大型互联电网可用输电能力分解计算法

中国区域电网间能源分布不均衡,要将大型能源基地的电能进行大容量远距离传输,因此,计算大型互联电网可用输电能力(available transfer capability,ATC)十分必要。然而,由于完整数据收集较为困难,大型互联电网的ATC无法直接计算。针对上述问题,提出种大型互联电网ATC的分解计算法。其基本原理是:按照自然分区,将大型互联电网划分为若干可直接计算出ATC的子系统,然后,根据子系统间的串联或并联关系,基于已得到子系统的ATC间接计算大型互联电网的ATC。分别建立了串、并联确定性ATC与概率性ATC的计算模型;在计算子系统ATC时,运用了Ward等值思想对其余系统进行等效,可有效处理子系统间复杂连接的情况。算例结果验证了所提计算原理的正确性和计算方法的可行性。     

跨区域互联电网的可用输电能力计算方法

为确保电网安全,保证跨区域电力交易的正常进行,提出了计算跨区域互联电网可用输电能力的方法。相比于其他方法,该方法仅需交换边界节点电压和购电用户有功负荷增长量即可准确地计算出跨区域互联电网的可用输电能力。首先,建立了适用于可用输电能力计算的外网等值模型,使各个区域从互联电网中解耦。同时,建立了虚拟的平衡节点和自动调节的边界注入功率,使各个区域可以进行独立的潮流计算。然后,采用分布式潮流计算对区域电网的潮流进行校正,旨在减小各个区域电网潮流计算的偏差。最后,根据定义计算出了跨区域互联电网的可用输电能力。通过IEEE 118节点系统的仿真计算,证明了该方法的有效性和准确性。     

考虑电压和暂态稳定性的可用输电能力计算

提出一种同时考虑电压和暂态稳定约束计算可用输电能力（available transfer capability, ATC）的新方法。首先以ATC为目标,通过最优潮流法求得在最优点（负载能力最大点）的发电机出力;然后以追求系统暂态稳定裕度最大为目的,优化系统中各发电机的出力,并以此确定连续潮流最优的发电机出力增长方向;最...     

基于参数化潮流模型的可用输电能力改进算法

提出一种基于参数化潮流模型的大型互联电网可用输电能力改进算法。该方法建立在重复潮流法的框架下,利用连续潮流模型改进原有计算过程,通过主从迭代解决潮流分析中的收敛性与稳定性问题,并计及功率增长方向对结果的影响;约束校验过程中将故障参数化,通过建立连续潮流模型来辨别潮流无解时系统是否真实失稳;多断面功率控制过程中将断面功率参数化,建立连续潮流模型改进功率调整过程。通过CEPRI 36节点系统与实际大型互联电网的算例验证了所提算法的有效性以及对潮流收敛性较差系统的适应性。     

一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力计算的新方法

提出了一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力计算的新方法。采用约束转换技术处理系统动态方程中的微分方程，将函数空间的优化问题转换为Euclidean空间的优化问题，并利用非线性互补方法求解。该方法以原一对偶内点法为基础，通过引入一个特性函数来处理互补性条件，克服了原对偶内点法在每次迭代中都必须保持正方向的缺点，在效率上有很大的提高。该文以7节点系统和36节点系统的计算结果为例证实了该方法的有效性和合理性。     

考虑暂态稳定约束的可用输电能力的计算

基于传统的最优潮流模型及多机电力系统的经典数学模型,利用隐式梯形积分法,将电力系统中所有发电机转子摇摆方程差分化为等式约束、发电机转子相对摇摆角稳定极限作为不等式约束,将其作为暂态稳定条件加入最优潮流的等式约束和不等式约束方程中,提出了一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力计算的计算方法,用原始-对偶内点法求解该模型,并通过引入一个非线性互补函数改进原对偶内点法中的互补松弛变量在每次迭代中都必须保持正向的缺点,使优化问题的求解效率得到提高。14节点系统计算为例说明了该方法的有效性。     

