基于潮流追踪和功率灵敏度的线路过载紧急控制策略

为快速消除线路过载避免发生连锁故障,提出一种基于潮流追踪和功率灵敏度的线路过载紧急控制策略。首先用潮流追踪法确定控制节点组,并结合发电机的调节速率计算出控制节点组的调整量。然后用功率灵敏度法判断控制节点组的功率调整方向。最后采用反向等量调整法对控制节点组进行相应的控制,通过IEEE39、IEEE118节点系统验证了潮流追踪和功率灵敏度组合方法的优越性和有效性。     

真双极MMC-HVDC系统线路过载紧急控制策略

随着直流断路器研究的不断发展,在未来使用直流断路器切除直流故障线路将成为一个可行的方案。但断路器动作后可能会引起线路潮流过载,危及整个直流系统的安全。文章利用真双极模块化多电平换流器直流输电(MMC-HVDC)系统正负极可独立控制的优点,设计了防止线路过载的紧急控制策略。首先推导出直流系统支路开断后的有功功率分布系数,找出可能发生功率越限的线路。然后保持各线路一定的功率裕度,通过功率灵敏度矩阵计算故障极换流站新的功率参考值。最后将减少的功率参考值加载到健康极对应的换流站上,并考虑健康极换流站和线路的功率约束,最大限度地保证交直流系统功率交换的稳定性,减少对交流系统的扰动。该策略能够有效避免潮流校验,提高紧急控制的速度。在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建七端直流模型,对所提控制策略的有效性进行了验证。     

基于虚拟控制单元与启发式搜索的线路过载紧急控制策略

为了快速消除由潮流转移引起的线路过载,给出了基于虚拟控制单元与启发式搜索的紧急控制策略。首先,引入虚拟控制单元的概念:节点的出力调整量等于最大线路过载量时,能够完全消除线路过载的控制单元。然后,给出了最优可控单元的双层搜索策略:第一层,通过设置合理的阈值,筛选减载能力较强的控制节点对构成优先控制单元集;第二层,综合考虑控制单元的减载效果和消除过载能力,给出了基于虚拟控制单元的启发式搜索步骤,得到优先控制单元集中的最优可控单元。若所选的阈值范围内无法找到可控单元,则适当扩大第一层搜索范围,依次类推,直至得到满足要求的控制单元。考虑正常线路冗余量约束来计算调整量,避免了潮流校验。经过一次调整后,依据灵敏度关系修正线路潮流与节点的最大可调整出力,提高控制速度。IEEE 30节点系统的仿真验证了所提算法的有效性。     

基于功率灵敏度和经济补偿最小化的线路过负荷紧急控制方法

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和经济补偿最小化的线路过负荷紧急控制方法。利用功率灵敏度矩阵反映各节点注入功率变量对线路功率变量的影响,以经济补偿最小化为目标,利用非线性优化得到满足线路过负荷消除约束、节点可调量约束、系统功率平衡约束及正常线路冗余量约束的紧急控制方法。所提方法可计算平衡机对电网各线路功率的灵敏度,令平衡机参与到紧急控制中,提高了电网保持稳定运行的能力;同时,其以经济补偿最小为目标,实用价值更高。将局部灵敏度计算法和稀疏向量技术结合,有效减少了计算量和内存量。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。     

基于双层优化规划的线路过载控制策略

对于随机故障切除后潮流转移造成的过载线路,其后备保护动作可能引发连锁故障,造成大停电事故,必须闭锁后备保护并通过线路过载控制消除过载.为减少控制策略中产生的发电机组远距离功率调节的情况,提出一种基于双层优化规划的线路过载控制策略.首先,基于支路对节点电流灵敏度矩阵构建电气距离矩阵,采用层次聚类算法进行电网分区,体现不同电气距离的发电机组对过载线路功率调节效果的差异.其次,构建双层优化规划模型,上层优化目标考虑系统功率总调节量,下层优化目标考虑各相邻区域内发电机组对过载线路区域的功率减量差值.再次,根据上层目标方程求解系统功率总调节量最小的目标值,然后通过非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对下层优化模型进行求解,获取一组Pareto最优解集,通过满意度指标选择最优的源-荷功率调节控制方案,并实施控制方案消除线路过载.最后,基于IEEE 39标准节点系统验证所提控制策略的有效性和合理性.     

