省级电网电压暂降评估与工业用户潜在供电点优选

针对省级电网大多节点缺乏电压暂降实测数据和评估结果,从而造成工业用户入网缺乏依据的问题,提出了仿真计算省级电网节点电压暂降指标以及优选工业用户潜在供电点的方法.为了更准确地评估节点电压暂降水平,提出了省级电网的仿真计算范围,并考虑了因仿真范围扩大而凸显的不同电压等级线路的故障率和故障类型比例的差异性;考虑10 kV电压等级线路故障,扩展电网调度部门10 kV电压等级线路的BPA模型数据,并实现自动调用BPA并行仿真计算得到电网侧的节点暂降指标;引入暂降关联成本的概念,综合考虑电网侧暂降指标、用户侧负荷暂降耐受力、暂降经济损失以及专线架设费用等因素,优选潜在供电点;通过对某省电网进行实例分析,验证了所提方法能有效避免电压暂降过评估或欠评估问题,为工业用户优选潜在供电点提供参考.     

电网结构对电压暂降传播的影响及其量化分析方法

有效的电压暂降治理方法对减少用户经济损失起着重要的作用。现有电压暂降治理方法基于随机预估等方式获取电网各节点的电压暂降水平,从而针对暂降严重的节点进行治理,但这些方法仅能量化暂降水平的大小,难以分析造成暂降严重的根本原因,治理效果亟待提高。其本质原因在于忽视了电压暂降在电网中的传播规律和电网结构对电压暂降的影响机制。为此,对电压暂降受电网结构属性的影响进行分析并对其量化方法开展研究。首先,基于电网故障模型分析电压暂降幅值与电网结构的关系,并将监测周期内多次故障下电网所有节点电压平均幅值构成的序列定义为电压暂降模式,以挖掘电压暂降受电网结构属性的影响;然后,通过分析电压暂降的传播特性,从电网拓扑属性和物理属性出发提出电压暂降结构性指标,从电网节点规模程度、聚集程度、传播效率和支撑能力等不同的方面量化电网结构对电压暂降的影响;最后,提出电压暂降受电网结构影响程度的综合评估方法,为电网侧电压暂降治理提供决策支持。基于IEEE 30节点系统的仿真结果验证了所提方法能够反映电网结构对电压暂降的影响规律,以敏感用户接入电网的规划为例,验证了所提结构指标有助于从电网侧治理电压暂降问题,并能够对优质供电园区的电网规划与重构、电网运行方式反演、电压暂降传播途径抑制等措施提供决策支持。     

一种量化评估暂态电压稳定性的指标与方法

暂态电压稳定问题对系统安全稳定运行提出了严峻挑战,研究一种量化评估实际系统暂态电压稳定性的方法具有重要意义。在电力行业标准中大扰动情况下暂态电压稳定判据的基础上提出电压暂降指标,包括电压暂降严重性指标和电压合格性指标,涉及单一故障下节点电压暂降指标、多故障集下节点电压暂降指标以及系统电压暂降指标,并以此评估实际电网中任意节点或整个系统的暂态电压稳定性。算例分析采用广州电网2016年规划数据,利用PSD-BPA进行时域仿真,仿真分析结果体现了故障类型、负荷模型对暂态电压稳定性的影响,及所提指标用于量化评估实际系统暂态电压稳定性的直观性与有效性。     

电压暂降评估指标(Ⅰ)——电网薄弱环节指标

电压暂降问题给电力用户带来巨大经济损失,需要供电企业和用户双方共同努力加以解决.采用合适的评估指标,有利于为双方解决问题提供依据.电网薄弱环节识别指标是从供电企业的角度提出.利用蒙特卡洛模拟方法,获得网架改造后电压暂降幅值的期望值.仿真结果与实际统计的差别,表示故障地点对电压暂降幅值的影响;故障发生次数则表示电网故障对电压暂降发生频次的影响.综合二者形成电网薄弱环节识别指标,可综合体现出电网故障对电压用户电压暂降事件的影响,从而表征电网中的薄弱环节.通过指标计算,为供电企业电网改造地点提供更加明确的指导.     

基于并行计算的电压暂降仿真分析技术研究

评估地区电网电压暂降风险对于保障用户电力可靠供应至关重要,当前使用电力系统综合分析程序(PSASP)进行区域电网电压暂降仿真时存在仿真效率低、耗时长等问题,因此,提出一种基于并行计算的电压暂降仿真分析方法,使用PSASP软件能快速评估地区电网各母线节点的电压暂降严重程度,为治理地区电网电压暂降问题提供重要的技术手段。实际应用表明,本文所提方法能有效解决大型电网电压暂降仿真效率问题,为暂降治理提供决策支撑。     

