大电网防连锁过载跳闸控制策略研究

提出了1种基于直流潮流灵敏度的大电网防连锁过载跳闸控制策略,给出了潮流转移识别判据、切机或切负荷控制点的选取原则、相应控制量的计算方法及消除过载的紧急控制措施;结合广域测量信息和先进电力通信技术,讨论了该控制策略在大电网防连锁过载跳闸保护体系中的应用。通过对多条220 kV和500 kV线路开断故障情形进行仿真,结果表明该策略能有效消除电网中因潮流转移引起的支路过载现象,避免发生连锁过载跳闸事故,有利于大电网安全稳定运行。     

基于潮流转移因子的电力系统连锁跳闸风险评估

提出了一种基于潮流转移因子的电力系统连锁跳闸风险评估方法。在基于最优潮流交易的基础上,应用潮流转移因子对支路切除后的潮流转移情况进行预测,考虑潮流转移后支路电流不确定性建立后备保护动作概率模型,用首条支路故障概率和下条支路后备保护动作概率之积描述连锁跳闸的可能性指标,以连锁跳闸后是否切负荷将风险严重性进行分级,然后分别以连锁跳闸后系统购电费用增幅和切负荷费用为严重性指标,从而得到特定交易下支路连锁跳闸风险值,获得高风险连锁跳闸的支路路径信息,为制定交易计划和防范风险提供决策支持信息。IEEE10机39节点系统算例仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于本地信息预防连锁跳闸的快速控制策略生成方法

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电的重要因素之一。迅速采取切机、切负荷等措施是降低非故障线路过负荷程度、避免远后备保护不合理动作的有效手段。详细分析了一起非故障线路在故障线路非全相运行期间因不对称潮流转移被不合理切除的案例,进而提出一种基于本地信息预防连锁跳闸的快速切机、切负荷方案。该方案以潮流转移过负荷的识别结果作为触发事件,送电端切机和受电端切负荷能独立进行,不依赖通讯,可避免不对称潮流转移持续时间过长而造成非故障线路被不合理切除。仿真验证了该方案的有效性。     

计及暂态过程的多支路切除潮流转移识别算法研究

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电事件发生的重要因素，严重地威胁着电力系统的安全运行。该文针对多支路连锁切除事件引发的潮流转移问题，将潮流转移因子进一步从单支路切除情况推广到多条支路连锁切除的情况，根据潮流在支路间的折返过程推导了发生多支路连锁切除事件时潮流转移因子的计算公式；并在结合计及暂态过程的支路电流估算的基础上，提出了发生多支路连锁切除事件后，基于广域测量系统(WAMS)有限测点下的支路电流估算方法与潮流转移识别算法。新英格兰10机系统仿真结果验证了文中提出的支路电流估算方法与潮流转移识别算法的有效性。     

基于潮流转移因子的减载策略研究

针对现有后备保护方案不能解决潮流转移引起的连锁跳闸问题,提出一种基于广域测量系统(WAMS)的自动切负荷控制策略,使广域后备保护与自动切负荷装置有效结合在一起.通过以4机11节点系统为例进行的潮流转移和减载策略仿真计算,证明此方案具有可行性.     

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.     

基于连锁过载故障发生机理的关键线路辨识

电网关键线路的辨识,对于预防由单一故障引发的大面积停电事故具有重要意义。本文提出一种基于连锁过载故障发生机理的关键线路辨识方法。根据支路开断引起电力系统潮流转移特性,分析了连锁过载跳闸的发生机理,并推导得到连锁过载保护动作判据。根据该判据,定义功率转移指标和电网潮流熵指标来量化反映支路开断后引起的潮流转移程度和支路负载率分布情况。综合这两项指标对电网关键线路进行辨识,通过两种攻击模式下网络效能的降低来验证所辨识关键线路的合理性。最后以IEEE-39节点系统为例进行仿真计算,验证了所提方法的合理性与有效性。     