快速计算电网可用输电能力的交流灵敏度方法

在电力市场环境下，可用输电能力(ATC)是反映输电设备可用于能量交易的剩余容量的重要指标。ATC一旦确定后，快速估计出系统参数变化对输电能力的影响具有很大的实际应用价值。文中首先基于连续潮流方法，考虑输电支路的过负荷约束、发电机有功及无功出力约束和节点电压约束，计算出ATC的值；然后推导出ATC对多种运行参数摄动的一阶灵敏度计算模型，运行参数包括节点负荷功率、发电节点端电压以及给定的能量交易，这些灵敏度系数能够很快地计算；最后，使用了IEEE30节点系统的算例来验证文中所提出的方法的有效性和快速性。     

考虑暂态稳定约束的可用传输能力计算

提出了一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力(ATC)的计算方法。建立了在传统的静态ATC模型中加入暂态稳定约束的有效方法,并在此基础上给出了动态ATC问题的优化计算模型。同时提出了求解动态ATC问题的内点非线性规划算法。该算法不仅具有强大的处理等式约束和不等式约束的能力,而且具有良好的收敛性,能够有效求解动态ATC问题。所提出的模型与算法已在若干系统得到了验证,文中以IEEJ-WESTlO和IEEJ-WEST30系统的计算结果为例说明了该方法的有效性。     

大型互联电网最大输电能力的自动求解算法

研究了制约最大输电能力自动化计算的主要问题,即系统过渡过程中的潮流收敛性问题。针对收敛性差的网络,提出了基于时域仿真的病态潮流算法。该算法从时域仿真计算的角度,将一系列求解潮流非线性方程组的问题,转换为在较小的缓慢扰动下的时域仿真求取系统稳定运行状态点的问题。通过对全国联网的数据进行仿真计算,验证了所提算法的有效性。在此基础上对自动计算大型互联电网最大输电能力的算法进行了详细设计。结合实际电网调度运行部门计算考虑暂态稳定约束的最大输电能力的流程,将所提算法在电力系统分析综合程序(PSASP)中进行了实现。     

暂态稳定约束的可用输电能力计算

提出了一种基于暂态约束的最大可用传输容量的发电计划调整方法,利用单机等面积定则原理(SGEAC)对预想事故快速扫描、找出严重故障,并计算出临界机组的功率转移量的估计值,进而提出发电计划调整策略.该方法既具有时域仿真方法的精确性与良好的适应性,又能获得单机稳定裕度.与其他能量函数相比,该方法不必进行失稳模式的判别,避免了穷尽式搜索,能够适应多重故障、多摆失稳场景和不同的失稳模式.同时,该算法对所有严重故障集同时处理,满足了实时预防控制的要求.通过对不同失步模式的实例分析验证了所提方法的有效性.     

计及FACTS装置的可用输电能力计算

利用功率注入法,建立广义统一潮流控制器(generalized unified power flow controller,GUPFC)和线间潮流控制器(interline power flow controller,IPFC)的数学模型。将GUPFC和IPFC的目标控制约束及运行约束即内部功率平衡约束和考虑等效功率注入模型的潮流约束嵌入到最优潮流计算模型中,得到计及GUPFC和IPFC的可用输电能力(available transfer capability,ATC)计算模型,并利用跟踪中心轨迹内点法对模型进行求解。IEEE-30节点系统的仿真计算显示GUPFC对节点电压和多条线路甚至某一子网络潮流的灵活控制能力及IPFC对线间潮流的合理分配能力;同时验证模型和算法的有效性和可行性。     

考虑合理安全原则的大型互联电网在线传输极限计算

传统的重复潮流法传输极限计算模型,对所考察时段可能出现的运行方式及需要校核的故障集缺乏明确的规定,使计算结论有较大的不确定性。为弥补该缺陷并保证传输极限值能较好地指导电力生产,提出用合理安全原则改进重复潮流法。据此形成一种适合于大型互联电网的在线传输极限算法。该算法采用最易失稳的机组调节次序使计算结论有较好的安全性。通过以下措施使计算过程符合大型电网的实际:针对不同的电网状况采用不同的断面功率增长方式;用同时控制多断面功率的潮流调整算法考虑相邻断面功率对被研究断面的影响;用各种安全限制措施约束潮流调整过程;只校核与断面相关的故障。用实际工程算例证明算法的有效性。     

