考虑约束集混合筛选的预防安全约束鲁棒最优潮流

随着大规模清洁能源接入电网,其出力具有间歇性和随机性,对电力系统实时经济调度产生较大影响。提出了基于约束集混合筛选的预防安全约束鲁棒最优潮流计算方法,建立了仿射可调鲁棒优化模型。模型中考虑了预想事故的预防安全约束,采用基于约束集混合筛选的方法降低规模。通过算例验证了所提出方法对考虑不确定性的鲁棒经济调度的适用性。     

交直流系统的静态电压稳定预防控制

提出防止交直流系统出现静态电压失稳现象的预防控制策略。确定交直流系统中不满足静态电压稳定裕度要求的关键预想故障并建立预防控制优化模型。该模型以控制代价最小为目标,其约束条件包括交直流系统正常运行状态下的可行性约束及关键预想故障状态下的静态电压稳定裕度约束。模型能综合考虑直流控制方式对交直流系统静态电压稳定预防控制的影响,且具有全二次特点。针对修正IEEE 14节点交直流系统的仿真分析,验证了所提预防控制策略的正确性和有效性。     

多预想事故静态电压稳定约束阻塞管理及成本分摊

提出一种适用于日前电力市场,综合考虑系统正常状态当前运行点支路电流、节电电压约束以及多预想事故状态条件下的静态电压稳定约束的阻塞管理方法,并进一步提出一种基于模态有功参与因子的静态电压稳定约束阻塞成本分摊算法。通过对IEEE 30 节点系统的仿真实例说明,该方法能够有效地处理多预想事故静态电压稳定约束,阻塞成本的分摊完全符合基于责任的分摊原则,不但可以公平地分摊阻塞成本,而且向市场各方提供的经济信号也有利于系统的安全稳定运行。     

一种线路极限传输容量的在线计算方法

提出了一种电力系统在线极限传输容量的计算模型和实用化算法。这一模型基于发电计划和短期负荷预测来定义负荷发电增长方向，全面地考虑了系统在一个预想故障集下的暂态稳定约束、静态稳定约束、电压和支路潮流等静态运行约束。文中采用了一种考虑暂态稳定约束的连续潮流算法来求解，在充分利用连续潮流可以有效地计及静态稳定和安全约束的同时，采用快速时域仿真技术来处理暂态稳定约束。对一个300节点的实际系统和50个故障组成的故障集的应用表明，文中所提模型和算法是有效实用的。     

考虑静态安全约束的金融输电权拍卖交流最优潮流模型

金融输电权(financial transmission right,FTR)作为一种规避阻塞风险的金融工具,已在电力市场中得到了实际应用。提出了一种考虑预想事故状态的FTR拍卖交流最优潮流模型,通过基于蒙特卡罗模拟的交流最优潮流来求解该模型,即将n-1静态安全约束纳入优化模型,应用概率性算法来选取相应的预想事故集,优化求解得到出清结果的期望值及频数分布图。分别用5节点和IEEE-30节点系统进行了验证,结果表明所提模型方法是合理可行的。     

考虑支路功率约束的静态电压稳定预防控制模型

针对系统的静态电压稳定问题,提出了将薄弱支路传输功率约束作为静态电压稳定裕度约束的预防控制模型。该模型采用局部性电压稳定指标,确定出关键预想故障、薄弱支路及其所允许的最大传输功率。结合基于快速解耦潮流的静态安全分析方法,给出薄弱支路在关键预想故障下的传输功率表达式,得到薄弱支路的传输功率约束。最后,建立了具有全二次特点的预防控制优化模型。2个测试系统的仿真结果验证了所提预防控制模型的正确性和有效性。     

在线电压稳定监测中的一种事故扫描新方法

根据事故后稳态潮流与它们各自的电压稳定裕度指标的对应关系,提出了一种新的事故筛选指标,并从所有预想事故中筛选出一定数量的事故进入严重事故集,然后用改进连续潮流法求解对应的有功裕度指标并进行排序,极大地提高了事故扫描的速度,可应用于在线电压稳定监测。同时将该方法用于某省网系统的在线电压稳定监测计算,取得了显著的效果。     