基于改进和声搜索算法线路过载控制策略研究

为避免因切除故障线路引起潮流转移造成其它正常线路过载的问题,提出了一种基于改进和声搜索算法的线路过载控制策略.首先,构建包含发电机组与用户负荷有功调整最小和电压偏移最低的双目标优化控制模型;然后,根据所建模型的特点引入基本和声搜索算法,为进一步提高算法收敛性和搜索速度,采用均匀分布的初始和声库及变维数和声记忆库对其进行...     

基于灵敏度和潮流熵的线路过负荷控制策略

针对电网运行中线路过负荷可能引发的连锁过载跳闸问题,提出一种基于灵敏度分析和潮流熵的紧急控制模型。基于模糊多属性决策法综合灵敏度、潮流熵和节点自身功率水平提出节点功率调整指标,能够将决策专家的定性分析与定量分析相结合。根据节点功率调整指标以及节点类型形成功率调整节点集和功率平衡节点集,并提出了兼顾电网的局部过负荷问题和全局运行水平的线路过负荷紧急控制优化模型,通过多轮次系统功率调整可高效完成线路过负荷紧急控制。对IEEE39节点系统标准算例和河北南网系统的仿真结果证明了模型的正确性和有效性。     

基于潮流跟踪算法的线路过负荷紧急控制策略

后备保护动作切除1条过载线路可能引发连锁过载跳闸事故,应闭锁保护并采取措施消除过载.为此,结合叠加定理和比例分配原则提出了潮流跟踪新算法,并将其应用于线路过负荷紧急控制.首先用潮流跟踪算法计算每台发电机、每个负荷对各条线路的占用率,然后按比例切机、切负荷,从而在尽量少切负荷的情况下紧急消除过载,防止连锁过载跳闸事故的发生,并且保证不造成正常线路过载.该算法不需要进行反复迭代求解就能快速给出控制策略,保证了消除过载的快速有效性.算例结果验证了该方法的可行性.     

基于轨迹灵敏度的多回直流紧急功率提升策略

直流闭锁故障后,需要择优选择参与紧急功率提升的直流,为此提出一种基于轨迹灵敏度选择最优直流进行紧急功率提升的方法。首先确定各回直流线路故障后对应的领先机组,然后通过计算提升非故障直流线路功率对稳定性改善的灵敏度确定最优的直流功率提升措施,配合直流送端发电机组励磁控制,可以取得良好的控制效果。利用该方法,进一步给出云电外送5回直流的紧急功率提升策略。仿真计算表明,所提方法可以大幅减少直流闭锁故障后的切机量,显著提高系统稳定水平。     

基于PCS功率越限判据的独立型微电网紧急控制策略

紧急控制作为微电网系统的最后一道防线,在系统受到大扰动以后,能够维持频率稳定,对微电网的稳定运行具有重要意义。文中分析了频率紧急控制策略以及轮次减载策略在微电网中存在的定值整定难、无法精准减载的问题,提出了一种基于储能变流器(PCS)输出功率越限判据的独立型微电网紧急控制策略:在外部扰动导致PCS输出功率越限时,通过计及电池荷电状态(SOC)的均衡控制策略计算PCS的越限功率,采用负荷精准减载方案精确切除负荷,并针对工程实施采用面向通用对象的变电站事件(GOOSE)通信技术、提出小步长趋势变化采样算法和防一点大数算法,提高了控制系统的响应速度,提升了大容量独立微电网运行的稳定性。通过新疆某独立型微电网项目工程案例验证了本方案的可行性和有效性。     

