多运行方式下恢复交直流系统潮流可行域的控制策略

电力市场化后,电力系统将运行在更加接近稳定约束边界的状态。当系统按正常网架运行时,由节点负荷和发电机出力确定的运行方式随时都在变化,系统可能在某些运行方式下出现不满足稳定约束条件的情况。针对一系列预想故障,提出了一种多运行方式下交直流互联系统静态电压稳定的预防控制策略,以使系统在所有的运行方式下对N-1情况都运行在潮流可行域范围内。以潮流雅可比矩阵的最小模特征值确定系统的最严重预想故障,根据节点注入无功对最小模特征值的参与因子,挑选出在恢复潮流可行域的优化计算中需要切除负荷和调整发电机出力的节点,并配合调整直流变量恢复系统至可行域范围内。算例分析表明所提方法是有效的。     

考虑动态电压安全的发电机有功出力最优调整

在灵敏度方法的基础上,以系统当前运行点与最近的电压崩溃点的负荷几何距离作为电压稳定指标,提出了有效提高系统稳定裕度的发电机有功出力调整方案。在开放输电环境下,系统发生N-1故障后,首先进行电压稳定裕度分析,对于不满足系统安全运行要求的状态,计算发电机有功出力对稳定裕度的灵敏度,并以此为基准调整发电机有功出力,从而增大系统稳定裕度。IEEE 57节点系统仿真算例验证了所提出方法的有效性。     

交直流系统发电机故障电压稳定评估快速算法

高压直流输电给电力系统电压稳定的研究带来了新的挑战,适合于在线电压稳定评估的快速算法的开发显得尤为重要.针对发电机故障情况下采用线性灵敏度快速算法进行交直流系统电压稳定评估.在直流系统典型控制方式下,应用内点法求取故障前崩溃点处的负荷裕度,在崩溃点处将潮流方程线性化,快速求取除平衡节点发电机以外所有可能发电机故障情况时的负荷裕度.通过对IEEE30节点系统进行仿真证明该算法的可行性.     

交直流系统发电机故障电压稳定评估快速算法

高压直流输电给电力系统电压稳定的研究带来了新的挑战,适合于在线电压稳定评估的快速算法的开发显得尤为重要。针对发电机故障情况下采用线性灵敏度快速算法进行交直流系统电压稳定评估。在直流系统典型控制方式下,应用内点法求取故障前崩溃点处的负荷裕度,在崩溃点处将潮流方程线性化,快速求取除平衡节点发电机以外所有可能发电机故障情况时的负荷裕度。通过对IEEE30节点系统进行仿真证明该算法的可行性。     

获取电力系统运行方式的约束潮流方法

提出一种获取电力系统运行方式的约束潮流方法。该方法通过松弛多台发电机出力来提高潮流解域,再利用对松弛发电机出力及节点电压幅值进行限制来保证潮流解的合理性。将约束潮流模型转化为非线性优化问题,用原对偶内点法进行求解,即可获得电力系统的一种可行运行方式。该方法对于病态潮流可以扩大其收敛域,对于潮流无解问题,可以根据发电机出力完全松弛时的潮流解来调整其它发电机出力。在增广直角坐标下,该方法求解所用海森矩阵全为非常稀疏的定常矩阵,可提高程序设计效率。IEEE 118节点系统和陕甘联网系统的仿真结果证明了所提方法的有效性和灵活性。     

计及发电机调节能力的电压稳定约束最优潮流

考虑了正常工况与重负荷工况下的系统静态安全运行约束,以及系统由正常工况转移到重负荷工况时的发电机调节能力约束,提出了一种计及电压稳定裕度的最优潮流模型.采用非线性原对偶内点法求解该模型,可以同时得到正常工况下的最优发电机出力分配,以及重负荷工况下的可行发电机出力分配.经IEEE14节点系统的仿真计算,验证了本文提出的模型与算法.     

