基于潮流熵的电网连锁故障传播元件的脆弱性评估

为研究电网连锁故障机理,同时判别出连锁故障传播过程中的关键脆弱元件,从熵的基本原理出发,结合过负荷与断线扰动下潮流的分布特性,提出了基于潮流熵的脆弱元件评估模型。通过对新英格兰10机39节点系统的模拟计算,节点单位过负荷扰动下,节点的潮流分布熵越小,越容易导致系统支路越限,节点越脆弱;支路受"发电机—负荷"节点对的潮流冲击越大、支路潮流转移熵越小,支路越脆弱,在连锁故障中起到关键传播作用;与基于介数、风险等方法的脆弱元件判别结果相比,基于潮流熵的脆弱元件评估模型物理意义明确,计算速度快,脆弱元件集符合实际情况。     

基于加权潮流熵的电网故障传播脆弱线路识别

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于加权潮流熵的电网故障传播脆弱线路识别方法。通过直流潮流法快速估算线路断开时系统其他线路的潮流增量及负载率,采用加权潮流冲击熵反映目标线路受其他线路断开的转移潮流的影响,利用加权潮流分布熵反映目标线路断开对系统线路负载率分布的影响。结合加权潮流冲击熵与加权潮流分布熵定义线路综合脆弱指标,识别电网故障传播中的脆弱线路。直流潮流法可通过简单的数学运算准确估算系统断线故障时各线路的潮流情况,计算量少,适用性好。该方法综合考虑线路的受冲击脆弱度和断开后果脆弱度反映线路在电网故障传播中的脆弱性,同时,加权潮流熵有效反映了线路负载率较高甚至过载时的危险性。在IEEE39节点系统中对该方法进行了验证。     

基于综合重要度的电网关键线路辨识方法

更加精准快速识别出电网关键线路，对提高电网运行的稳定程度以及预防电网连锁故障具有重要意义。文章首先基于复杂网络理论提出改进潮流介数指标，从结构角度判别系统受到功率扰动后线路的脆弱程度；然后基于熵理论，提出计及线路负载率的加权潮流转移熵指标，克服原有指标中只考虑转移潮流分布均匀性的不足；最后建立包括以上2种指标的综合重要度评估指标，更加全面地衡量线路在电力系统中的重要程度。通过对IEEE 39节点系统进行仿真，得出了不同攻击方式下系统的改进网络传输效率变化曲线图，证明了综合重要度指标的有效性，对预防电力系统连锁故障具有重要意义。     

考虑电压等级和运行状态的电网脆弱线路辨识

城市电网中存在的某些脆弱环节对城市电网大规模停电和系统失稳的发生有重要的影响。考虑电网实时运行状态,引入衡量潮流分布不均衡程度的潮流熵概念,提出将线路潮流熵变化作为脆弱线路辨识的一个指标。基于复杂网络理论,考虑电网拓扑结构特点,建立节点重要度指标;并结合线路所在电压等级和地理位置,提出脆弱度修正因子。通过综合潮流熵变化、节点电压偏移、节点重要度和修正因子提出城市电网脆弱线路辨识的方法。以长沙城市电网2011年夏大运行方式为例进行线路脆弱性分析,并进行时域仿真验证。仿真结果表明,所提方法能较好地辨识城市电网中的脆弱线路,并与电网实际运行情况相吻合,特别是能够辨识出承担功率不多但是重要的联络线路。通过对IEEE 39节点系统脆弱线路的辨识,证明了所提方法的合理性和通用性。     

综合考虑电压等级和运行状态的电网脆弱线路辨识

为了对电网脆弱性进行一个合理的评估,在考虑电网实时运行状态情况下,引入衡量潮流分布不均衡程度的潮流熵的概念,提出将线路潮流熵变化作为脆弱线路辨识的一个指标。基于复杂网络理论,考虑电网拓扑结构特点,建立节点重要度指标,并结合线路所在电压等级和地理位置,提出脆弱度修正因子。通过综合潮流熵变化、节点电压偏移、节点重要度和修正因子提出城市电网脆弱线路辨识的方法。以某城市电网2011年夏大运行方式为例进行线路脆弱性分析,并进行了时域仿真验证,仿真结果表明该方法能够较好地辨识城市电网中的脆弱线路,与电网实际运行情况相符,特别是能够辨识出承担功率不多但重要的联络线路。通过对 IEEE-39节点系统脆弱线路的辨识也说明了所提方法的合理性和通用性。     