电网区域间可用输电能力的计算方法分析

分析了在计算可用输电能力(available transfer capability,ATC)时考虑的2种容量裕度的含义及使用容量,对基于确定性模型和概率性模型的各种ATC计算方法及其优缺点进行了比较和分析,指出ATC在实际计算时仍存在的一些问题,提出应从总体上进行优化算法的设计、采用混合优化结构、探索新策略等方面入手解决存在的问题。     

计及发电报价的可用输电能力的计算

提出了一种在电力市场环境下考虑发电报价的可用输电能力计算方法。该方法以优化潮流为基础,建立了在系统每一运行点都能根据发电机组的报价经济分配其有功出力的最优化计算模型,其优化目标函数选择送电区域所有发电机组有功发出力累加值为最大,同时该区域的发电总报价为最小。文中给出了求解该优化问题的近似半光滑牛顿算法,求解过程中利用分裂算法,有效地缩短了计算时间。通过对IEEE30节点系统进行仿真计算,验证了该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。     

计及可中断负荷的电力系统可用输电能力计算

为分析需求响应对系统可用输电能力的影响,提出一种开放电力市场环境下可用输电能力的计算方法。以可中断负荷这一典型的需求响应资源作为研究对象,构建考虑负荷服务实体和独立系统运营商不同利益需求的双层优化模型:上层模型以负荷服务实体的成本最小为目标,确定参与需求响应的用户;下层模型以发电总报价最小为目标确定节点边际电价,同时实现经济调度。将根据需求响应和发电机组报价分配的有功功率作为基态,在此基础上计算区域间可用输电能力。求解双层模型时,运用下层经济调度模型的KKT条件可将双层优化问题转化为均衡约束数学规划问题,根据强对偶理论消除约束中的非线性项,将原模型转化成混合整数线性规划模型。最后,在GAMS环境下调用CPLEX求解化简后的数学模型。通过对PJM-5节点、IEEE 30节点、IEEE118节点和IEEE 300节点系统的仿真计算,验证了所提方法的可行性和有效性,以及在可用输电能力计算中计及需求响应的必要性。     

Stochastic-Algebraic Calculation of Available Transfer Capability

Power systems are stochastic in nature due to uncertainty in bus loading and transmission system asset status. The available transfer capability (ATC) is a measure of "available capacity" in a power transmission system beyond already committed uses, i.e., beyond base case loading. To render the ATC as a more realistic measure of transmission availability, a stochastic calculation of ATC is proposed. A stochastic power flow algorithm can be used to help quantify and evaluate the uncertainty of the ATC. The limitations considered in the stochastic ATC calculation algorithm are: transmission thermal rating limits; bus voltage magnitude limits; and transmission circuit outages. The stochastic-algebraic calculation of ATC is described and tested using a reduced order WECC 179 bus system     

考虑暂态稳定约束的概率水平下ATC计算

目前,可用传输容量多用作一种技术性指标,而较少结合市场信息提供商业可行性特征。文章针对暂态稳定问题比较突出的互联电网,提出了一种融入市场特征的可用传输容量计算模型,通过统一考虑暂态稳定约束和发电机的出力概率,利用暂态能量函数和数值仿真,计算一定概率水平下区域间的可用传输容量。算例分析结果表明,所提模型能够为跨区交易提供较合理的市场信息。     

计及电—气互联能源系统安全约束的可用输电能力计算

电力系统可用输电能力(ATC)定义了不同区域间的功率交换能力,ATC信息对于电力市场参与者而言至关重要。然而,随着以天然气为一次能源的燃气轮机(NGFPP)发电比重的显著提升,传统ATC计算并没有考虑NGFPP的一次能源供应以及天然气系统的运行约束,显然并不恰当。为此,文中研究了计及电—气互联能源系统静态安全约束的电力系统ATC计算,提出了电—气互联能源系统静态安全域的概念。采用基于线性预测的连续潮流法求解,以线性预测法辨识制约ATC的关键约束,不仅实现了ATC的快速、准确计算,而且为天然气系统运行状态的调整提供了参考。最后,算例分析验证了文中所述方法的适用性。