基于综合灵敏度分析的线路过载联切负荷优化决策方法

从协调优化多线路过载后系统切负荷方案出发,提出一种基于综合灵敏度分析的线路过载联切负荷方案优化决策方法。依据节点导纳矩阵与网络关联矩阵,推导出节点切负荷量与支路电流间的灵敏度关系,计及线路过载程度,提出节点综合灵敏度指标,通过指标计算进行备选切负荷节点筛选。考虑事故影响与事故评级,提出节点切负荷均衡性指标,以经济成本与节点切负荷均衡性指标的加权值最小为优化目标,建立线路过载联切负荷方案优化决策模型,并利用自适应粒子群优化算法进行求解,确定最终切负荷方案。实际系统仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。     

基于准稳态灵敏度和校正成本最小化的过载线路 实时校正方法

对过载线路潮流进行实时安全校正,对提高电力系统的安全运行水平具有重要的意义。现有基于灵敏度的校正算法较少考虑发电机的校正成本,不能够保证校正方案的经济性,故提出了一种基于准稳态灵敏度和校正成本最小化的过载线路实时校正方法。首先,分析了发电量转移分布因子的不足及准稳态灵敏度的优势。接着,利用综合灵敏度反映节点注入功率对所有过载线路功率的综合影响,进而筛选出对消除线路过载最有效的控制发电机集合。最后,建立以校正经济成本最低及参与校正发电机数目最少为目标函数的优化模型,利用混合整数线性优化方法求解模型。得到的校正方案能够在消除线路过载的情况下保证发电机运行成本较低且参与校正发电机数量较少,实用性更强。用IEEE 39及IEEE 118节点系统进行仿真计算,结果表明算法的快速有效性。     

山区电网线路过载保护协调优化控制策略研究

山区电网小水电众多但负荷轻,若叠加新能源大量接入,将造成夏季丰水期输电断面过载,限制清洁能源外送和威胁电网设备安全。为此,提出将断面过载保护与可调节电源进行协调配合以获得最优控制效果的保护动作策略。首先,基于潮流追踪法确定电源至断面的功率传输路径,并基于功率灵敏度确定单个电源对过载线路的影响大小;然后,建立以系统电源损失出力最小和保护动作后系统安全裕度最大为目标的多目标优化模型,通过优化电源出力和保护动作量实现电源出力损失最小和系统安全裕度最大,减少因源荷波动造成保护频繁动作;最后,以某一山区电网为算例进行仿真验证,计算结果表明所建立的模型能够实现电源出力损失最小和系统安全裕度最大的目标。     

计及过载线路发热严重程度的紧急控制方法研究

现有紧急控制算法制定紧急控制方案时没有考虑发电机有功出力调整速度的限制,不能根据过载线路消除过载迫切程度的不同灵活调整紧急控制方案,可能造成紧急控制方案的实用性较差,故提出一种计及过载线路发热严重程度的紧急控制方法。首先,建立紧急控制过程中过载线路的发热模型,定义过载线路热量累积极限值来描述调度员对消除线路过载的期望。其次,在功率灵敏度矩阵的基础上建立紧急控制过程中过载线路上流通的有功功率随发电机出力调整、切机切负荷措施的函数,进而实现对紧急控制期间过载线路发热情况的定量计算。最后以经济补偿最小化为目标,建立紧急控制优化模型,以基于模拟退火的粒子群优化方法求解模型。得到的紧急控制方案能够在满足调度员对消除线路过载的期望下充分发挥调整发电机出力成本低、切机切负荷措施实施时间短的优点,实用性更强。在IEEE39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A-S-C模式的紧急控制策略

提出一种基于代理（Agent）、服务器（Server）和客户（Client）的协同合作模式（简称A-S-C模式）,实现对电力系统的紧急控制。该控制策略采用抗原能量函数对系统进行稳定性分析,其特点是无需进行多机等值和求解相关不稳定平衡点,具有较快的计算速度。在控制执行端引入快关措施,有利于满足系统故障后稳定运行的需求,同时尽可能减少对机组的冲击。采用IEEE 39节点系统对该模式进行了测试,取得了较好的紧急控制效果。     

