电力系统并行输电断面风险评估的研究

电力系统的连锁过载跳闸往往发生于故障支路所在的并行输电断面上。通过分析,确定了一种并行输电断面内支路过载跳闸的风险评估指标,并将相关支路归为一个集合——高风险支路集,利用指标数值比较可达到判别发生连锁过载跳闸并缩小系统安全性分析对象范围的目的。该评估指标有效计及了前后故障之间的相互影响和累积效应,克服了采用传统N-1系统安全准则及N-m安全准则的事故筛选机制的不足。采用中国电科院CEPRI 36节点系统进行了仿真计算,结果表明了该方法的有效性和可行性。     

基于输电断面识别的电力系统连锁故障风险评估模型

提出了一种改进的电力系统连锁故障风险评估模型。该模型综合考虑了线路故障概率的泊松分布特性以及实时潮流大小的影响,给出了线路停运概率的直线分段拟合计算方法。通过分析连锁故障对供电方和用电方的双重影响,采用母线低电压、潮流相对转移量、系统相对失负荷量作为连锁故障的后果评估函数。所提算法在连锁故障的某一环节选定后,利用有功增加因子先识别剩余网络中相对于该故障环节的输电断面,再在输电断面所含支路中选择下一故障环节,避免了全网遍历搜索。最后对IEEE 39节点系统进行了仿真分析,证明了该方法的有效性。     

基于潮流模型的在线静态安全评估方法准确性探究

现有在线静态安全评估方法基于传统潮流模型在轻载条件下效果较好。随着社会的不断发展,电力系统负荷增加,基于潮流模型的在线静态安全评估方法的准确性受到考验。本文研究在不同负荷条件下,故障后潮流解与时域仿真模型稳态解之间的差距。实验结果表明,潮流解与时域仿真稳态解之间的差距普遍存在,且此差距随负荷加重而增大,使得重载条件下基于潮流模型的在线静态安全评估方法的准确性受到很大影响。本文提出在静态安全评估中应用混合模型,在兼顾快速性的前提下,提高了方法的准确性,有利于现代电力系统的安全稳定运行。     

基于快速随机潮流的电力系统安全风险评估

电力系统中各种不确定性因素为安全风险评估工作带来困难,随机潮流计算可以计及这些不确定性因素。提出一种基于快速随机潮流的电力系统安全风险评估方法,通过考虑风电时序特性的短期风电功率预测方法构造风电出力多场景;在快速解耦潮流模型的基础上,考虑电力系统功频静态特性,采用以半不变量为基础的改进Von Mises方法获得各状态变量的概率分布函数。除节点电压和支路功率外,可以得到系统频率的概率分布等统计信息,通过各状态变量越限概率和产生后果的严重程度等风险指标全面评估系统风险。IEEE 39节点系统的测试结果表明该方法的计算快速有效,具有在线应用前景。     

基于风险评估的电力系统连锁故障协调控制模型

分析连锁故障中预防控制和阻断控制的互补性,从降低大停电风险的角度,建立了基于风险评估的连锁故障协调控制模型。首先,综合考虑线路自身故障、潮流转移、隐性故障以及天气因素的影响,求取连锁故障风险。其次,将协调控制表述成一个基于风险指标的优化问题,并根据故障环节的风险重要度确定阻断控制的实施位置,建立连锁故障协调控制模型。最后,算例分析表明,连锁故障协调控制模型能够有效协调预防控制和阻断控制,并根据不同天气状况给出具有最大性价比的控制方案,该方案相比纯预防控制和纯阻断控制能够有效兼顾安全性和经济性的需求,为防御决策提供重要参考。     

输电系统静态电压概率安全分析

介绍了一种基于随机潮流和静态电压稳定域的输电系统静态电压稳定概率模型。该模型能够计及节点注入功率和元件故障的不确定性。采用随机潮流确定输电系统关键割集中线路的潮流概率分布,利用半不变量法和Gram-Charlier级数,得到割集静态电压稳定域中线路潮流的线性组合随机变量的概率分布函数;根据超平面形式的静态电压稳定域计算出静态电压不稳定概率;通过对所得概率指标进行分析,能够找到对系统静态电压不稳定概率影响最大的预想事故,分析结果可以帮助运行人员进行预防控制决策;以10机39节点New England系统为例验证了所提算法的有效性。     

