考虑自动装置控制策略的故障后潮流快速计算方法

大电网交直流故障引发的不平衡功率可能导致局部电网超出稳定极限或中枢母线电压越限,严重情况下会诱发连锁故障或大停电,为了准确模拟故障发生后电网过渡到稳态时的潮流分布情况,确定事故处置策略的有效性,本文提出了一种考虑自动装置控制策略的故障后潮流快速计算方法。根据安控系统、系统保护装置、发电机一次调频、自动发电控制和自动电压控制等自动装置在不同时间尺度上对交直流故障后电网节点有功功率注入量和无功功率注入量的影响,模拟各类自动装置的动作时机和动作策略,形成从故障发生到稳态过程的系统潮流,从而确定过载设备、潮流越限稳定断面和电压越限关键母线,为大电网在线控制决策提供依据。通过对实际电网在线数据的案例分析验证了该方法的有效性和实用性。     

基于电压灵敏度的交直流电力系统静态电压安全域评估方法

特高压直流可能导致近区电网潮流分布不合理,造成电压越限。针对这一问题,提出了一种基于灵敏度分析的交直流混联系统静态电压安全域的快速评估方法。首先结合直流系统准稳态模型得到交直流系统潮流方程,通过对系统功率方程求偏导数得到节点注入功率和支路导纳对电压的灵敏度,进一步给出基于灵敏度的节点电压变化量计算方法。然后设置预想故障集,并将其中的事故等值为节点功率扰动与支路导纳的变化,计算出各种事故后节点电压的变化量。最后基于电压变化量最大值和最小值评估静态电压安全域,给出具体的节点电压安全运行范围。通过对四机两区域的交直流系统及江西500 kV电网的仿真,验证了所提出的评估方法的可行性。     

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AGC的稳定断面潮流控制的设计与实现

随着云南电网的迅猛发展,断面稳定输送功率越限问题日益突出.传统的自动发电控制(AGC)在安排机组出力时只考虑机组的调节能力,未考虑整个系统的安全约束,在控制中易引起稳定断面的越限.文中提出将AGC与安全约束调度、灵敏度分析、超短期负荷预报有机结合,在AGC中实现稳定断面有功传输功率的控制,从而构成安全稳定闭环控制系统.在云南电网的实际工程应用表明,该方法可以有效地将稳定断面有功功率控制在允许范围内,保证电力系统的安全稳定运行.     

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。     

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。     

电网系统保护在线监视研究及典型应用

为应对复杂交直流大电网出现的新型安全稳定问题,我国正在积极开展系统保护建设,由于其覆盖范围广泛、控制资源众多、控制策略复杂、动作影响巨大,因此实时调度运行中须全面掌握系统保护运行状态并动态优化动作策略。文中首先提出了大电网系统保护在线监视及策略优化的总体框架,主要包括状态监视、仿真建模、在线校核、策略优化等主要环节。随后,探讨了各环节中关键技术的基本思路,重点论述了策略优化辅助决策的具体方法,主要探讨了频率越限辅助决策和断面潮流越限辅助决策。最后,给出了在华东电网频率协控系统、华中电网天中直流受端协控系统中的典型应用,验证了文中方法的有效性。     

考虑多级断面约束的月度火电机组组合方法

日益复杂的电网网架结构和调度运行需求使得机组组合优化问题非常棘手。该文依托某省级电网实际工程,兼顾电网"三公"调度,提出一种多级断面约束下机组组合优化方法。将电站后续负荷率作为启发信息,以系统备用容量是否充足作为判别条件,确定机组开启和调停顺序,迭代修正机组开机方式;提出多级断面校核及修正策略,基于对网络拓扑结构的精准描述,采用从低压至高压逐级安全校核、越限断面修正、过载负荷转移等系列措施,实现了断面越限的识别和校正控制。电网火电机组组合模拟运行结果表明,得到的机组组合方案是合理可行的,能够满足多级断面安全控制要求,比实际调度能更好地保证各电站电量的完成进度。     

