考虑发电报价和N-1安全约束的ATC建模与仿真

基于最优潮流(OPF)算法,建立电力市场条件下可用输电能力(ATC)计算模型.构造发电区域总有功出力最大、用电区域总负荷最大、区域间输电经济效益最大等3个目标函数,全面分析比较电网间可用输电能力.该模型考虑了输电线路故障对输电能力的影响,引入线路N-1故障的潮流方程及相应的不等式约束条件,使电力系统在故障时有负荷裕度,保证输电安全.最后采用LINGO软件对IEEE 30节点电网进行仿真计算,验证了该模型的合理性和可靠性,表明该模型为电力系统安全经济运行提供了有效分析方法.     

基于电网分区的分布式输电能力计算

结合电网中的不同电力公司所辖电网具有相互独立且互联的特点,提出一种适于大区域互联电网的分布式输电能力协同计算方法。该方法通过分解－协调模型实现互联电网的解耦,采用增广拉格朗日法和辅助问题原理实现输电能力按地理分区,形成一个迭代形式的分布式输电能力计算框架,迭代中通过交换边界节点信息将互联外网信息反映到各分区的计算中,各地的子网络计算相对独立。新英格兰10机39节点测试系统证明该文所提方法的有效性。     

基于SSSC装置的系统可用输电能力研究

可用输电能力(ATC)是衡量互联电网安全性与稳定性的重要指标,而灵活交流输电技术(FACTS)是提高系统可用输电能力的有效途径。以提高可用输电能力为目的,将静止同步串联补偿器(SSSC)引入互联电力系统。首先利用功率注入法,建立SSSC的稳态数学模型,然后基于最优潮流法,将SSSC的功率注入模型加入潮流方程,建立了计及SSSC的可用输电能力计算模型,并采用原对偶内点法对其进行求解。为了确定装置的安装位置,利用特征结构分析法,根据最小模特征值对控制变量的灵敏度系数来选择最有利于提高输电能力的SSSC安装位置。利用IEEE-30节点系统进行仿真计算,结果显示安装SSSC后互联系统间的传输容量得到提高,稳定裕度也得到提升,合理地配置SSSC可以有效提高系统的可用输电能力。     

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。     

考虑风电接入的超短期阻塞概率动态预测

研究了接入风电场后的区域电网输电阻塞概率预测问题,提出了一种边界潮流优化算法和一种超短期输电阻塞概率动态预测方法。应用概率分布表示风电接入带来的不确定性,采用优化潮流作为电网潮流的计算框架,通过基于对偶抽样的蒙特卡洛仿真和边界潮流优化算法获取断面潮流的概率分布及边界,然后预测输电断面的阻塞概率。IEEE 39节点和IEEE 118节点系统的算例表明,所提出的阻塞概率动态预测方法是有效的。     

考虑输电阻塞的电网固定成本分摊核仁法

探讨了电力市场环境下多区域互联电网固定成本的分摊问题,给出了固定成本分摊的合作博弈模型。针对输电固定成本分配的核仁模型未考虑输电阻塞的情况,提出了一种区域核仁算法。首先根据系统潮流分布情况确定出现阻塞的线路,再根据节点边际价格的差异将输电网划分成多个输电区域,每个输电区域所有节点边际价格基本一致,区域内部线路没有阻塞;然后采用等值双边交易法将输电固定成本分配给各输电区域;最后在区域内部采用核仁模型将成本分配到用户。该方法考虑了阻塞并减小了将多区域互联电网作为一个整体求核仁解时的计算量。以IEEE14节点系统为例的仿真结果表明了该方法的可行性。     

基于子网边界等值注入功率的异步迭代分布式潮流算法

电网互联而管理体制的分层分区对互联电网分布式潮流计算提出了实际需求。文中提出一种基于子网边界节点等值注入功率的异步迭代分布式潮流算法。不同于Ward等值模型,提出仅保留区域联络线的子网的简化外网模型,避免了计算前的网络化简等值工作,减轻了协调层的参与程度和计算量,具有更好的分区独立性。采用异步迭代模式,通过交换内外边界节点的电压来更新外边界节点等值注入功率。对多个IEEE标准算例进行测试,并与其他方法进行比较,结果表明,所述模型和方法是有效的,适合在线应用。     

计及统一潮流控制器的可用输电能力的计算

在电力市场环境下，研究和计算区域间可用输电能力可以引导市场参与者进行电能交易，保证充分利用电网输电容量，而研究计及FACTS装置的可用输电能力的计算更具有理论和实际意义。文中基于最优潮流，提出计及统一潮流控制器的可用输电能力的计算模型，利用功率注入法，将统一潮流控制器对潮流的控制作用转移到所在线路两侧的节点上，在不修改原有节点导纳阵的情况下嵌入模型。算法上采用逐步二次规划法，IEEE．30节点系统的计算结果表明，所提出的模型及算法是有效的和可行的。     

