基于多支路开断和关键支路集的快速潮流转移识别

为快速识别实时潮流转移,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(Line Tripping Distribution Factors,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,为后续减载控制策略缩小了分析范围。对New-England 10机39节点系统的算例分析表明,该方法可准确预估开断后潮流,快速有效识别受潮流转移影响严重支路,克服了以往仅用分布因子去评价支路受潮流转移影响程度的不确切性和漏选重要支路的不足,具备合理性、可行性及快速性。     

多支路开断潮流自转移和互转移识别算法研究

针对多支路开断的潮流转移问题,给了一种分析潮流自转移和互转移的多支路开断识别新算法。当电力系统发生多支路同时开断时,分析潮流转移的折返过程,利用改进Floyd算法通过路径搜索确定潮流转移线路集合。利用直流潮流方法推导了多支路开断的支路开断分布因子,计算潮流转移危险指数识别出存在过载风险的支路构成关键支路集。文中在最短路径搜索、广义潮流转移严重区的确定方面作了重要改进,适应于多支路开断潮流转移的有效识别。IEEE 39节点算例验证了该算法对多支路开断潮流转移识别的有效性。     

基于虚拟支路模型与FTIL的多支路开断潮流转移搜索新算法

针对多支路开断后有功潮流转移问题,给出了一种基于虚拟支路模型与潮流转移密集度(FTIL)的多支路开断潮流转移搜索新算法。在双支路开断的基础上,给出了多支路开断潮流转移的虚拟支路模型:首先将2条开断支路等效为一条虚拟支路,然后将该虚拟支路与第3条开断支路组成新的双支路开断模型。结合经典的潮流折返过程导出了虚拟支路模型中支路开断分布因子的计算式,计算过程简单。引入了FTIL的概念,证明了由FTIL描述的广义潮流转移严重区包含所有潮流转移较严重的支路,并采用改进的广度优先搜索(BFS)算法对该区域进行界定,在BFS的终止条件中引入FTIL,使得搜索自动规避FTIL较小的区域,缩小了搜索范围。最后,由界定区域中受潮流转移影响较严重的支路构成输电断面。在新英格兰39节点系统中验证了所提方法的有效性。     

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。     

电力系统连锁故障快速风险评估模型研究

为了提高电力系统连锁故障风险评估的快速性,解决现有模型难以实现在线应用的问题,提出了一种基于危险支路集的快速评估模型。该模型利用双向搜索算法搜索出开断支路两端点间的前K则最短路径,以确定支路开断后潮流转移的范围;综合考虑支路潮流增量、潮流越限程度两方面因素定义了危险支路判据,以便在前K则最短路径的基础上快速识别易引起连锁故障的支路,确定下一步安全分析的对象。通过上述两步骤缩小了每一故障环节的安全分析范围,提高了整体的风险评估速度。IEEE 39节点系统的仿真实例证明该模型具有较快的风险评估速度以及较高的评估精度,易于实现在线应用。     

基于模糊聚类和最短路径的关键输电断面确定新方法

针对因支路故障或过载被切除之后的潮流转移关键输电断面如何正确快速确定问题,提出了基于模糊聚类和最短路径的潮流转移关键输电断面快速搜索新方法。该方法首先采用具有自适应选择最佳分类数的随机聚类方法,对所有线路功率构成进行分类,获得故障或过载支路的并行支路集构成初始输电断面,以避免由于人为给定分类数的不恰当所产生的多选及漏选问题;然后对初始输电断面中的每一支路,依次从故障或过载支路的一端开始搜索包括相应支路的到故障或过载支路另一端的最短路径,在该路径上所有与故障或过载支路潮流方向相同的支路,均为关键输电断面中的候选支路,以补充单纯由聚类方法确定的候选支路可能的漏选;候选支路再经简单的分布因子校核即可确定是否为关键输电断面中的支路。该方法实现了基于支路功率聚类关键输电断面选择方法和最短路径关键输电断面选择方法的有机融合和优势互补,提高了辨识精度。多个算例证实了文中方法的有效性。     

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。     

基于潮流转移和追踪的含风电电力系统运行风险评估

为实现含风电电力系统运行风险快速评估,提出了一种基于潮流转移和追踪的风险快速评估方法。首先,考虑风电出力波动与时间和风速的相关性,基于Markov理论建立了风速相依的风电出力波动模型;其次,为提高系统状态分析效率,通过推导节点转移分布因子和适用于多支路开断的支路开断分布因子来实现快速潮流计算,避免了潮流迭代计算;然后,建立了基于潮流追踪的负荷削减模型,采用潮流追踪理论筛选出最有效的控制节点集合,将全系统范围内寻优转化为局部范围内寻优,在改进潮流计算算法和负荷削减模型2个方面实现了运行风险快速评估;最后,通过IEEE-RTS79系统的仿真分析,验证了所提模型的准确性和有效性,进一步计算切负荷风险指标和线路越限风险指标以分析不同风速条件对系统运行风险评估的影响,为含风电电力系统运行风险评估提供参考。     

基于支路开断分布因子的严重故障筛选

研究了基于支路开断分布因子的潮流转移估计及预判故障严重性的算法;在IEEE39系统的验算证明了该算法应用于N-1和N-2故障的潮流转移估算和筛选故障的有效性;探讨该算法扩展到N-3以上组合故障的可行性。     