大型风电机组限功率运行特性分析及其优化调度

近年来大量风电场的并网给电网安全运行带来困难,为此电网调度部门对所辖风电场提出了严格的限发要求。变速风电机组需要从传统的最大风能利用运行模式向限功率运行模式转变,由于风力机功率特性具有强非线性,运行模式的改变对风电机组以及风电场的控制策略提出了更高的设计要求。提出了一种考虑风电机组限功率运行状态优化的风电场功率调度策略。首先,基于小扰动分析方法分析了限功率运行下风电机组非线性模型的稳定特性;然后,提出了一种限功率运行状态评价指标;接下来,建立了风电场功率调度多目标优化模型,并基于遗传算法设计了求解策略。最后,结合实际算例验证了所提调度策略的有效性。     

基于改进Apriori算法的直流闭锁受端断面越限调整策略

当发生特高压直流闭锁故障时,会实施一系列调控措施填补受端电网的功率缺额。针对一、二次调频之后存在的断面越限问题,提出了一种基于改进Apriori算法的断面越限调整策略。首先,采用动态潮流算法进行闭锁故障仿真,根据灵敏度方法对断面越限进行调整,再提取调整信息,经过数据处理,形成机组、负荷调整策略和断面状态变化情况数据库。然后,对Apriori算法进行改进,将前项约束为机组、负荷调整策略,后项约束为断面状态变化情况,通过关联分析得到调整策略与断面状态变化情况之间的强关联规则。最后,对锦苏直流闭锁故障进行仿真及关联分析来验证所提方法的有效性,结果表明,改进后的Apriori算法大大减少了无效规则的产生,通过关联分析可得到对断面调整有效的强关联规则,为电网的断面越限调整提供决策依据。     

含多端柔性直流电网的调度计划优化建模

发展建设多端柔性直流电网为大规模风光等清洁能源并网提供了一种新的技术手段。当直流电网与交流电网紧密耦合时,电网调度运行业务中的传统调度计划应用由于缺少对直流控制单元、交直流互动方式、直流电网潮流约束等问题的考虑,在调度对象、计划模式、平衡策略及交直流双侧网络约束等方面均缺少考虑。针对上述问题,提出了含多端柔性直流电网的调度计划优化建模方法。该模型可灵活处理交直流互动方式,新增了直流电网有功平衡及交直流双侧网络传输限额等约束,为直流电网纳入传统调度计划应用提供了一种建模策略。将所述模型应用于5端直流与新英格兰10机系统相结合的电网,验证了模型在处理交直流互联电网调度计划方面的灵活性及有效性。     

基于控制目标松弛的输电设备过载预防控制在线决策

基于有功灵敏度的线性规划模型可快速有效地进行预防控制策略求解,但是由直流潮流法得到的有功灵敏度忽略了电压和网损的影响,导致预防控制策略结果难以满足交流潮流校核计算精度要求。为此,文中提出一种基于控制目标松弛的输电设备过载预防控制在线决策方法。首先,根据过载安全裕度确定参与控制的关键设备及对应预想故障下的有功灵敏度;然后,通过聚类分析对有功调整措施的搜索空间进行降维;接着,建立过载预防控制在线决策的线性规划模型;最后,按预防控制的有功精度将关键设备的有功限额按档位进行松弛,根据交流潮流校核结果确定最优解的搜索方向,不断逼近最优解。通过实际电网的算例分析验证了所提方法的正确性和有效性。     

交直流混联系统连锁故障搜索模型及故障关联分析

随着大规模直流输电系统的相继投运,交直流耦合问题突出,连锁故障的风险加剧。首先,针对交直流混联系统建立了一种用于故障快速筛选的事故链搜索模型。该模型包括交流侧故障搜索模型和直流故障判断环节两部分:前者计及了支路对直流运行的影响度和结构重要度,并形成停运概率初筛后风险优先的搜索策略;后者将交流系统中短路故障开断和无故障跳闸开断区分开,分别考虑与直流系统的关联情况。其次,提出了一种考虑项序和事务权重的Apriori算法进行故障关联分析,筛选出威胁系统安全的强关联规则。仿真结果表明,所提方法能高效搜索出直流退出运行的故障演化路径,并有效识别危及系统安全的强关联规则。     

