电力系统实时调度的有效静态安全域法

实时调度对机组运行基点调节范围有限,相对于运行经济性,其对电网运行安全性的意义更为突出。基于优先目标规划与静态安全域分析的方法,构建以自动发电控制机组运行基点与参与因子为决策变量的多目标实时调度模型。模型具有两层目标:第1层以系统平抑扰动能力最大化为目标,即要求系统运行中的静态安全域与节点扰动域重合范围(有效静态安全域)最大化;第2层则以系统发电成本与备用成本最小化为目标。模型两层目标具有明确等级顺序,实现有效静态安全域最大化条件下的经济最优性,体现实时调度保证电网运行安全的首要任务。通过对示例系统的测试计算与分析证明了所提方法的有效性。     

考虑静态安全距离的含风电电网安全优化调度

大规模风电的接入给系统优化调度带来了严峻的挑战。传统含风电电力系统调度方法高度依赖于精确的风电概率分布或高精度的风电预测区间的建立,在处理风电不确定性超出预计值时可能存在校正调度、弃风的问题。为促进风电的消纳,引入安全域理论的概念,分析安全域、静态安全距离与风电出力不确定性间的关系。在此基础上,提出了添加系统静态安全距离为约束的电网安全优化调度模型。IEEE39节点系统算例的仿真结果表明,所提模型面对当前风电预测精度较低的实际情况,具有一定的鲁棒性和较强的可操作性。     

电力系统预防控制的安全定价研究

在传统调度模型基础上,引入预想故障安全约束,建立考虑预防控制的优化调度模型.对优化问题的各乘子分量进行分析,提出预防控制的安全定价和节点价格计算方法,该价格体现各节点对维护系统静态安全的不同价值.通过对IEEE30节点系统进行算例分析,验证了该定价方法的合理性和可行性,为电力系统安全性与经济性运行的协调分析提供了一种有效的方法.     

基于安全距离灵敏度的交直流混联系统安全校正策略

大型交直流混联系统中,直流系统的大容量、灵活可控等特征使得交直流混联电网的动力学特性有了根本变化,运行控制难度急剧增大。直流闭锁后潮流的大范围转移将严重影响系统的稳定运行,迫切需要研究交直流混联系统的安全校正策略。为此,提出一种基于静态安全距离灵敏度的交直流混联系统安全校正方法。在交直流混联系统静态安全域理论的基础上,为了适应电力系统在线计算的要求,对安全域边界面进行线性回归拟合并给出修正安全距离及其灵敏度的计算方法。通过对安全域的伸缩变化以表征不同维度变量的控制代价,并在此基础上求取安全校正指导矢量。根据各控制变量对指导矢量的灵敏度和各控制变量的实际调节能力对其进行排序,并依次将其代入安全校正模型中进行求解,以使得调节过程中的总调整量最小。对改造后的IEEE 39节点交直流混联系统和简化实际电网进行分析计算,结果验证了所提安全校正策略的正确性与有效性。     

电力系统静态安全混合控制方法

提出一种将预防控制和校正控制相协调的电力系统静态安全混合控制方法。预防控制模块中,利用风险指标确定进入预防控制模块的预想故障集,该风险指标考虑了预想故障发生的概率及其严重性,采用连续线性规划技术求解考虑多预想故障的静态安全预防控制策略。校正控制模块中,首先判断系统静态安全裕度是否满足要求,并考虑风电/光伏的随机波动特性,针对不安全故障分别制定校正控制策略。所提方法通过系统风险指标协调预防控制和校正控制中考虑的预想故障集,从而将预防控制和校正控制相互协调,以获得安全性和经济性均满足系统需求的静态安全控制策略。以我国某682节点系统的算例验证了所提方法的有效性。     

省级电网静态安全在线辅助决策优化建模

基于智能电网调度控制系统平台提出省级电网静态安全在线辅助决策优化模型。针对当前在线安全稳定分析系统辅助决策应用存在的不足,分析其中的问题,结合省级电网特点提出新的建模原则与框架,建立了基于多种控制措施和约束条件的静态安全辅助决策模型,并讨论了模型参数优化方法。该模型丰富了优化目标、控制手段,细化了控制约束条件,仿真算例表明基于该模型的辅助决策可行性更强、优化性更好。     