输电断面的有功安全预防-校正负荷调整算法

当输电断面支路出现重载时,应启动预防控制措施,避免线路过载;当切除过载线路可能引发输电断面连锁跳闸时,应启动过载校正措施,消除支路过负荷;必须切负荷时,应尽量减少切负荷量。采用原-对偶内点法求解非线性规划模型,获得消除支路过负荷的控制方案。为了将有功校正算法应用于机组调整能力有限的地区电网,将有功校正的主要调整对象扩展到负荷节点。依据负荷节点对降低越限支路和重载支路潮流的综合作用提出综合灵敏度概念,并根据该概念确定加减负荷节点。利用反向配对技术,模拟负荷在送电端或受电端内的相邻节点间转移,达到消除支路过负荷的目的。针对某地区电网进行仿真计算,表明所提出控制算法的有效性。     

基于图论的潮流转移路径的快速搜索

为快速实施过负荷连锁跳闸的控制策略,基于图论提出了潮流转移路径的快速搜索方法。该方法首先划分潮流转移区域,将潮流转移的搜索范围限制在局部区域内,确定过载线路的潮流转移路径集。线路发生过载时,根据支路切除前后的电网拓扑信息和潮流转移路径的拓扑结构特征筛选潮流转移路径集中元素,排除误入选路径。算例结果验证了该方法的有效性。     

潮流转移区域后备保护动作特性自适应调整策略

为防御线路的过负荷连锁跳闸,对后备保护动作特性的自适应调整策略进行了研究。该策略定义了潮流转移区域的概念,对支路切除引起的潮流转移发生范围进行界定,进而基于图论,给出了潮流转移区域的搜索方法。在此基础上,以避免初始支路切除事件直接导致过负荷跳闸为目标,给出了潮流转移区域后备保护动作特性自适应调整策略的快速搜索方法。最后...     

多支路开断潮流转移识别及防连锁过载策略研究

为有效防止发生连锁跳闸,基于直流潮流补偿原理推导了用于快速预估多支路开断后潮流分布的支路开断分布因子(LTDF)的计算方法,结合改进的严重度函数,给出了用于评价支路受潮流转移影响程度的过载严重度指标和关键支路集的概念及其求解过程,对单支路或多支路开断同样适用。在此基础上研究了减载优化模型和基于广义灵敏度和关键支路集的减载策略,采用该策略对New-England 10机39节点系统进行算例分析,结果表明;该方法可有效预估多支路开断后潮流,能在准确识别潮流转移的基础上以最小的调整量快速消除过载,并确保其余支路不过载。     

基于背离路径的输电断面搜索新算法

针对潮流转移引起的连锁过载跳闸问题,分析了过载支路切除后的潮流转移特征,指出受潮流转移影响较大的支路都集中在与切除支路电气距离较近的范围内;给出了一种快速搜索与过载支路相关输电断面的新算法,把实时的电力网络转化成拓扑图,采用基于背离路径的前K条最短路搜索算法,快速搜索出受潮流转移影响较大的输电断面,避免了采用单一路径搜索时因搜索范围过小而使部分支路漏选的情况,保证了输电断面的完整性。当发生过载时,可通过分析过载切除对输电断面内支路的影响来快速估计整个系统安全性的影响,极大地减少了分析计算的负担,有利于防止连锁过载跳闸的发生。最后对中国电力科学研究院(CEPRI)36节点系统进行仿真分析,验证了该算法的有效性。     

基于前K最短路径的输电断面搜索新算法

过载支路切除引起的潮流转移是导致连锁过载跳闸的重要原因。本文分析了过载支路切除后的潮流转移特征,引入了潮流转移系数(FTF)的概念,并给出了输电断面新的定义。根据潮流转移的路径特征,给出了一种快速搜索输电断面的新算法。该算法通过把实时的电力网络转化成拓扑图,基于动态规划理论,通过在一个以过载支路为中心的拓扑子图内快速搜索出过载支路两端点间的前K条最短路径,并最终找出受潮流转移影响较大的输电断面,把对整个系统的安全性分析缩小到一个输电断面内,极大地减少了进一步分析的工作量,有利于防止连锁过载跳闸的发生。中国电科院CEPRI36节点系统的仿真结果验证了该算法的有效性。     