基于随机潮流的含风电电力系统静态安全评估

为快速有效地评估大规模风电并网电力系统的静态安全水平,将随机潮流引入安全评估。以解析法随机潮流为电网状态分析手段,保证方法高效性,并基于序列运算理论实现随机潮流计算,降低了对分析所需基础数据的要求,以保证方法实用性。定义了基于随机潮流结果的安全指标,从概率和风险两个角度快速实现系统安全的综合量化评价。基于元件级安全指标进一步给出了系统薄弱环节辨识方法。IEEE-RTS79系统测试结果验证了所提方法的有效性和准确性。与传统不确定性评估方法相比,所提方法能大幅提高评估效率,对间歇性能源并网电力系统的安全评估具有实用价值。     

面向对象的电力系统潮流计算与静态安全分析

采用C＋＋语言、面向对象的方法,开发了一种通用式分层管理的电力系统网络类库,并着眼于实时系统,实现了分层分步式实时接线分析、面向对象的快速分解法潮流计算与规范化的计算机静态安全分析计算。计算中,算法作了一些改进,提高了计算速度,各个类的有效封装又使程序具有很好的模块性、可维护性和可重用性。     

基于超导储能的电力系统静态安全性在线评估

研究了超导储能(SMES)技术在电力系统静态安全性在线评估方面的应用。与SMES在电力系统中的其他应用(如储能和电力系统稳定控制等)不同，这种新的应用利用SMES灵活的能量输出方式，输出特定波形的功率信号作为扰动源，在不影响电力系统安全运行的前提下，激起系统在此工作点的振荡模式，通过对电力系统各节点频率响应曲线的检测和分析，得到潮流或结构变化时振荡模式的变化，从而进行在线的电力系统静态安全监测和评估。     

电力系统规划与静态安全评估软件设计与实现

设计并实现了电力系统规划与静态安全评估相结合的应用软件,基于模块化的思想将系统分为电源规划、电网规划、静态电压稳定分析与安全风险评估4个功能模块。采用ORACLE数据库统一管理各模块所需数据,保证了模块之间的数据同步。在电源规划中采用改进的等备用率法进行机组检修规划,实现了多分段机组随机生产模拟技术,并考虑了水电机组和抽水蓄能机组。在电网规划中增加了N-2安全校验。在静态电压稳定分析中采用了基于π型基本回路模型的电压稳定指标。在安全风险评估中建立了能定量评估规划网络和运行网络安全状况的风险评估指标体系。华东地区某实际电力系统的仿真计算验证了该软件系统架构和算法的正确性和有效性。     

ANN for transmission system static security assessment

This paper presents computationally efficient artificial neural network technique for assessing the security of the power system against line outages. Performance index (PI), which accounts for various line limit violations per contingency, is defined. The basic purpose of ANN is to assess the severity of line outages in terms of PI, based on training examples from off-line analysis. The selection of input signals for ANN is influenced by the operating state of the system and the contingency in question which determines the extent of line power limit violations. In an attempt to attain perfection in PI prediction, suitable architecture and topology for the network is investigated. To expedite learning process, saturating linear coupled neuron model (sl-CONE) is also tried out. The effectiveness of proposed technique is demonstrated on 5-bus (7-line) and IEEE 14-bus (21-line) test systems. Computation efficiency of the method makes it potential candidate for inclusion in on-line comprehensive security analysis package.     

基于PCA-GA-LSSVM的输电线路覆冰负荷在线预测模型

针对目前输电线路覆冰负荷预测模型存在的预测精度不足、模型参数选择随意性强、预测效率低等问题,提出了一种基于现场监测数据的输电线路覆冰负荷在线预测模型。首先基于主成分分析法(PrincipalComponent Analysis, PCA)提取微气象数据中的有效信息,并采用遗传优化算法(Genetic Algorithm, GA)对惩罚系数等模型参数进行优化确定,建立离线最小二乘支持向量机(LeastSquaresSupportVectorMachines, LS-SVM)模型。然后基于KKT条件(Karush-Kuhn-Tucker conditions)和增量在线学习算法,实现了回归函数和预测模型的在线更新。最后通过云南电网相关输电线路覆冰灾害的实例进行仿真分析。实验结果表明所提模型可有效地对现场输电线路覆冰负荷进行在线预测,单步长及多步长的预测效果均优于传统的覆冰预测模型,应用该预测模型可更好地为输变电系统的除冰和维护决策服务。     