电压稳定裕度对线路功率灵敏度求解的新方法

在利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对支路连接参数的1~3阶灵敏度的基础上,提出一种基于支路视在功率灵敏度快速计算线路故障下静态电压稳定临界点的可靠方法.该方法将单条线路视在功率参数化,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对线路视在功率参数的1至3阶导数,用泰勒级数法进行逼近,从而快速精确的求解出线路故障情况下电压稳定临界点.求取不同故障各阶导数时,系数矩阵均是同一个矩阵,无需反复形成与分解.该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度.该方法的快速与精确通过在IEEE 30及118母线系统上的算例得以验证.     

紧急功率支援下自适应重合闸附加稳定控制策略

能源分布和负荷需求逆向分布特征促成了我国形成多个大规模电力电能外送系统,在非预期大扰动下会出现系统首摆失稳且自适应重合闸仍难以改善系统稳定性的局面。基于此,提出了一种紧急功率支援下自适应重合闸附加稳定控制策略。首先分析了系统首摆失稳的场景以及失稳条件,并提出了基于功角超实时预测的首摆稳定性预判方法,论证了长时间要求的预测最优阶数。然后结合直流通道提供紧急功率支援能够消纳系统不平衡能量,提出基于超前预控的自适应重合闸附加稳定控制策略。结合失稳判断,分析预判控制时序。基于紧急功率支援协同最佳重合闸时间最大程度上减小了系统功角摇摆,解决了瞬时性故障首摆失稳时重合闸方案的缺失问题。最后,基于PSCAD/EMTDC建立大规模电力外送模型,仿真验证了所提自适应重合闸附加稳定控制策略的有效性。     

基于实用动态安全域的紧急控制策略

研究了考虑紧急控制措施的扩展实用动态安全域临界面的迁移规律,并用紧急控制措施所引起的实用动态安全域临界面沿其外法线方向的迁移距离来表示紧急控制措施的有效性,给出了切机和切负荷以及二者配合操作的控制有效性的定量表示方法.据此提出了一种新的电力系统暂态稳定紧急控制方法,该方法通过选择不同的措施控制安全域临界面的推移,使扩展后的实用动态安全域能涵盖当前系统运行点,保证系统不会发生暂态失稳现象.在此基础上,通过把控制措施量化为一成本指标,建立了暂态稳定紧急控制的数学模型,并基于控制有效性灵敏度指标给出了该问题的优化策略.在10机39节点新英格兰系统上的测试结果表明了这种方法的有效性.     

计及线路动态电热特性的交直流混联电网过载控制策略

交直流混联电网中大容量直流闭锁或交流线路因故障切除会引发潮流大幅度转移,增加电网连锁故障风险,需及时采取安全控制措施阻断事故的扩大。为此提出一种交直流混联电网过载控制策略,该策略充分挖掘输电线路耐受过负荷的能力,引入导线动态电热特征量作为线路安全约束,协调健全直流输送功率调节、机组有功调整以及切负荷等多种手段,实现与时间关联的潮流动态优化控制。控制模型以总控制代价最小为目标函数,经过变量的优化筛选在较短时间内得到安全且经济的过载控制方案,可有效地避免混联电网连锁跳闸事故发生。最后,基于改进的IEEE39节点交直流混联系统,与采取不同线路安全约束条件、不同优化变量的控制方法相对比,验证了所提过载控制策略的有效性及优越性。     

区域电网联络线功率控制策略应用现状分析

频率是交流系统电能质量的主要指标之一,随着区域电网互联规模的扩大,原有的频率控制评价标准出现了一定的局限性,特别是大规模风电和光伏等新能源的接入,对原有的评价标准提出了新的要求。文中通过对国家标准以及五个区域电网联络线功率控制现状的分析,总结了现有频率控制模式的不足,分析了不足存在的原因,并提出了改进建议,为大区域互联电网的频率控制评价体系的完善提供了有益参考。