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。     

综合考虑负荷增长和多预想故障的静态电压失稳预防控制策略

提出的综合的静态电压失稳预防控制策略以最小控制代价为目标,综合考虑了负荷增长方式和多预想故障条件下的静态电压稳定裕度约束对系统静态电压稳定性的影响。该策略分2步进行:首先考虑负荷增长的影响,若系统在未来运行点不满足静稳指标,则找出系统的薄弱区域和负荷最安全变化方向,在此方向进行合理的无功补偿;其次考虑多预想故障条件下系统的静态电压稳定裕度约束,并引入关键故障集的概念求解计算优化策略,施加控制措施后再进行扫描确定新的关键故障集,循环直至对所有故障都满足裕度要求。IEEE-39节点算例证明了该综合预防控制策略的有效性。     

电网运行状态下的概率优化调度

构建电网运行状态下的有功功率概率优化调度模型,该模型以期望运行效益最大化为目标,采用马尔可夫链对系统未来调度时段的预想事故状态概率进行预测,在满足所有预想事故发生前后状态所对应约束集下获取调度解。其中,在容许时间内,针对预想事故发生后可能出现的系统安全破坏情形,以发电机组允许的输出功率再调整、紧急负荷中断及输电元件短时允许过载量作为有机牵制扩展到约束集中,并考虑相应安全校正措施的费用代价。该模型实现了电网运行状态概率预测与有功调度决策的紧密结合,可得到系统期望最大运行收益的时序变化曲线及各时段下风险收益概率均衡的调度方式。以IEEE-14节点系统为例进行测试分析,论证所提模型的合理性和有效性。     

基于电压稳定预想事故的快速输电能力分析

以连续潮流技术为基础,提出了考虑鞍点分叉造成的静态电压稳定性约束下的电力系统输电能力的快速分析与计算。考虑到输电线路和发电机故障对系统静态电压稳定性的影响,以电压稳定性指标进行预想事故选择,并用连续潮流法计算得到N-1安全约束下的系统输电能力。经过IEEE 9节点和30节点算例的分析,表明此方法是简洁,快速和可靠的。     

Dynamic security constrained optimal power flow/VAr planning

Traditionally security constrained optimal power flow and VAr planning methods consider static security observing voltage profile and flow constraints under normal and post contingency conditions. Ideally, these formulations should be extended to consider dynamic security. This paper reports on a BC Hydro/CEPEL joint effort establishing a dynamic security constrained OPF/VAr planning tool which considers simultaneously static constraints as well as voltage stability constraints. This paper covers the details of formulation and implementation of the tool together with the test results on a large scale North American utility system and a reduced Brazilian system     

在线暂态安全稳定评估的分类滚动故障筛选方法

为满足在线暂态安全稳定评估对计算时间的要求,提出了基于模式和裕度估算的在线暂态安全稳定故障筛选方法。分别基于上一轮在线暂态安全稳定评估结果中各个预想故障的暂态功角稳定、暂态电压跌落安全、暂态电压稳定和暂态频率偏移安全的裕度及模式信息,并结合各个故障安全稳定模式中相关元件的潮流变化和投/退等信息,估算出新一轮在线暂态安全稳定评估所对应的运行状态下各个故障的暂态安全稳定裕度,并确定其相应的安全稳定模式,从而筛选出本轮在线暂态安全稳定评估需详细计算的预想故障子集。通过对实际电网在线数据的仿真分析,验证了所述方法的有效性和实用性。     

基于最优潮流并计及静态电压稳定性约束的区域间可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是衡量电力系统在安全稳定运行的前提下区域间功率交换能力的指标。文中基于最优潮流(OPF)方法，建立起符合电力市场交易机制的ATC计算模型，其中考虑到输电线路故障对系统静态电压稳定性的影响，加入线路N-1故障时广义参数化形式的潮流方程及相应的不等式约束条件，使系统在故障时仍有负荷裕度，以保持电压稳定；以支路功率和系统负荷裕度之间的灵敏度指标进行预想故障选择，并用原对偶内点法计算得到输电线路N-1安全约束下的区域间可用输电能力。IEEE30和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的正确性与有效性。     

Preventive and corrective open access system dispatch based on the voltage stability security assessment and diagnosis