计及自动装置模拟的连锁过载跳闸静态安全分析方法

提出一种连锁过载跳闸的静态安全分析方法.该方法以预想故障后的潮流分析为基础,分析每次设备跳闸后的潮流,如果潮流转移引发支路过载,则断开过载元件,继续进行潮流分析,直到系统过载消除;如果设备跳闸导致系统解列、输电断面越限或者潮流不收敛,则认为故障导致了严重的后果,分析终止.通过评估每次设备过载跳闸引发的后果,能够发现故障传播路径,有助于找到预防措施以及切断故障路径的最佳控制手段.计算过程考虑输电断面功率限值的自动匹配和安全自动装置的模拟,保证了分析结果的准确性.通过对广东电网的实际系统仿真分析,证明了该方法的有效性和实用性.     

考虑安全性和经济性的连锁故障预防控制策略

为阻止源头性故障引发连锁故障的安全问题,文章提出一种考虑安全性和经济性的连锁故障预防控制策略.首先,根据继电保护的动作特性给出一种判别连锁故障的数学形式.其次,以电网安全裕度和发电运行成本分别评价系统的安全性和经济性,以支路脆弱性评估方法选取初始故障,构建了针对不同初始故障作用下的连锁故障预防控制模型.该模型是一种双层...     

电力系统动态仿真中的安全稳定控制系统建模

针对目前电力系统动态仿真分析难以准确反映安全稳定控制系统动作特性的问题,提出一种安全稳定控制系统通用建模方法。采用分层次、面向对象的建模思路,实现了对实际电网中的安全稳定控制系统特性的准确模拟,以及含安全稳定控制系统模型的动态仿真计算。该方法层次清晰、建模方便,克服了以往仿真软件因潮流转移导致的过负荷引起距离三段动作、反时限原理保护动作和涉网保护动作等导致系统元件的开断,特别是连锁故障引起的大面积停电等复杂故障情形,不能真实反映安全稳定控制系统动作行为的缺点,同时减轻了仿真计算的工作量。仿真结果表明,含安全稳定控制系统模型的动态仿真程序,为分析电力系统全过程动态稳定性、研究防止连锁故障引起大面积停电的措施提供了有力的仿真工具。     

基于多智能体技术的大电网连锁跳闸预防控制

在大规模电网中,由简单故障触发的电力系统连锁故障会引起大停电的灾难性后果。为实现复杂大电网的实时安全控制,文中从预防线路连锁跳闸角度提出了一种大电网在线分布式计算的多智能体控制方法,提出了最佳切机切负荷控制策略来预防连锁故障。该方法不再把分布式计算局限于分层分区控制,而是把每个电网节点定义为一个智能体。模型中每个智能体在各自邻域内采用预测控制算法,经智能体间的协作求解最优控制措施。利用预测控制的滚动优化,在每个控制步内对系统控制变量和约束集进行筛选,以线性规划求解。每步优化控制算法中,计算数据由实际电网状态测量值得到。IEEE 118节点系统测试结果验证了该方法的快速性和有效性。     

基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略

过载线路故障跳闸会使潮流转移到关联输电断面内其他线路上,造成连锁跳闸事故。快速制定合理有效的潮流控制策略,消除线路过载,是防止发生连锁跳闸事故的关键。针对灵敏度分析方法精度不高和直接优化类方法计算量过大等缺陷,文中提出基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略。考虑节点对过载和重载线路潮流的整体调节作用,提出正负综合灵敏度指标,然后通过双层优化方法快速制定潮流控制策略。为防止搜索空间过大导致计算量激增,建立第一层调度节点多目标筛选优化模型,优选参与调整的调度节点。在此基础上构建第二层潮流调控优化模型,得到调度节点的精确出力调整量,从而实现对输电断面潮流越限的精准调度。利用IEEE 39节点系统和某省级电网的仿真分析验证了所提方法的快速性和准确性。