考虑参数空间潮流可行域的交直流混合微电网下垂系数选取

孤岛运行模式下,交直流混合微电网中的分布式电源逆变器的下垂系数会影响系统潮流可行域,而传统的下垂系数由逆变器的容量、频率和电压调节范围决定,并未充分考虑这一影响。针对上述问题,首先建立了考虑逆变器控制方式的交直流混合微电网潮流计算模型,基于此提出了参数空间下的潮流可行域快速计算方法,进一步分析了下垂系数对潮流可行域的影响,综合考虑负荷稳定裕度和小信号稳定因素求取下垂系数最优值。最后,针对改进的12节点的交直流混合微电网算例进行仿真计算,验证了所提方法的有效性与适用性,与传统方法相比系统电压稳定裕度显著提升。     

考虑电压因素的电力系统输电阻塞调度

针对开放输电环境下出现的由于电压稳定因素造成的输电阻塞问题,提出了一种考虑电压稳定的输电阻塞调度方法.该方法在传统的最优潮流优化算法的基础上,用负荷裕度指标作为系统电压稳定性的指示器,结合连续潮流算法对系统在正常状态和N-1事故状态下的电压稳定性进行分析,如果出现由于电压稳定约束造成的输电阻塞问题,将计算发电机有功出力对负荷裕度的灵敏度指标,以此作为依据调节发电机有功出力来增大系统负荷裕度,解决输电阻塞问题.该算法在6节点系统的应用效果表明了其有效性.     

计及发电机调节能力的电压稳定约束最优潮流

考虑了正常工况与重负荷工况下的系统静态安全运行约束,以及系统由正常工况转移到重负荷工况时的发电机调节能力约束,提出了一种计及电压稳定裕度的最优潮流模型。采用非线性原对偶内点法求解该模型,可以同时得到正常工况下的最优发电机出力分配,以及重负荷工况下的可行发电机出力分配。经IEEE14节点系统的仿真计算,验证了本文提出的模型与算法。     

基于功率增长优化模式的交直流电网可用输电能力计算

针对交直流混合电网输电能力计算这一问题,建立包含多端直流系统的交直流电网可用输电能力（available transfer capability,ATC）的计算模型,提出一种主从迭代连续潮流算法,针对常规连续潮流算法中节点功率的恒功率因数增长模式,提出采用模态分析技术从考虑静态电压稳定的角度,找出一种对特定区域间ATC影响最大的负荷增长方式;发电机出力调整采用经济调度模式,实现了考虑静态电压稳定约束、兼顾安全性与经济性的ATC计算。将直流系统灵活的控制及调整策略以安全合理性原则融入迭代过程中。改进的IEEE30节点系统算例表明：所采用的节点注入功率优化模式及主从迭代连续潮流法能计算交直流电网的考虑静态电压稳定约束的安全经济的ATC,还能指出对系统ATC影响大的关键节点。     

考虑源荷频率特性的含风电交直流系统概率连续潮流方法

针对传统连续潮流方法难以适应大规模风电接入交直流互联系统的实际情况,提出了一种含风电交直流系统概率连续潮流计算方法。该方法在兼顾常规机组调频特性和负荷电压/频率静特性基础上,进一步考虑风电出力随机性、直流控制方式和频率波动偏差约束,建立考虑电源调频和负荷电压/频率静特性的含风电交直流系统概率连续潮流方程;通过其修正方程的雅可比矩阵,推导能反映频率波动、风电出力和控制方式等因素的负荷裕度灵敏度指标;基于统一迭代法,结合蒙特卡洛方法和预估-校正方法获取系统N和N-1状态时多场景潮流解和负荷裕度。最后,修改的IEEE 39节点系统算例仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

缓解电压紧张的出力调整策略及算法

通过分析负荷节点和发电机节点参与因子的物理涵义,提出将参与因子应用于发电机出力调整方案以缓解电压紧张。该方法通过对未化简的雅可比矩阵进行模态分析求得参与因子,用参与因子指导发电机有功功率再调整;采用连续潮流法计算调整过程中系统运行状态的变化,以无功网损为间接指示指标来监视系统电压态势的改善情况。IEEE 39节点系统的仿真结果验证了所提出的考虑机组参与因子的发电再调度方法可以一定程度地改善系统的电压态势,提高电压稳定裕度。     

基于暂态能量裕度灵敏度计及暂态稳定约束的优化潮流计算

提出了一种基于暂态能量裕度灵敏度的含有暂态稳定约束的优化潮流算法.它用时域仿真法对系统进行暂态稳定分析,提前滤除不失稳故障,并结合混合法计算失稳故障的能量裕度.依据最严重故障的能量裕度与发电机有功出力变化量的近似线性关系及能量裕度对发电机有功出力的灵敏度来调整发电机的有功出力.在计算程序中充分运用变步长搜索策略提高了计算效率,对考虑多个预想故障的含有暂态稳定约束的优化潮流问题具有良好的全局收敛性.最后通过IEEE 30节点系统和IEEE 57节点系统验证了该方法的有效性.     