基于蒙特卡洛的电网节点电压暂降风险分析

阐述电压暂降问题及成因,介绍电压暂降的主要评价指标,并指出引起电压暂降的重要原因是电网发生短路故障。基于标准化短路计算方法实现单次短路故障的节点电压暂降幅值计算,并输出算例结果。为了定量评估电网内各节点发生电压暂降的风险,采用蒙特卡洛法,基于C语言程序模拟发生短路故障的几种影响因素并进行随机取样,统计在多次随机短路故障下各节点不同电压暂降幅值的频率分布,并进行节点电压暂降风险排序。通过程序绘制节点电压暂降概率统计图,直观表现出电网中哪些节点受到电压暂降的影响程度较大,对防范节点电压暂降有重要价值。     

高压线路故障产生电压暂降的特性及对敏感负荷设备的影响

220kV输电线路作为地区电网主要输电线路,发生故障时产生电压暂降凹陷域大,影响范围广。通过对220kV输电线路的保护配备,继电保护动作情况,故障情况的统计分析,用relayCAC软件对故障仿真计算,通过仿真得出的结果与故障录波装置电气信息数据进行验证,找出220kV输电线路时产生电压暂降的特性,提出从电网运行侧消除电压暂降的难点。调查电压暂降对地区电网中的敏感负荷的受影响程度,提出从负荷侧降低电压暂降影响的措施。     

考虑保护配合动作随机性的电压暂降频次评估

电力系统元件发生短路故障时,保护的动作决定了电压暂降持续时间。传统电压暂降频次评估重点研究了故障类型、故障位置、故障前电压、变压器绕组联接方式以及故障阻抗对电压暂降频次的影响,仅简单假设故障由主保护清除,未考虑保护配合动作对电压暂降持续时间的影响。为了更准确刻画电压暂降持续时间,从实际电网保护配置和定值的固有属性出发,基于马尔可夫状态空间法,建立了主保护与后备保护配合清除故障的概率模型,并根据电网保护定值定量确定各暂降持续时间的概率,提出一种考虑保护配合动作随机性的电压暂降频次评估方法。对IEEE-30节点系统和250节点系统进行了仿真分析,结果证明所提方法符合实际,原理简单且适用性强。     

短路故障引起的电压暂降与短时间中断特征和设备敏感度分析

本文从电网运行角度,重点分析和描述了线路故障引起的电压暂降和短时间中断事件的三个重要特征量;通过设备的电压暂降敏感曲线和电网凹陷域分析了负荷对事件敏感度。进而综合两方面因素,讨论了电压暂降和短时间中断事件对电网和用户的影响。为电压暂降和短时间中断的认识理顺了思路,为评估奠定了理论基础。     

基于组合权重的蒙特卡洛电压暂降评估方法

针对电网中监测装置配备滞后、电压暂降水平亟待评估的问题,提出一种基于组合权重的蒙特卡洛评估方法。评估工作中,着重研究电网中线路短路故障对节点电压的影响。首先在考虑数据易获取性的基础上,构建涵盖线路自身属性及环境因素的故障概率评估体系,结合G1法和熵权法评估线路故障概率。该体系相比传统的评估体系,更加接近电网的真实工况,能够准确反映电网中短路故障的分布情况。运用该评估体系,构建故障数学模型,开发适用的BPA程序计算接口,可以对电网进行蒙特卡洛模拟仿真。研究结果对电网的改造和缓解装置的配备有指导性作用。最后以某特大城市的220 kV电网为例进行电压暂降评估,验证了方法的有效性。     

面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型

线路改造是在电网侧进行电压暂降治理的主要方式之一。为了经济、合理地确定线路的改造位置和治理方式,建立了面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型。针对断路器重合闸和熔断器配合保护的配电网,考虑故障位置、故障类型等因素,讨论分析了10种典型的保护动作配合方式,评估了配电网电压暂降持续时间。结合传统电压暂降幅值的计算方法,计算线路改造治理方案的成本及效果。考虑用户电压暂降耐受能力,建立了用户生产中断次数评估模型。定义了电压暂降总支出,以总支出最小为目标,计及技术约束、经济约束、治理范围约束和风险域约束,建立了面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型,并基于人工蜂群算法进行模型求解。以IEEE 33节点系统为算例,考虑治理投资成本充足和不足2种场景,通过仿真验证了所提方法的正确性和实用性。     

基于节点阻抗矩阵和电压暂降的故障定位新方法

配电网线路发生故障时,将导致用户停电,直接影响供电连续性和可靠性,及时准确的故障定位对及时排除故障,缩短停电时间,提高供电质量有重要意义。当线路发生故障时,一方面将在全系统内引起电压暂降,给系统内的敏感负荷带来损失;另一方面,利用该特征可识别故障类型并判断故障位置,为此提出利用电压暂降数据识别故障类型,基于节点阻抗矩阵实现配电网故障定位的新方法,并结合网络参数和离线仿真分析,建立不同故障类型和故障情况下的节点电压数据库,当检测到故障后,将采集到的电压暂降数据在节点电压数据库中进行搜索匹配,确定故障区间和故障点。该方法直接利用搜索结果确定故障位置,不用增加其它算法或变换,原理简单,计算迅速。最后,利用电力系统计算机辅助设计（power system computer aided design,PSCAD）仿真软件和实验室搭建实际电路进行测试,验证所提方法的正确性和可靠性。     