电力系统预防控制的安全定价研究

在传统调度模型基础上,引入预想故障安全约束,建立考虑预防控制的优化调度模型。对优化问题的各乘子分量进行分析,提出预防控制的安全定价和节点价格计算方法,该价格体现各节点对维护系统静态安全的不同价值。通过对IEEE30节点系统进行算例分析,验证了该定价方法的合理性和可行性,为电力系统安全性与经济性运行的协调分析提供了一种有效的方法。     

基于电网分区辨识的静态安全在线校正策略改进及应用

静态安全分析是智能电网调度控制系统中实时监控与预警类应用的核心功能之一。当前的静态安全分析在考虑单个元件开断的基础上给出的校正信息局限于灵敏度相关信息,内容比较单一,无法覆盖实际运行需求。在深入研究电网分区特点的基础上,提出了基于树搜索法的电网分区在线辨识技术,并进一步对静态安全在线校正策略作了改进,可实时给出以设备越限校正为目标的分区联络设备合环决策结果。该技术在华北电力调度控制系统实现并投入在线运行,经实际验证分析计算结果准确可靠,提高了在线分析应用的智能化和自动化水平。     

电力系统动态安全调度新算法

提出了一种动态安全调度新算法。基于最大相容集的概念，从暂态稳定控制的工程背景出发，将可行域为空的动态安全调度优化问题扩展为在其最大相容集簇上的寻优问题。并将其转换成一个混合整数规划模型，解决了动态安全约束过强导致优化问题不可行及预防控制的经济代价过高等困难。试验算例证实了模型和方法的有效性，根据动态安全调度特点探讨了今后的研究方向。     

一种新的优化潮流模型

为了将电力系统的总发电成本降至最低,提出了一种新的优化潮流算法和模型。借助静态安全域计及静态安全约束,建立了支路角与有功注入功率的关系式,并将支路角确定为优化变量进行优化计算,方便快捷地得到最优调度方案。通过对NewEngland系统和我国某省实际电力系统所进行的计算,证明了该模型和算法的有效性。同时,该模型还可以提供优化后系统各支路的安全裕度,以便调度人员更加直观地了解系统的运行状况。     

基于静态安全域的交直流混联大电网关键线路辨识

特高压直流输电系统的相继投运导致电力系统运行特性改变,交直流混联大电网的薄弱环节将出现变化。为辨识出交直流混联电网中的关键线路,避免大停电事故的发生,提出一种基于静态安全域的交直流混联电网关键线路辨识方法。采用静态安全域分析方法构建交直流混联电力系统的静态安全域,考虑交流线路潮流越限与直流逆变站闭锁判据,结合支路潮流模型,提出适用于交直流混联电力系统的静态安全裕度计算方法。以静态安全裕度为指标,给出交直流混联电力系统的关键线路辨识流程。最后使用江西电网实际电力系统进行仿真分析,结果验证了所提方法的合理性和有效性。     

面向扰动的多尺度交直流混联电压校正策略

目前,中国电网已建成多个交直流混联系统,运行中遇到的扰动带来的电压安全问题备受关注。传统电压校正控制受限于调控能力及响应速度,无法应对所有扰动。因此,文中提出运用直流系统的调控能力对越限电压进行校正。首先,基于不同动作方式及扰动的特性,分多尺度建立交直流系统电压域优化模型,作为电压校正控制的基础。其次,针对不同尺度的电压安全域建立了电压校正控制模型,以最小动作代价为目标,保证系统电压在正常情况下和N-1故障后均能满足安全性要求。最后,以某实际系统为模型进行仿真验证,证明了该方法的可行性与有效性。     

交直流静态安全域下计及时间特性直流有功调整方法

随着交直流混联系统状态及控制变量广域耦合程度不断提高,各元件时间响应特性差异巨大,系统的控制目标会因为各控制参数时间尺度的不协调而难以实现。为解决上述问题,首先,在交直流混联系统静态安全域理论基础上研究了其边界曲面线性回归拟合及二维投影的刻画方法。在考虑安全域和控制设备时间参数的基础上,提出具有时间特性的控制安全域及域内最优调整曲线的通用模型。然后,通过高压直流输电主回路参数计算得到直流输送有功和无功补偿、触发角、熄弧角以及变压器分接头等电气量的稳态关系,并依此结合计及时间特性控制安全域的刻画方法以完成直流有功控制域的表征,且在域内以整个调节时间内系统中敏感母线平均电压波动最小为优化目标给出最优调整曲线,从而保障交直流系统有功调整在时间维度上的安全性。最后,基于改造的两区四机交直流混联系统进行仿真计算,验证了理论分析的正确性与可靠性。     