基于加权潮流转移熵的电网脆弱线路辨识

为了辨识电力系统的脆弱线路,本文基于熵理论对现有的潮流转移熵模型做了改进,提出基于加权潮流转移熵的支路脆弱性评估指标,该指标在衡量转移潮流分布的不均衡性时综合考虑线路的负载率,克服了以往模型忽视支路本身属性差异的不足;再结合线路的电气介数,提出一种新的支路综合脆弱性评估模型。该模型从线路之间相互作用的动态过程和电网拓扑结构两个角度综合评估线路的脆弱度。通过对IEEE 39节点系统的仿真分析,可以发现本文提出的方法能够有效克服从单一角度辨识脆弱线路,验证了所提模型的正确性和合理性。     

基于加权开断概率与断开后果严重度的含风光电源电网脆弱线路识别

风光电源的接入提高了电网故障发生的几率,给故障传播中脆弱线路的识别增加了难度。为此,从线路受冲击与断开后果2个角度建立了线路脆弱性评价指标集。基于潮流转移过程中线路的开断概率和计及风光电源出力随机波动下线路的过负荷风险因子定义线路加权开断概率,从而提高风险线路受冲击后退出运行的可能性;同时,考虑电网的电气结构和状态转移特性,采用模糊层次分析(fuzzy analytic hierarchy process,FAHP)与改进熵权法定义断开后果脆弱指标,以衡量线路开断的综合影响。改造前后IEEE 39节点系统仿真结果表明:所提出的综合脆弱性指标能够有效地将高风险线路识别为脆性源,对含风光电源电网的安全稳定运行、连锁故障的预防具有一定的指导意义。     

基于交流潮流的连锁故障建模与鲁棒性评估

连锁故障是历次大停电事故的主要诱因之一,而脆弱线路对连锁故障演化路径的发展又起着极其关键的作用。为在连锁故障中识别电网潜在脆弱线路,基于复杂网络理论和电力系统实际特性,以线路视在功率值为线路流量,提出一种交流潮流连锁故障模型。在此基础上,从网络局部、全局和潮流功能特性三个方面分别提出电气入度中心性、电气出度中心性、电气介数中心性和加权电网潮流转移熵四个指标来辨识脆弱线路。最后通过6个IEEE标准测试系统对电网鲁棒性进行评估,结果表明基于电气入度中心性指标的蓄意攻击策略对电网连锁故障后造成的损害最大且随网络规模增加电网鲁棒性逐步提升。     

基于功率介数的电网关键环节辨识

综合功率输送关系、电网拓扑结构和系统运行状态,提出了功率介数的概念。根据网络连通性及功率输送分配关系,分别定义了线路功率介数和节点功率介数。通过关键线路断线或过负荷的连锁攻击进行有效性校验。以IEEE 39节点系统作为测试算例,计算线路的功率介数和节点功率介数并进行排序,按照排序结果对这些元件进行攻击,验证了这些高功率介数元件确为网络中的脆弱环节。分别以网络效能函数和潮流熵进行静态攻击稳定性校验,校验结果表明电气元件的功率介数越高对电网运行的影响就越大。     

复杂电网自组织临界态辨识物理指标研究

在深入研究电网自组织临界特性的基础上,指出网络结构和潮流分布的高度不均衡性是电网进入自组织临界态的两个重要因素。对于网络分布的均衡与否可采用网络拓扑熵刻画;潮流分布的不均衡性可分为由于部分线路负载率偏低而致和由于部分线路负载率偏高而致两类,显然后者才是电网进入自组织临界态的真正因素之一。由于潮流熵概念无法区分这两类完全不同的潮流分布特性,本文提出了一个新的加权潮流熵概念来表征潮流分布的不均衡性。通过对实际电网的仿真分析,表明电网处于自组织临界态时,呈现低网络拓扑熵和高加权潮流熵特性;加权潮流熵与潮流熵相比,能够更好地识别出由于部分线路负载率偏高而致的潮流不均衡性这一关键因素。网络拓扑熵和加权潮流熵两个物理指标的提出能够为复杂电网自组织临界态的辨识与综合评估以及连锁故障的预防控制提供一定的理论支撑。     

电网中无功功率补偿

阐述了电网中的无功损耗、并联电容器补偿的作用原理、无功补偿方式及补偿容量的计算。只有做到合理补偿无功功率,才能有效地维持和稳定系统电压水平,从而降低有功损耗,提高系统供电效率。     