考虑设备耐受特性的能量指标分级评估

考虑用户设备电压耐受特性对评估结果的影响,提出了一种考虑设备耐受特性的改进能量指标的系统侧电压暂降分级评估方法.首先,进行了能量指标的比较基准值以及不确定区域内暂降事件严重程度差异性刻画不足的分析;然后,基于电压耐受曲线构建比较基准值与权重系数,建立改进能量指标评估模型,进而对暂降事件严重性进行等级划分;最后,使用该方...     

基于电力增值服务的电压暂降治理模式研究

在新一轮电力体制改革背景下配售电公司开展多维增值服务有利于提升客户粘性,增强市场竞争力。将电压暂降治理分为用户自承担模式和基于增值服务的治理模式。针对敏感用户的电压暂降治理投资门槛高的问题,在用户自承担模式下,提出一种以用户效益最大化为目标的电压暂降治理设备优化配置策略,并利用遗传算法求解;在增值服务模式下,综合考虑影响电网公司成本多种因素,建立了电压暂降治理的服务费用厘定模型。最后,在IEEE30系统中的仿真分析验证了所提策略和治理模式能大大降低用户的治理成本并分散初期投资压力。     

考虑电压暂降非线性分布的配网故障区段定位

提出一种新的配网故障区段定位方法,根据电压暂降在线路呈非线性分布的特性,仅用单端测量采集到的电压暂降特征进行故障区段定位。对某配电网进行故障模拟分析,建立节点电压暂降数据库和电压暂分布函数降数据库,当实际短路故障发生时,将监测点采集的电压暂降与数据库中的电压暂降数据进行匹配,搜索出所有可能故障区段,计算故障点电压暂降与可能故障区段的电压暂降分布函数的离差,并认为离差最小对应的区段为最有可能故障区段。通过对一个11 kV典型配电网进行单相接地短路故障仿真,结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估

现有电压暂降严重程度评估方法未充分考虑多元线路特征因素对输电线路故障概率的影响,从而导致评估结果出现较大误差。由此,本文提出了基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估方法。首先,基于线路历史故障数据,采用关联规则量化多元线路特征因素对线路故障的影响程度。然后,通过改进D-S证据理论融合多元线路特征因素建立准确的线路年故障概率模型;并采用基于最大熵模型的故障点法评估节点的电压暂降水平。最后,提出了一种同时考虑系统侧电压暂降严重程度和用户敏感设备耐受特性的综合电压暂降严重程度指标用于评估节点电压暂降严重程度。通过与某区域电网实际电能质量监测数据对比,本文所提方法的准确率可达到90%以上。同时通过与未充分考虑线路特征因素的评估案例对比,所提方法的准确率明显提高。因此,在进行电压暂降严重程度评估时,综合考虑线路特征因素可以有效的提高评估结果的准确率。     

基于戴维宁等值的电压暂降模拟方法

针对传统的电压暂降模拟方法,在正常和各种故障条件下仅模拟电网的电压特性,不考虑电网的阻抗特性,使得借助于传统电压暂降模拟方法作用于负载上的电压响应与实际电网不相同。因此,文章提出基于戴维宁等值的电压暂降模拟方法。文章提出采用基于阻抗切换方式辨识电网电压暂降时的戴维宁等值参数,该方法可对暂降前后的电压进行精确辨识。文章亦提出采用H桥级联型-逆变器作为电压暂降模拟装置,为使其能灵活可靠模拟实际电网电压暂降外特性,文中提出适用于H桥级联型逆变器的虚拟阻抗控制策略,其能通过参考电压、虚拟阻抗的设置实现所需的电压暂降戴维宁等值外特性的模拟。最后,通过仿真验证了所提电压暂降戴维宁等值参数辨识方法、电压暂降模拟装置控制策略的有效性及可行性。     

考虑新能源出力相关性的电网电压暂降随机预估

针对含有风电、光伏及电动汽车充电站的新能源电力系统,提出了一种考虑新能源出力相关性的电网电压暂降随机预估方法。首先构建了故障信息随机模型及新能源出力随机模型,采用拉丁超立方采样（Latin hypercube sampling,LHS）得到故障信息样本,利用皮尔森相关分析法确定同一类型新能源出力的相关系数后,采用Nataf变换及LHS法得到含有相关性的新能源随机出力样本;然后通过故障仿真模拟,得到一系列暂降事件,计算各节点电压暂降指标,预估各节点电压暂降情况;最后以IEEE 30节点为例进行了仿真分析,研究相关系数变化下的新能源出力及不同类型新能源的接入对电网电压暂降的影响。