基于直流分布因子的可用输电能力灵敏度分析

交易的可用输电能力是在一定的基态潮流下计算得到的,一旦节点功率发生变化,最大可用输电能力会发生变化。文章通过对基于直流分布因子的可用输电能力计算过程的分析,根据决定可用输电能力的关键约束线路或约束断面潮流在节点功率变化后的变化情况得到可用输电能力与节点功率之间的灵敏度,该灵敏度能给出节点功率变化后可用输电能力的变化趋势,可用于计算节点功率变化后交易的可用输电能力,在节点功率变化后可避免反复计算可用输电能力指标,灵敏度有效区间能保证灵敏度应用时的可信性。算例结果证明了所提出方法的有效性。     

考虑方向性和风险性的大型互联电网可用输电能力快速计算

快速而准确地计算可用输电能力(available transfer capability,ATC),对于大型互联电网的运行与调度具有重要意义。提出一种考虑多方面影响因素的适用于大型互联电网的可用输电能力快速计算方法。该模型采用重复潮流法构建动态ATC的计算框架,通过优化校验过程与自适应步长控制提高了计算速度。文中全面地考虑了包括暂态稳定约束在内的多种动态和静态约束;在分析不同的功率调整过程对计算结果影响的基础上,给出3种具有实际指导意义的功率增长方向及其计算方法;并引入暂态稳定的概率风险评估,间接计及不确定性因素,计算系统承担一定失稳风险时的ATC。所开发软件在实际电网中的应用验证了所提算法的有效性和实用性。     

基于目标级联分析法的输电网结构优化

为了充分利用可再生能源,增强电力系统各区域间的互联协调能力,提出了一种基于目标级联分析(ATC)法的输电网结构优化模型。首先,利用母线撕裂法将电力系统解耦为多区域互联系统;其次,建立含可再生能源发电的输电网结构优化模型,在此基础上,进行多区域互联电力系统的统一分析和决策;再次,采用ATC法将模型分解为主问题和子问题进行并行计算,实现源网荷协同的输电网结构优化。最后,通过对IEEE 14节点及IEEE 118节点系统的测试分析,验证了所提模型可有效协调互联电网的运行,提高电力系统运行的经济性。     

基于信息熵的可用输电能力枚举评估方法

大规模电网的互联发展推动了可用输电能力（available transfer capability,ATC）的研究。状态枚举是处理ATC计算中大量不确定性的常规方法。在分析传统ATC枚举评估方法的基础上,在故障筛选环节引入熵权,将视在功率行为指标和电压-无功功率行为指标综合考虑,建立了主、客观相结合的状态排序筛选方法;将最优潮流模型应用到重复潮流法的每次潮流求解中,综合考虑系统的安全性与经济性;为了减少状态筛选带来的偏差,建立了基于最大熵原理的ATC发生概率计算模型,并引入ATC期望值和ATC不足概率作为评估指标。通过IEEE-14节点测试系统的仿真研究,验证了其在状态筛选合理性、计算精度和处理速度上的优势。     

基于线性化最优潮流的电网可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是评价互联电网运行安全稳定裕度的重要测度指标。针对交流最优潮流(OPF)模型计算ATC时在收敛性方面的不足,提出一种计及电压和网损的线性潮流方程,在此基础上构造用于ATC计算的OPF计算模型,并通过先估计网损、再求解优化问题的2步求解策略得到ATC的计算结果。IEEE 39节点系统的算例分析验证了所提方法的正确性和有效性。     

Consideration of multiple uncertainties for evaluation of available transfer capability using fuzzy continuation power flow

In today’s electric power industry, accurate and flexible information is needed to provide nondiscriminatory access to all market participants. This paper primarily purports to determine available transfer capability (ATC) based on the fuzzy set theory for continuation power flow (CPF), thereby capturing uncertainty. Assuming that uncertainties involved in the ATC calculation are estimated or measured, a fuzzy model is formulated in which major uncertainty parameters affecting the ATC are regarded as fuzzy variables subject to their possibility distributions. The purpose of this paper is to elaborate main features of the fuzzy continuation power flow (FCPF) algorithm that can handle uncertainties in load parameters and bus injections as well. As such, the robust solution will assist in providing additional information on the actual ability of the network to a system operator. In other respects, it poses a significant influence on the potential curtailment of power trades from which the reinforcement strategy can be set by the system operator. The viability of the proposed method would be verified through a stark contrast with the ones obtained from the conventional CPF and the fuzzy power flow (FPF) in the IEEE-24 RTS bus system and in the IEEE-118 bus system.     

