一种识别电网关键输电断面的新方法

快速、准确、完整地识别出电网关键输电断面,对于提高电网运行的稳定性及防止大停电事故的发生意义重大。首先,综合考虑电网拓扑结构和支路潮流分布状态,以线路导纳模值与其有功潮流幅值之比即导流比作为线路权重,建立了电网的加权网络模型,使其更符合复杂多变的实际电网;其次,针对已有电网关键输电断面搜索方法的局限性,提出了一种基于改进Floyd算法搜索前k最小权路径的方法,克服了仅搜索第一最短路径上的线路造成的漏选;最后通过层层递进的筛选方法快速完整地识别出关键输电断面,同时也能对潮流反向增大的线路有效识别。在新英格兰39节点系统的仿真结果中验证了所提方法的正确性和有效性。     

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。     

基于源流路径剖分的输电断面快速搜索

过载支路切除引起大规模潮流转移是导致连锁故障的重要原因。为快速、准确和全面地搜索到受潮流转移影响较大的线路构成的输电断面,提出了一种基于源流路径剖分的输电断面快速搜索算法。该算法首先根据实际电网结构利用图论知识生成有向图,建立送端节点-送电支路邻接表,快速生成源流路径树,逐步搜索有效源流路径链,最后计算所有有效源流路径链中所包含支路的开断分布因子,识别出受潮流转移影响较大的线路。所提算法无需进行全网拓扑搜索,无大规模矩阵运算,因此算法简便,搜索快速。对IEEE39节点系统进行仿真分析,其结果证明了所提算法的快速性与正确性。     

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。     

基于图论的输电断面快速搜索

提出了一种快速识别与过载支路相关的关键输电断面的图论方法。该方法根据实时的网络拓扑结构与潮流分布状态建立系统状态图,再利用图论中有向图的邻接矩阵与路径矩阵,通过简单的矩阵运算,快速地识别出受过载支路断开影响最严重的输电断面,从而减小了进一步分析计算的负担,为实现快速的关键输电断面安全性保护、避免连锁跳闸奠定了基础。文中采用中国电科院CEPRI36节点系统进行了仿真计算,结果验证了该算法的有效性和可行性。     

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。     

基于地理分区的关键输电断面识别

为提高电网实时监控水平,提出一种基于地理分区的关键输电断面识别方法。修正地理分区以得到电网分区结构图和各分区间联络线。利用直流潮流法计算联络线断开时其他联络线支路的支路开断分布系数,筛选得到各联络线所属的输电断面。考虑断面输送潮流、断面平均安全裕度和断面支路最小安全裕度,定义断面重要度指标识别关键输电断面。该方法在搜索输电断面时避免了计算电网所有割集,同时不需计算断面功率输送极限即可得到输电断面关键性排序,大幅度减少了计算量。利用IEEE 39节点系统对该方法的正确性进行了验证。     

基于改进脆弱线路辨识的关键输电断面确定方法

输电断面集中体现了大规模互联电网的薄弱环节，是电力系统调度运行与监控分析的重点。为应对关键输电断面的准确合理辨识问题，提出一种依托改进脆弱线路表征的关键输电断面的辨识方法。首先，在结合边介数和功率传输分布因子的基础上，提出一种以改进传输介数方式量化线路脆弱程度的指标方法，并据此甄选出预想故障支路集内部包含的脆弱线路成员；其次，采用前k最短路径算法分别搜索预想故障支路的潮流转移断面，并依据支路开断分布因子择取与之相构成拓扑割集的电力系统关键输电断面；最后，利用IEEE-39节点系统标准算例进行仿真分析。结果表明，所提方法不依赖于人工经验，能够准确、有效地辨识系统的关键输电断面。     

基于最大流最小割的电网静态安全关键断面辨识方法

提出了一种基于最大流最小割定理的关键输电断面识别方法。算法考虑电网潮流分布及载流能力,转化为有向加权图扫描求解最小割。构建搜索树存储结果,并根据网络分割搜索输电断面,可以快速准确地辨识出全部存在“N-1”、“N-2”过载风险,且具有明确割集特征的输电断面;基于功率转移因子可快速计算输电断面静态安全功率极限。在新英格兰39节点电力系统和IEEE300节点算例中验证了提出方法的准确性。     