用时序模拟法评估超高压输电网络运行的可靠性

在考虑系统不同调度运行方式下负荷的实时变化、线路的检修计划和多重故障、以及母线、变压器的相关故障等情况下,通过时序模拟法模拟系统实际运行状态,以下次事件推进原则调整模拟时钟,用交流潮流对系统进行分析,其结果作为线路过负荷和节点电压越限的判据。并采用灵敏度法调整发电机出力和削减负荷量,避免维数灾难问题,依据算法编制可靠性评估软件。用实例证明算法合理性和可行性。     

断面安全约束下发电可行域实用分析方法

针对市场环境下调度计划月度安全校核存在时间跨度大、负荷以及新能源出力预测精度差、交易电量的不确定程度高等问题,提出构建发电可行域的工程实用方法。首先,基于各发电机出力相对于关键断面的有功灵敏度,结合机组的地理位置,对全网机组进行分群;然后,提出构建发电可行域的基态潮流确定方法;在此基础上,以主导发电机群的总出力为横坐标,以系统总负荷为纵坐标,构建系统在不同负荷水平下的主导发电机群发电可行域;最后,根据系统运行方式对发电可行域进行在线修正。以某省级电网为例,验证所提方法的可行性。     

断面安全约束下发电可行域实用分析方法

针对市场环境下调度计划月度安全校核存在时间跨度大、负荷以及新能源出力预测精度差、交易电量的不确定程度高等问题，提出构建发电可行域的工程实用方法。首先，基于各发电机出力相对于关键断面的有功灵敏度，结合机组的地理位置，对全网机组进行分群；然后，提出构建发电可行域的基态潮流确定方法；在此基础上，以主导发电机群的总出力为横坐标，以系统总负荷为纵坐标，构建系统在不同负荷水平下的主导发电机群发电可行域；最后，根据系统运行方式对发电可行域进行在线修正。以某省级电网为例，验证所提方法的可行性。     

恢复潮流可行解的优化控制策略

针对一系列预想故障,提出了一种恢复潮流可行解的优化控制策略。该策略采用恢复潮流解和恢复可行解的两步法,以最小控制代价为目标,把恢复系统可行解的控制问题转化为一类非线性规划问题求解。针对无潮流解的故障,利用最优切负荷算法恢复潮流解,同时利用模式分析法研究了节点注入无功功率对应关键电压失稳模式的参与因子,这些参与因子决定了在随后恢复可行解的过程中负荷切除和发电机出力调整的优先权。采用考虑离散变量的原—对偶内点法求解上述非线性优化问题。算例仿真表明,通过模式分析选择优化变量减小了优化问题的规模,提高了优化计算的收敛速度。     

考虑三重潮流约束的有功出力方式优化

为使系统以更安全的方式度过高峰负荷点,提出一种考虑三重潮流约束的有功出力方式优化模型.该模型分别在当前运行点、高峰负荷点和电压稳定临界点处建立潮流方程,通过对当前运行点的有功出力和高峰负荷点的出力增量同时进行优化,更有效地提高了电网的负荷裕度.最后,在IEEE14和118节点系统上验证了所提模型和求解方法的有效性.     

交直流互联系统节点PV曲线的求取

针对交直流互联系统电压稳定性的计算问题,给出了交直流互联系统各节点PV曲线的求取方法。该算法采用基于统一迭代法的连续潮流法,在临界点附近采取缩小步长的策略,可以精确求出整个PV曲线并得到精确临界点。研究了负荷和发电机出力的不同变化方式及各种直流控制方式对PV曲线的影响等问题,并做了系统实例计算。计算结果表明,文中提出的算法能快速完整地得到交直流互联系统PV曲线。     

考虑静态电压稳定的有功出力方式优化综述

调整发电机有功出力方式可以有效地提高系统的电压稳定裕度,但对其作用目前还缺乏相应的认识.综述了调整发电机有功出力方式以提高系统电压稳定裕度的优化模型及其求解方法,针对现有文献的不足,从模型的求解、约束条件的处理、经济性和安全性的相互协调、负荷增长不确定条件下的有功出力方式优化等方面指出了下一步的研究方向.