The capabilities of the voltage stability security assessment (VSSAD) to assess proximity to and ranking voltage instability by (a) performing a contingency selection of each model determined subsystem and (b) diagnosing where, why, when and what can be done to cure voltage instability for each equipment outage and transaction combination is thoroughly documented in IEEE Trans. Power Syst. 13 (1998) 1423; Division of Engineering Research Technical Report December 1998, Santorini, Greece. This paper reviews these capabilities and how they can be used to implement a contingency selection module and security constrained optimization module for the open access system dispatch (OASYDIS) being proposed as part of the proposed transmission dispatch and congestion management (IEEE Trans. Power Syst. 13 (1998) 1466) in an ISO. The open access system dispatch can be implemented as either a preventive control as given in IEEE Trans. Power Syst. 13 (1998) 1466 or as a corrective control as proposed in this paper. The VSSAD based contingency selection can provide the security constraints for either a preventive or corrective control implementation of OASYDIS. The advantages of corrective control are discussed and the changes in the proposed open access system dispatch (IEEE Trans. Power Syst. 13 (1998) 1466) required to implement a corrective control are discussed.     

基于最优潮流的含VSC-HVDC交直流系统最大输电能力计算

已有的交直流系统最大输电能力计算模型无法直接应用于含电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)的交直流系统的最大输电能力计算问题。文中提出了一种基于最优潮流的最大输电能力计算方法,通过将最优潮流模型拓展到系统的多种运行状态,从而能够准确反映N-1安全约束及N-1故障后VSC-HVDC的控制约束。为解决因考虑N-1安全约束导致的模型求解规模过大的问题,针对含VSC-HVDC的交直流系统的特点,进一步提出一种同时考虑故障对静态电压稳定性及支路传输容量越限影响的N-1故障筛选方法。为保证解的性能,在优化软件AMPL中调用COUENNE求解器对以上模型进行求解,能够同时给出最大输电能力和相应的VSCHVDC控制方式及参数整定值。通过修改的4节点系统、IEEE 118节点系统及辽宁省鞍山电网,验证了所提方法的有效性。     

电力系统N-K故障的风险评估方法

历次大停电事故表明,由简单故障触发的连锁故障会对电力系统造成灾难性的后果。识别和分析可能对电力系统造成大面积停电的严重N-K故障是进行电网安全评价和制定防御措施的必要步骤。文中在分析大停电演变过程的基础上,提出了一种电力系统N-K故障的风险评价方法：考虑故障间的相互影响和继电保护的隐藏故障,计及元件运行状态变化对其故障概率的影响,基于贝叶斯网络给出了N-K故障的概率计算模型;详细模拟了实际电力系统连锁故障过程中的控制措施,建立了计及电压稳定约束的最优控制模型,提出了N-K故障严重程度的确定方法;最后提出了N-K故障风险指标的计算方法。利用Python语言对PSS/E进行了二次开发,实现了所提方法,并以IEEE 30节点测试系统为例,识别出该系统中的严重N-K故障,验证了方法的正确性。     

Contingency severity assessment for voltage security usingnon-parametric regression techniques

This paper proposes a novel approach to power system voltage security assessment exploiting nonparametric regression techniques to extract simple, and at the same time reliable, models of the severity of a contingency, defined as the difference between pre- and post-contingency load power margins. The regression techniques extract information from large sets of possible operating conditions of a power system screened offline via massive random sampling, whose voltage security with respect to contingencies is pre-analyzed using an efficient voltage stability simulation. In particular, regression trees are used to identify the most salient parameters of the pre-contingency topology and electrical state which influence the severity of a given contingency, and to provide a first guess transparent approximation of the contingency severity in terms of these latter parameters. Multilayer perceptrons are exploited to further refine this information. The approach is demonstrated on a realistic model of a large scale voltage stability limited power system, where it shows to provide valuable physical insight and reliable contingency evaluation. Various potential uses in power system planning and operation are discussed     

考虑电压因素的电力系统输电阻塞调度

针对开放输电环境下出现的由于电压稳定因素造成的输电阻塞问题,提出了一种考虑电压稳定的输电阻塞调度方法.该方法在传统的最优潮流优化算法的基础上,用负荷裕度指标作为系统电压稳定性的指示器,结合连续潮流算法对系统在正常状态和N-1事故状态下的电压稳定性进行分析,如果出现由于电压稳定约束造成的输电阻塞问题,将计算发电机有功出力对负荷裕度的灵敏度指标,以此作为依据调节发电机有功出力来增大系统负荷裕度,解决输电阻塞问题.该算法在6节点系统的应用效果表明了其有效性.