支撑一体化大电网的调度控制系统架构及关键技术

特高压交直流电网提升了大范围资源优化配置的能力,对电网调度控制系统也提出了新的挑战。分析了电网特性变化对电网调度控制技术支撑的新需求,提出了"物理分布、逻辑统一"的调度控制系统总体架构,并从基础支撑、模型云与调控大数据、基于源—网—荷互动的调度控制、大电网一体化安全风险防控、试验验证与运维等方面,具体分析了需要重点突破的关键技术。     

高比例新能源交直流混合配电网优化运行与安全分析研究综述

高比例间歇式清洁能源的接入实现了能源利用率的提高和碳排放的减少,但其出力的不确定性为交直流混合配电网的安全运行带来了挑战.同时,高效调度泛在灵活性资源可以促进风光资源的消纳,实现交直流混合配电网的安全经济运行.鉴于此,对高比例新能源交直流混合配电网优化运行与安全分析研究进行了综述.首先介绍了交直流混合配电网潮流模型及运行约束,包括非线性模型、线性化模型和凸松弛模型;其次阐述了交直流混合配电网优化调度研究,包括随机优化方法、两阶段/多阶段随机优化模型和灵活性运行;接着对交直流混合配电网进行了N-1安全分析和可靠性评估,构建了安全域模型;最后展望了未来交直流混合配电网安全分析与优化调度可研究的方向.     

基于凸包络的交直流混合配电网安全域

现有配电网安全域研究主要针对交流配电网,文中提出基于凸包络的交直流混合配电网安全域模型.首先,计及电压约束、馈线容量约束和关键设备出力约束,构建交直流配电网非线性安全域模型.其次,基于非线性规划模型求解交直流混合配电网安全边界点.最后,采取凸包络拟合的方法生成可观测的安全域空间.算例结果验证了凸包络拟合的合理性和优越性,同时评估了交直流混合配电网中换流器控制方式、换流器无功补偿量和系统电压下限等因素对安全域大小的影响.     

基于安全域的并网型微电网能量优化新方法

提出一种基于安全域的并网型微电网能量优化新方法。提出并网型微电网安全域的定义与模型,分别对N-0安全与N-1安全的微电网安全域进行刻画;考虑微电网的安全性与经济性,以微电网经济效益与馈线安全距离为优化目标,建立一种基于安全域的微电网能量优化模型,在规划安全域范围内采用YALMIP工具箱与CPLEX求解器对模型进行求解。算例展示了微电网安全域,验证了能量优化模型的有效性。相较于现有方法,所提方法能够量化系统安全裕度,综合考虑微电网的安全裕度与经济效益。     

MMC-LCC混合直流输电系统分段下垂控制策略

由模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)和电网换相换流器(line commutated converter,LCC)构成的混合直流输电系统中,LCC换相失败严重影响系统的安全稳定运行。文中首先分析MMC-LCC混合直流输电系统换相失败时的电流特性以及交直流电压特性。其次,考虑调制比对半桥型MMC的影响,采用MMC电压改善控制策略拓展电压调制比的可行域。然后,提出MMC电压分段控制策略,根据交流电压跌落程度的不同,分别设计直流电压参考值的调节方法,优化混合直流输电系统电压控制逻辑,实现MMC电压在正常运行与故障情况下的有效切换。最后,在MATLAB/Simulink中搭建MMC-LCC混合直流输电系统模型,对交流电压不同跌落程度进行仿真,结果表明所提控制策略能在实现故障穿越的同时提高直流电压控制精度,增强系统稳定性。     

含多端柔性直流互联的交直流电力系统静态安全分析

含电压源换流器的多端直流系统在工作原理及控制方式上与常规直流系统存在本质区别,现有静态安全分析无法直接对含多端柔性直流的交直流系统分析计算。文中以传统交流电网静态安全分析为基础,首先,提出了多端柔性直流混联系统的交直流静态安全分析计算框架,阐述了功能实现方法及采用的关键技术。然后,在预想故障计算中考虑了交直流电网运行条件变化情况,保证计算结果与实际电网运行状态一致,提高了静态安全分析计算的准确性。最后,通过构建含四端柔性直流的交直流混联系统仿真模型,验证了算法的有效性和实用性。