基于N-1原则的输电断面热稳定功率极限评估

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于N-1原则的输电断面热稳定功率极限评估方法。计算功率灵敏度矩阵得到各发电机节点对线路功率的控制情况,依次以断面各线路为目标线路,通过调整发电机出力,在满足全网线路冗余量约束、开断线路功率增加约束以及发电机可调量约束的基础上,利用最优化方法得到各目标线路对应的断面最大传输功率,取其中最小值为断面热稳定功率极限。在IEEE39节点系统中对该方法的正确性进行了验证。     

多维空间中断面热稳定安全域边界特性

提出一种计及"N-1"约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的构建和分析方法。该方法首先通过计算系统各发电机组出力变化对断面线路的功率传输转移分布因子(PTDF),确定对断面功率传输极限影响显著的敏感机组(机群);以敏感机组(机群)的有功出力为多维空间坐标轴,以潮流可行和"N-1"约束为判据,在多维空间中搜索断面传输极限点并形成断面热稳定安全域的边界。该边界刻画了断面功率传输极限随各敏感因素的变化情况,能为运行控制提供更丰富、更准确的运行信息;更进一步分析表明该安全域边界具有较好的超平面近似特性,便于进一步实现安全域的快速计算和讨论安全域在各种优化控制问题中的应用。文中方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。     

基于灵敏度及粒子群算法的输电断面功率越限控制方法对比研究

针对电力系统运行过程中由于负荷过重或支路开断引起输电断面内部线路可能出现越限的实际问题,研究了有功潮流灵敏度(节点注入有功功率对线路有功功率的灵敏度)和综合灵敏度(考虑各输电断面内部线路有功越限权重时,节点注入有功功率对输电断面有功功率的灵敏度)的计算方法。分析了粒子群优化算法,选取断面处实际功率与目标功率值的偏差为目标函数,得到发电机组出力进行断面越限控制。利用IEEE39网络模型,采用AP聚类算法进行网络的分区及输电断面的识别,对上述两种方法进行了对比分析,验证了两者均可应用于越限控制过程中。     

基于拓扑聚合的输电断面辨识方法与断面传输极限的研究

国内外多次发生的大停电事故表明输电断面是大规模互联电网的薄弱环节。快速搜索出电网关键输电断面并计算出断面极限传输功率,有利于调度部门及时调整运行方式,避免电网发生大面积停电事故。提出利用电网拓扑聚合算法对电网关键输电断面进行搜索。通过对电网邻接矩阵进行简单的矩阵变换操作,将拓扑中临近节点聚合到邻接矩阵的主对角线附近。直接在变换后的邻接矩阵上对电网输电断面进行快速搜索,然后通过潮流分布因子来辨识关键输电断面。利用磷虾群优化算法构造电网关键输电断面极限传输功率的优化模型,准确计算断面极限传输功率。IEEE14节点系统和IEEE39节点测试系统验证了所提方法的有效性。     

计及N-1约束的多维空间断面热稳定安全域边界快速计算

大规模互联电网潮流分布复杂,关键断面的输电极限影响因素较多,呈现出明显的多维特性,因而在多维参数空间中可以更为精细地刻画系统安全运行区域。为此,提出了一种计及N-1约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的快速计算方法。首先,通过分析发电机组出力变化对断面各构成线路的功率传输转移分布因子(PTDF),解析在单一约束条件下机组出力与断面热稳定极限的数值关系;在此基础上提出了顶点搜索策略,形成参数全空间中断面热稳定安全域边界快速求解综合法。该方法结合解析分析和仿真计算两类方法的优点,能够发现参数空间中可能存在的全部热稳定极限约束,快速求得安全域边界的分段近似线性表达式,在多维参数空间中快速准确地刻画系统的安全运行边界。目前,该方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。     

以断面控制为核心的电网调度运行控制体系及系统开发

输电断面是整个电网系统中的薄弱环节,输电断面的识别和控制对系统的安全稳定性具有重要意义。针对当前电网调度断面控制因缺乏顶层设计而难以整合断面辨识和传输极限计算等问题,研究了以断面控制为核心的电网调度运行控制体系及其系统开发。研究了基于二分法的数学模型,计算输电断面的极限传输功率,构建以断面控制为核心的运行体系。并重点讨论各支撑断面控制分析的关键技术。通过本系统在地区电网一年多来的应用证明了该方法的实际效果。     

输电设备过载与断面功率越限在线控制决策

为解决电网实际工况或预想故障下存在的输电设备过载、断面功率越稳定限额问题,提出一种针对输电设备过载与断面功率越稳定限额问题的校正控制与预防控制的在线辅助决策算法。考虑频率安全、控制优先级、调整代价等条件,以直流潮流计算措施、交流潮流校核修正的方式,协调控制直流功率、发电机出力和负荷调整。对于输电设备接近过载或断面潮流接近稳定限额的情况,也可以给出提升安全稳定性的控制措施。测试结果表明,采用并行计算方式计算快速高效。目前,该算法已在智能电网调度技术支持系统投入实际应用。     