电力市场下的有功安全校正

提出了一种基于遗传算法的电力市场下的有功安全校正方法。在电力市场下进行有功安全校正就是适当调整发电机的有功出力,以最小的市场购电费用增量来消除支路有功过载。给出了在电力市场下进行有功安全校正的数学模型,介绍了遗传算法的基本原理和应用步骤,并对基本遗传算法的交叉算子及交叉和变异概率进行了适当改进,形成改进遗传算法,并且叙述了其在电力市场下的有功安全校正中的应用。通过对一22节点网络算例进行有功安全校正计算,结果表明改进遗传算法是正确可行的,并具有一定的工程实用价值。     

城市配电网中低压无功补偿的实施

介绍了城网380V（220V）智能型低压无功补偿装置的结构与工作原理,无功补偿容量的确定方法和补偿后经济效益的测算。     

混合电源及功率预测系统在风电并网中的应用

随着风电场装机容量的不断增加,解决大规模风电场并网对电网稳定性的影响问题就显得尤为重要。考虑到风能的特点及我国能源的地理分布情况,首先介绍了风电-火电"打捆运行"为电力系统供电的联合运行方式,通过调节火电厂的输送功率对风电进行调度,以实现电网的稳定及对风能接纳能力的最大化。其次,提出了多尺度选择的风电功率预测及误差校正方法,根据不同尺度的风电功率变化规律,可实现对风机组、电力系统的控制,以便于风电调度。最后,配以合适的储能装置、无功补偿设备可进一步增强电网的稳定性。通过假设的算例进行了验证和分析,具有一定的适应性和实用性。     

Developing static reactive power compensators in a power systemsimulator for power education

This paper describes a newly installed laboratory module microcomputer-based static reactive power compensator (SVC) in detail to teach students how an SVC affects system voltage, load balancing, power factor, and transmission line losses. The SVC is merged into an old power system simulator for extensive power engineering education. The structure of the SVC is thyristor controlled reactors with fixed capacitors (TCR-FC). Two control algorithms, feedback control and feedforward control, are developed and compared. For the purpose of program flexibility and portability, a VME-Bus based microcomputer is used to synthesize the controller of the SVC. Several suggested experiments are given to show the effects of the SVC on distribution system compensation. The SVC greatly promotes the performance of the power system simulator     

Optimality conditions in power transactions in deregulated power pools

The objective of this paper is to analyze transactions in deregulated power systems. Transactions are defined by an Independent System Operator using bids offered by participants. We show that the optimum schedule (namely, cost minimization) from the Pool's perspective does not coincide with the optimum solution from the perspective of one particular participant. In the paper, two methods are compared for the definition of transactions in deregulated environments and results are shown for an example system.     

Fuzzy reactive power optimization in hybrid power systems

Reactive power control, which is one of the important issues of power system studies, has encountered some intrinsic changes because of the presence of the hybrid AC/DC systems. The uncertainty in determination of some ill-defined variables and constraints underlines the application of fuzzy set as an uncertainty analysis tool. Herein a fuzzy objective function and some fuzzy constraints have been modeled for the purpose of reactive power optimization then this fuzzy model is dealt with as a linear programming problem to be solved. Contrary to the separate modeling of the conventional AC/DC optimization methods, this study attempts to attain the most optimal solution by the simultaneous employment of the total contributing factors of both AC and DC parts. In this way, the conventional issue of the coordinated control of firing angle and the transformer tap of the DC terminals is resolved, yet the method provides more flexibility to gain the most optimal condition since it uses more control factor for solving the optimization problem. The proposed method is performed on the modified IEEE 14 and 30-bus systems; and it is shown to have less computational burden and further minimized objective function than the conventional method.     

超导输电技术在电网中的应用

超导输电技术在提高线路输送能力、优化电网结构、降低网损、减少设备用地等方面有着明显优势,本文重点介绍了高温超导电缆及其输电技术的国内外研究现状和一些电网应用实例,总结了目前技术发展的主要特征,结合技术经济性分析展望其应用前景,围绕规模化应用探讨了今后技术研发的重点。     

电力系统无功测量方法综述

无功测量在电力系统中有着重要的地位和作用.本文分正弦和非正弦两种情况,论述了包括移相法,积分法,Hilbert法等在内的几种主流各种无功测量方法,对现有方法的精度和误差进行了分析,探讨了各种方法下的误差应对策略.并简要介绍了各种方法的软硬件实现的可行性.