考虑风电不确定性的多区电力系统分散式随机调度方法

在考虑风电出力不确定性的基础上研究了多区域电网分散式优化问题。首先,对区域边界共享节点进行复制以实现互联电网的解耦,然后,基于场景法对风电随机性进行建模,构建区域电网两阶段随机优化模型,最后,采用同步型交替方向乘子法(Synchronous Alternating Direction Method of Multipliers,SADMM)交替求解全网分散优化问题和区域两阶段随机优化问题。采用修改的新英格兰39节点系统构建3区域互联电网进行仿真测试,验证了所提模型能够有效应对风电的随机不确定性,并实现各区域电网调度的分散自治。     

一种多分区互联电网分布式无功优化算法

电网互联进程不断加快和系统规模的不断扩大对互联电网无功优化计算提出了更高的要求。提出了一种基于子网边界节点等值注入功率的多分区互联电网无功优化分布式协调优化算法。基于电网监控分层分区的特点,通过建立保留分区间联络线的简化外网模型,将子网间边界向量相等的耦合约束转化为边界节点注入功率修正方程的等式约束。构造边界节点电压加权修正的外层协调环节,依靠等值注入功率和对应边界节点电压向量的数值更新与传递实现全网无功优化问题的分布式求解。该方法有效地降低了协调层的参与度,进一步提高了子网无功优化的独立性,符合无功优化和控制的本地性要求。对多个IEEE试验系统进行了数值仿真测试与分析,结果表明方法具有良好的有效性和适用性。     

基于潮流双向追踪的稳态电网利润分布计算方法

随着电力改革的深化,各市场主体希望直观、细致地了解电网的经济分布。为精确定量分析电网各部分的盈利情况,给出了一种基于潮流双向追踪的稳态电网利润分布计算方法。首先,基于功率分量理论和支路等效变换,提出一种适用于任意电网的双向追踪方法,该方法能给出电源供能网络和负荷吸能网络,此为利润计算的物理基础。然后,依据费用守恒原则,将上述双向追踪结果应用于经济核算中,建立电网经济分布模型,求得利润分布。算例采用IEEE 39节点系统并结合北京市标杆电价对双向追踪方法和利润分布求解的有效性进行了验证。     

基于VSC的柔性互联电网潮流解耦算法研究

基于交替迭代的交直流潮流计算是柔性互联电网研究的基础,其能灵活适应电压源换流器(voltage source converter, VSC)的各种控制方式,且对成熟的交流潮流计算方法具有良好的继承性。但此算法由于交、直流系统间存在耦合关系,需要交替进行多次迭代。对此,本文首先分析换流器稳态模型及其常用控制方式、直流电网潮流稳态模型,随后推导出柔性互联系统交替迭代法及交替迭代法需要进行多次交替迭代的原因,提出了一种基于VSC的柔性互联电网潮流解耦算法。在不重新划分交、直流系统界限的基础上,通过对VSC有功控制参量的两次处理,继承了交替迭代法优点的同时,可避免进行多次交替迭代,使得潮流计算更加简洁且更贴近实际模型,从而使柔性互联电网潮流计算量大为减小。最后,通过IEEE9节点和IEEE30节点交流测试系统形成的两个柔性互联系统算例,验证本文所提算法的有效性和准确性。     

基于网络分割的分块牛顿法潮流计算

为了提高潮流计算的速度,解决传统潮流计算方法扩展性和灵活性不足、计算量大的问题,提出了一种基于网络分割的分块牛顿潮流计算新方法,其特点是通过选择联络线将电网划分为若干个规模较小的子网络,然后对各子网络分别建立潮流计算方程,通过线性变换、联立求解和回代计算等手段,将传统牛顿法中的高维线性方程组转化为多个低维线性方程组进行求解;该方法不改变传统牛顿法的计算精度和收敛性,易于并行实现。对测试系统的分析表明,该方法具有潜在的可并行优势,网络规模越大,优势越明显,并可有效地提高潮流计算的效率。     

考虑风电不确定性的互联电力系统分散协调调度模型

针对含高比例风电的直流互联电力系统经济调度问题,采用鲁棒优化方法描述风电出力,提出了一种基于目标级联分析法的分散协调调度模型。首先,采用鲁棒优化方法中的多面体集合来描述风电出力的不确定性,为了降低问题求解的保守度,引入了鲁棒保守度调节因子。然后,根据分散协调算法的分解原理将待解决的经济调度问题分解为主问题和子问题。其中,主问题为上级调度中心协调优化互联电力系统之间的直流联络线功率,子问题为下级调度中心独立优化各区域电网的发电计划。最后,通过两个算例对所提模型的有效性进行了验证。结果表明,所提方法不仅可以弥补鲁棒优化方法偏于保守的不足,而且能够在应对风电出力不确定性的同时实现风电的跨区域消纳,适合中国电网目前的分层分区调度模式。