暂态稳定断面功率极限区间和关联度指标计算

针对日益复杂的运行情况和系统对安全经济运行的要求,提出了暂态稳定断面功率极限区间和关联度指标计算方法。基于暂态安全稳定量化分析方法获得的预想故障下安全稳定裕度、模式和元件的参与因子,结合功率对输电断面功率的灵敏度计算发电机和负荷对断面功率极限的影响因子,通过发电机、负荷功率调整计算出功率极限的最大值和最小值。基于安全稳定裕度筛选得到输电断面关键故障,采用裕度为权重的加权平均计算发电机和监视母线的综合参与因子,通过发电机和母线参与因子的相关性分析计算两个输电断面的关联度指标。所提出的方法能够为调度运行人员快速掌握当前运行方式下各个输电断面的暂态安全稳定水平,以及彼此之间的交互影响程度提供技术手段,四川电网的算例分析验证了方法的实用性和有效性。     

基于线路功率组成的关键输电断面快速搜索

提出一种基于线路功率组成快速识别与过载支路相关的关键输电断面的方法,为避免发生连锁过载的快速控制算法提供基础。首先根据当前潮流采用基于图论的输电线路功率组成的快速分析方法,计算出每条线路上各发电机与各负荷间实际输送的功率;然后采用基于离差平方和法的聚类分析对线路进行分类,得到各条线路按照与过载线路功率组成相似程度的排序。线路过载后,依序比较回路中线路与过载线路的潮流方向,以判定其是否属于过载线路的并行输电断面。最后通过计算过载线路切除后引起其潮流增加的有功潮流分布系数,判定过载线路的并行输电断面的范围。采用标准IEEE14节点系统进行仿真计算,结果验证了该算法的有效性和可行性。     

考虑热稳定极限下基于受电区域的输电断面自动搜索方法研究

电力系统实际运行通常以监控输电断面作为控制电网运行的重要措施,输电断面一般也是电网的薄弱环节,找出薄弱环节需要通过大量的人工计算分析,并考虑热稳定、暂态功角稳定和暂态电压稳定等多方面约束,费时费力。为提高分析效率,通过对大量实际电网的薄弱环节特性分析,提出了一种基于受电区域的电网输电断面的自动搜索方法,约束仅考虑线路和主变压器的热稳定。根据实时潮流状态,以重载线路和脆弱线路为基础,利用受电区域的层次递进搜索策略及其停止原则,获得供电区域和受电区域之间的联络线,即初始断面,最后根据初始断面的潮流方向以及支路开断分布系数来确定关键断面。算例表明了算法的实用性。     

考虑多重故障的热稳关键断面在线识别方法

受限于内外部环境影响,电网发生多重故障的概率增加,离线计算确定的关键断面在网架结构受到严重破坏时无法准确反映故障后电网的薄弱环节.为此,提出一种考虑多重故障的热稳关键断面在线识别方法.首先通过故障前后支路负载率变化量和潮流方向一致性判别,识别出故障潮流转移通道.然后依据不同故障的潮流转移特征,建立基于开断分布因子的故障...     

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。     

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。     

基于改进PSO算法的风电并网系统电压无功优化研究

以有功网损最小、电压偏差最小和静态电压稳定裕度最大为目标,考虑异步风电机的简化模型对电网的影响,建立能根据风速变化进行实时调节的多目标无功优化模型。通过改进自动调节的惯性权重刷新粒子,提出根据Pareto最优解的拥挤距离形成Pareto最优解曲面,以拥挤距离最大的结果作为全局极值,引导粒子在Pareto最优曲面上分散分布。利用MATLAB编程对IEEE30节点系统进行了仿真计算,结果表明该算法具有实用性。     

考虑动态输送容量机制的电力传输线过载风险评估

传输线动态输送容量(DLR)技术旨在使用动态环境参数计算整定传输线输送容量,相较于传输线静态输送容量整定方法,可真实反映传输线实时传输功率上限.然而,DLR数值的计算依赖于风速、光照强度、温度等不确定性较强且难以准确预测的环境参数,换言之,依照DLR机制整定得到的传输线最大传输功率上限也具有不确定性.若其预测偏差过大,...     

基于改进GN算法的电网关键输电断面辨识方法

输电断面是电网子区域之间的能量传输通道,准确、快速地辨识电网中的关键输电断面,是电力系统安全稳定分析与控制的前提。首先考虑电网源发性扰动造成的系统多项电气量波动,结合熵理论量化电力线路与系统状态之间交互关系,将电力线路加权化处理,构造出加权无向复杂网络模型;然后,按照输电断面挖掘技术要求,对复杂网络理论中的GN算法进行适应性改良,并利用模块度函数确定算法的分裂终止条件,进而实现电网关键输电线路的快速辨识;最后,利用IEEE-39节点系统进行算例仿真,验证了该网络模型与输电断面挖掘算法的有效性。     

结合直流潮流模型的电网断面热稳定极限快速评估方法

电网结构的增强使得系统的热稳定问题日益突出。采用直流潮流的方法对典型等值系统的断面热稳定极限进行了推导,分析了断面设备N-1开断对在运设备有功潮流变化的影响。基于有功潮流的阻抗分配原理,提出了对断面热稳定极限的评估方法和流程,可实现断面热稳定极限和限制故障的快速评估。最后,以河南电网2014年夏季大负荷方式为例,对豫北断面的热稳定极限进行了评估,仿真结果证明了所提方法的可行性。