基于汽车接力的潮流转移快速搜索算法

提出了一种基于汽车接力模型的快速搜索输电断面的新算法。首先将电力网络转化成拓扑图,将系统节点、线路阻抗分别视作车站、路径长短,然后利用若干辆相同汽车在始发站和终点站之间的若干站点之间进行按照一定规则的接力赛,由于所走路径越短则油耗量越少,最后将终点站的所有车按剩油量多少排序,即可回溯得到始发站和终点站之间的前K条最短路径,本算法无需派生大量子图,无需多次求解最短路径。引入了基于直流潮流的潮流转移系数,分别计算搜到路径所包含的各条线路的潮流转移系数,将大于某一值的线路加入到输电断面中,最终得到精确的无漏选的输电断面集合。避免了只搜索单一路径的范围太小,而使部分支路漏选。最后对IEEE30节点系统进行仿真分析,验证了该算法的有效性。     

基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估

提出了一种基于线路运行介数的过负荷脆弱性评估方法.该方法从电网络理论出发,首先推导了线路电流共享因子,定义线路运行介数,在此基础上评估过负荷脆弱性.该方法不仅考虑了网络拓扑结构对脆弱性的影响,同时还考虑了系统运行方式对脆弱性的影响,克服了复杂网络模型中潮流仅按最短路径流动的缺陷,物理意义明确,且符合电力系统的实际情况.IEEE 39节点测试系统仿真结果验证了评估方法的正确性与合理性     

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。     

基于加权网络模型的电网潮流转移下危险线路识别

针对已有电网潮流转移路径搜索方法的不全面性,提出了基于加权网络模型的电网潮流转移下危险线路的识别方法。从电网拓扑结构和潮流分布的不均衡性2方面进行综合分析,建立了以线路电抗值和线路负载率倒数为边权的2种加权电网模型,再分别运用Floyd算法搜索最短传输路径,其所包含的线路即为危险线路。该方法综合考虑了连结节点的非均质特性对潮流转移的影响,能有效识别出与发电机直接相连的变压器线路,所识别得到的电网潮流转移下的危险线路更全面准确。基于多节点系统的仿真分析验证了该方法的正确性和有效性。     

电力市场环境下输电线路过载风险评估

电力市场环境下各市场主体对经济效益的追求增加了电力系统运行的不确定性和安全风险。本文基于风险理论和市场规则,提出了一种新的线路过负荷风险评估方法。该方法考虑线路的随机故障和负荷的随机波动性进行线路过负荷的风险评估;通过分析线路过负荷给发电商、电网公司和用户带来的损失差异,分别建立基于不同主体的后果模型。这种评估方法考虑了电力工业体制变化对系统安全性的影响,对提高电力系统的安全稳定性具有重要的指导意义。IEEE 9节点系统的仿真计算和分析证明了本文方法的有效性。     

一种基于线路相关集的事故预警系统

对近年来世界各国发生的大停电事故进行分析,指出在输电网络中某条线路因故退出运行而引起的潮流转移是导致后备保护连锁跳闸事故发生或发展的重要原因。提出了线路相关集的概念并进行严格定义,用来限定潮流影响的范围,节省潮流计算的时间。将线路相关集的搜索归纳为最短路径的求解问题,利用k最短路径算法求解线路相关集。分析了多条支路同时断开时线路相关集的搜索办法。另外,定义了线路相关因子,用于估算某条线路或多条线路断开时其他各线路承担的潮流转移分配。利用直流潮流法对线路相关因子进行求解。在此基础上提出了一套事故预警系统,对预想事故后的潮流转移进行快速计算,准确地判断出过负荷线路,有效地进行事故预警。用CEPRI36节点系统进行了仿真验证,证明了所提方法的正确性和有效性。     

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。