基于深度学习的特高压直流闭锁故障智能调度决策

针对特高压直流闭锁故障的处置策略问题,提出一种基于深度学习的故障特征建模方法及故障后电网调度策略生成方法,所提智能调控决策依据电网直流故障特征和运行环境信息,通过大数据驱动模型训练得到故障后的调度策略。首先根据故障环境信息,利用故障影响相关性提取有效故障信息,构建故障特征模型。然后介绍深度学习类神经网络原理和多层感知器模型,提出利用深度网络提取训练故障前后运行特征,自动生成调控策略的思路。之后利用反向传播算法构建深度学习框架,通过不断计算损失函数和准确率修正训练模型,自动生成有效故障处置策略。最后利用锦苏直流特高压线路相关的电力系统验证了所提方法的有效性。     

交直流电力外送通道的协调控制分析

针对高压直流大功率运行时发生换相失败、再启动等故障可能引起大量不平衡功率在送端交流电网涌动甚至造成交流电网解列的问题,对比了受端故障引起的直流故障与人工设置直流故障的影响,发现用人工设置直流两次同时换相失败代替扫描受端交流故障可兼顾安全性和可操作性。比较了定功率总和情况下直流不同功率组合故障时对送端交流断面的功率冲击,提出了用直流功率之和作为分档标准。分析了送端电网开机位置及容量对直流冲击的支持作用,提出了送端交流电网开机容量分档控制策略。应用PSASP软件分析了满足直流满功率运行对交流外送断面的约束以及保证交流外送断面能力对直流功率的需求。提出了交流断面的预控策略,在保证电网安全的基础上可提高交直流协调外送能力。     

基于一致性耦合关联的交直流混合配电网协调能量管控

交直流混合配电网是未来电网的一个重要形态,其能量管控研究具有重要意义。对多源并入的交直流混合配电网搭建局部和区域双层调度模型,提出交直流混合配电网的分布式调度优化策略。在局部调度层,考虑可再生分布式能源和储能设备联合出力,保证对负荷的平稳供给,并将优化调度结果上传给区域调度层;在区域调度层,对交流区域和直流区域各自进行独立优化,充分考虑各区域的自主运行特性,同时满足交直流混合配电网的运行约束条件,并提出基于一致性理论的分布式能量管控方法,获得最优可行解。算例结果验证了所提策略的有效性。     

电网调度操作的风险后果值建模及应用

现代电力系统的调度操作具有复杂性和不确定性的特点,传统经验型电网调度面临严峻的考验。将风险后果值计算引入大规模电网的调度操作中,针对调度令分解而成的每一项操作步骤,提出了操作态和操作发展态的概念,并分别建立了操作态风险后果值和操作发展态风险后果值的计算模型;在风险后果值量化指标方面,从设备重载、断面潮流越限、电压越限和负荷损失4个维度建立了一套能够综合反映电网调度操作风险水平的后果值指标体系;在此基础上,进一步通过对指标的归一化和同度化处理,来量化评估每一项操作步骤的综合风险后果值以及整条调度令的整体风险后果值。最后,将所建立的调度操作风险后果值模型应用到广东电网。计算结果表明,所提出的模型是有效的,适用于实际大规模电网,且在应用过程中能发觉调度令中的高风险操作环节,为从拟令这一电网调度的源头环节上规避可能潜在的风险提供了辨识方法。     

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。     

交直流混联电网连锁故障特征事件智能溯源及预测方法

交直流混联电网跨区连锁故障严重威胁电网安全,调度运行面临巨大压力和事故风险.文中提出了融合知识图谱和机器学习算法的特征事件智能溯源及预测方法,实现连锁故障事故链的在线溯源和预测.将电网运行状态量和故障信息作为输入特征量,结合物理机理分析和皮尔逊系数法提取关键特征量,通过支持向量机判断特征事件间的关联关系.建立两层级的知识图谱结构,通过检测到的特征事件类型匹配上、下层事件的关联关系.根据特征事件关联关系判断结果和时序特征,基于深度优先搜索策略识别连锁故障演化路径.通过对实际电网在线数据的案例分析验证了该方法的有效性.