,据此在OPA模型的基础上引入风险理论,建立新的连锁故障模型。新模型包含内外2层循环,内层循环基于传统的直流潮流线性规划,描述实际电网的连锁线路过载与故障;外层循环包括负荷增长与线路扩容2个部分,线路扩容部分基于风险理论,依据扩容风险指标、扩容延迟时间、扩容度函数以及线路风险值,确定是否扩容以及扩容力度。给出使系统成本降到最低的最优风险指标的确定方法以及对连锁故障影响较大的系统薄弱环节的判定方法,进而提出新的电力系统连锁故障预防策略。新英格兰系统仿真表明,新模型较原模型更接近实际运行中的电网,基于风险评估的线路扩容可随风险指标不同程度地降低故障概率和负荷损失。     

基于风险的低压减载策略问题研究

提出了一种基于风险分析的方法来制定低压减载策略。与传统方法不同,文中提出的方法是在对各种意外事件进行综合分析的基础上,通过一系列风险指标来确定低压减载的各种运行参数。根据该方法,能确保将低压减载措施发挥最大功效的母线选作切负荷的最佳地点。低压减载应切除的负荷是根据其造成的风险与切负荷量的相互关系来确定的。而选择最佳减载时间所遵循的原则是使低压减载装置拒动和误动的综合风险最小。对IEEE39节点系统进行的仿真计算表明:由于提出的方法考虑了大量不确定性因素的影响,因此其有助于更加准确、合理地选择低压减载的时间、地点和切负荷量。