多支路同时断开潮流转移输电断面快速搜索

针对多支路断开后引起的有功潮流转移问题,定义并提出一种基于虚拟支路模型与潮流越限风险指数的多支路同时开断输电断面搜索新方法。建立了双支路断开的潮流转移虚拟模型:在双支路断开时,将其等效为一条虚拟支路,并结合有功潮流的虚拟折返过程推导出等效支路的虚拟开断分布系数;多支路同时断开时,在双支路断开的基础上,将虚拟支路与第三条支路组成虚拟双支路模型,推导出下一代虚拟支路的开断分布系数。结合虚拟开断分布系数定义得到各线路的潮流越限风险指数,通过线路的潮流越限风险指数对潮流转移区域中的线路进行筛选,得到组成输电断面的所有支路。通过IEEE39节点系统进行仿真计算,结果表明,本文所提方法在保证结果准确性的前提下,较其他方法更加具有时效性。     

基于广域同步测量系统的预防连锁跳闸控制策略

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。该文针对潮流转移引起的连锁跳闸问题，提出了一种基于广域同步测量系统(WAMS)的预防连锁跳闸控制策略。利用网络支路电流与注入电流之间的关系，提出了最佳切机、切负荷控制点的选取原则，在此基础上推导了切机、切负荷控制量的计算方法，并提出了这一预防连锁跳闸控制策略的流程；同时，给出了控制策略中涉及到的动态过程中切机、切负荷前支路电流的计算方法。最后，文中对新英格兰10机系统进行了发生潮流转移情况下切机、切负荷控制策略的仿真，验证了该控制策略的有效性。     

基于柔性多状态开关的主动配电网负荷在线紧急转供策略

配电网故障后,传统基于联络线的负荷转供方法存在停电转供、容易引起非故障线路过负荷等诸多问题。近年来出现的一种配电灵活交流输电(DFACTS)设备——智能软开关为上述问题的解决提供了契机。依托其对多条相连线路功率的柔性调节能力,提出了一种兼顾故障馈线残余负荷以及非故障馈线安全运行约束的负荷快速在线转供策略。首先建立了线路末端功率和各节点电压的关系,设置满足配电网正常运行状态的约束条件;在此基础上,以最大负荷转供量为上层目标函数,以电压偏差最小为下层目标函数,在约束范围内进行求解,获取最优潮流分配方法。最后针对上述最优潮流可能影响非故障馈线的安全运行的特殊场景,提出了在保证正常线路安全运行前提下最大程度保全待转供负荷的紧急切负荷策略和实现方案。依托大江东工程实际拓扑结构,搭建了基于PSCAD-MATLAB的联合仿真平台。结果表明,所提出的方案能够实现负荷的不断电在线转供。     

采用分布系数和相角匹配分析的电磁环网潮流监控形式

针对切机措施下电磁环网的潮流控制形式和主要监控支路的识别问题,提出了一种采用分布系数和相角匹配分析的电磁环网潮流监控形式。该监控形式以常规分布系数法为基础,通过发电转移因子来消除被切机组出力对电磁环网潮流监控的影响;根据直流潮流的观点,利用高电压等级线路和低电压等级线路的电压相角匹配程度来识别主要监控线路。对南方某省500 k V/220 k V电磁环网的实例分析结果表明:所提方法能确保电磁环网高电压等级线路断开,并采取安全措施切除机组后,低电压等级线路不过载,从而在确保系统安全的前提下充分发挥电磁环网的输送能力。同时,所提方法不需要大量计算,仅依靠相角匹配分析就能准确识别出电磁环网的主要监控线路,有效减轻了调度监控的工作量,具有较高的安全预警性能。     

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。     

基于割点和路径搜索的输电断面快速识别方法

提出了一种基于割点和路径搜索的输电断面快速识别方法。该方法依据过载支路切除后的潮流转移特征定义了输电断面,并借助图论中的割点和块以及最短路径等概念,深入分析了输电断面的拓扑特征;通过一系列的矩阵运算,在以断开支路为中心的块中搜索出断开支路两端点间的前k条最短路径,并最终识别出受支路断开影响最严重的输电断面。文中在电网模型降维、k值的优化选取和路径搜索方面均做出了重要改进,给出了k的取值原则和利用邻近节点信息确定最短路径的方法,有效避免了关键支路漏选且可大大减少分析计算量,实现了输电断面的快速识别,为预防电网连锁故障引发的级联跳闸奠定了基础。在新英格兰39节点和IEEE 118节点系统上进行了仿真分析,结果验证了该方法的正确性和有效性。     

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。     

基于停运连续潮流和双向潮流追踪的潮流解恢复控制方法

针对导致潮流方程无解的支路型故障,提出了一种基于潮流追踪的潮流解恢复控制策略。首先将故障支路用支路两端节点的等值功率源替代,从网络中移去故障支路。减小等值功率直到极限点,极限点处剩余的等值功率量是超出故障后网络传输能力的功率量,将其作为控制裁减量。然后采用潮流追踪算法,将所得裁减量向发电机和负荷节点分配,以确定减负荷和减发电的节点以及各自的裁减量。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

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...