考虑电网静态安全的输电线路动态增容系统

针对电网调控的特点和需求,将动态增容技术从设备分析层面提升到电网分析层面,提出了动态增容在电网调控系统中应用的总体实施方案和功能模块设计。首先分析了调控系统中动态增容的应用原则,在此基础上提出了动态增容系统的总体架构、功能模块、接口设计和硬件结构;然后对系统的数据接入与处理、线路和输电断面动态限值计算、增容过程安全评估、电网增容预测分析等关键技术进行了阐述;最后介绍了该系统在南京地区的应用,基于电网实际运行数据对系统应用效果进行了分析。     

基于动态安全域的电力系统安全概率评估模型

针对电力系统安全性问题特性,提出一种基于动态安全域的安全概率评估模型。模型核心是不安全概率指标,并通过该指标来表征各电力元件以及整个电力系统的安全性状况。概率方法的引入,使得模型不仅计及系统中各种主要的不确定性因素,而且对系统的安全状况进行了定量的描述。动态安全域理论大大降低了安全概率评估的计算量,使得该模型具有实用性。评估结果可以用于指导运行人员在安全控制中制定正确的决策。用新英格兰10机39节点系统(New England 10-generator 39-bussystem)对该模型做了验证。     

基于SSE-CMM的电力通信安全风险评估

阐述了对电力通信系统进行风险评估的意义;介绍了系统安全工程能力成熟模型（SSE-CMM）风险评估过程;描述了电力通信系统暴露的威胁、脆弱性及对系统安全的影响,并运用故障树方法对安全风险进行分析,制定了比较完善的风险评估表,进而建立起适用于电力通信系统风险评估的模型.在风险评估过程中,评估组根据被评估通信机构执行该模型的所有过程域和基本实践情况,给出其安全能力成熟度级别.此模型对电力企业的风险评估具有实际指导价值.     

基于风险理论和模糊推理的电力系统暂态安全风险评估

在概率论的基础上将风险理论和模糊推理应用于电力系统暂态安全风险评估,利用特定的严重度函数将故障后系统的频率最大偏移、电压最大偏移、功角稳定裕度和故障切除时间裕度进行量化,得到量化的风险指标;将量化的频率风险指标和电压风险指标相结合,通过稳态模糊控制器计算故障的稳态指标,将量化的功角裕度指标与故障切除时间裕度指标相结合,通过暂态模糊控制器计算故障的暂态指标;通过两者的加权综合得到系统的综合暂态稳定指标.在此基础上开发了暂态安全风险评估软件,并以新英格兰39节点系统为例计算三相线路永久性接地故障各风险指标并排序,说明了该方法的有效性和合理性.     

馈电系统数字实时仿真模型

对短距离电力系统数字仿真时，可按物理设备对系统分块，将电力传输线、同步发电机，变压器、综合负载分别作为独立模块建模，各模块连接处用解耦电压源替代，这样各模块可平行地进行数字积分，用集总参数建立了35KV电力系统传输线中点故障数字仿真的数学模型，并在已知同步发电机与综合负载模型的基础上，进一步提出了该电力系统数字实时仿真的多模块耦合模型，一个具体的数字仿真结果表明提出的模型是正确的，给出的算法是合理的，该数字信真能在奔腾Ⅲ750系统上实时实现。     

基于关口表数据库的输电费用在线实时计算系统开发

基于关口表数据库,提出了一种简捷、易于编程实现的输电费用计算方法。输电服务中,输电网输送的总电量、每条输电线路在此次输电中输送的电量、每条输电线路的损耗以及总损耗均可通过关口表读数、计算后得到。所得数据传输到SQL Server数据库,再经过简单的数据处理后,进行成本分析、总费用计算和费用分摊。开发的输电费用在线实时计算系统利用关系数据库编程语言SQL Server 2000对数据库特别是关口表数据库进行管理,易维护、扩展,数据传输和计算均在服务器端完成,增强了系统安全性和易维护性;采用面向对象的编程语言Visual Basic 6.0开发人机互动界面,系统界面友好、简捷易操作。实际运行表明,输电费用在线实时计算系统可以对复杂电力系统的输电费用进行在线实时计算,计算速度快、操作透明度高,对历史数据和实时数据均能进行查询,结果准确。     

输电系统风险评估中的分层分级负荷削减模型

负荷削减计算是输电系统风险评估中的关键步骤.为解决目前负荷削减模型还存在的没有考虑无功潮流和节点电压约束、无法考虑负荷类型削减优先级对风险指标的影响等不足,提出了一种分层分级最优负荷削减模型.按负荷类型重要度从高到低依次分层削减负荷,兼顾就近和最优原则,将参与负荷削减的节点限制在一定分级范围内,减小计算规模.IEEE-...