基于卷积神经网络的暂稳极限功率计算

目前求取联络线暂态稳定传输功率极限的时域仿真法和基于李雅普诺夫稳定性理论的直接法计算过程复杂,针对此问题,提出基于卷积神经网络的输电断面暂态稳定极限功率计算方法。首先将系统运行的数据与实验仿真数据相结合,转化为输电断面特征属性,选择输电断面关键特征,将其作为神经网络的输入层向量,然后经过多次训练构建出系统关键特征与输电断面暂态稳定极限功率的非线性映射关系。最后以IEEE14节点进行算例分析,验证了计算方法的可靠性以及有效性。     

暂态稳定极限耦合的多个输电断面极限功率协调计算

为了进行多断面稳定输送水平交互影响的量化评估,实现多断面输电功率同时达到极限值的自动搜索计算,提出了暂态稳定极限存在耦合的多个输电断面极限功率协调计算方法。分析了不同输电断面暂态稳定极限耦合的机理,建立了以各断面主导的系统稳定性同时达到临界稳定为目标的多断面输电极限协调计算数学模型,提出了多断面输电功率同时变化对系统稳定裕度影响的量化分析方法,设计了基于数学规划求解多断面功率增长步长的极限功率迭代搜索算法,可用于多个输电断面极限功率的离线或在线分析计算和实时监控。基于IEEE 10机39节点系统的算例验证了算法的正确性和有效性。     

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。     

南方电网交流输电断面极限控制难点与对策

分析显示,影响南方电网交流输电断面极限控制的主要因素包括负荷及频率波动、直流功率偏离、贵州500kV交流出口潮流特殊性,以及存在着临时电力交易等;据此提出了保证裕度、自动调整直流功率、建立临时交易支持系统以及研究考虑断面约束的AGC控制策略等几种避免交流断面越极限运行的措施,帮助调度运行人员将稳定断面有功功率控制在极限内,保证电网安全稳定运行。     

暂态稳定视角下的强关联输电断面及其识别方法

多个交流输电断面暂态稳定极限功率相互耦合,给电网安全稳定运行控制带来了极大挑战。文中深入挖掘受扰系统中暂态响应轨迹特征与稳定模式的对应关系,提出了暂态稳定视角下关键输电断面及关联断面的概念,并将关联输电断面分为模式共存机理决定的关联断面和模式演化机理决定的关联断面两类。提出了基于电网电气量变化来反映系统稳定模式的支路同步力系数指标,并结合该指标、图论和暂态稳定模式识别方法,提出了关键断面及关联断面识别的实用算法,有利于克服人工经验方法中因机理分析不足而可能导致的识别不准和效率低下的缺陷,为基于输电断面准确识别的稳定分析或运行监控提供了基础。基于IEEE 10机39节点系统的算例阐明了所提方法的原理及有效性。     

热稳定约束下断面输电极限分析方法

针对N-1热稳定问题,应用电力系统商业软件BPA和灵敏度分析方法决定送、受端发电机机组的调整顺序,提出了一种考虑N-1热稳定约束的断面输电极限分析方法。应用该方法对广东电网2006年4种典型运行方式的热稳定问题进行了分析计算,发现了广东电网的热稳定薄弱环节,分析了广东电网主要供电断面热稳定约束下的输电极限。分析结果表明,该方法快速、准确,且适用于实际工程。     

含风电系统断面TTC运行规则的极限学习机提取方法

风电集中接入使得传统方式有效计算极限传输容量存在困难。为此,提出一种基于差分进化极限学习机的含风电系统输电断面极限传输功率(Total Transfer Capability, TTC)运行规则提取方法。首先基于K-medoids聚类方法提取以"风功率-负荷"二维特征表征的典型运行场景,然后通过随机采样和重复潮流方法生成用于TTC运行规则挖掘的知识库。接着采用RELIEF-F算法筛除冗余特征并辨识与输电断面TTC存在强关联的特征属性,以削减运行特征的高维度。最终通过将训练数据输入差分进化极限学习机,从知识库中提取TTC运行规则。算例验证表明,所提方法能够以较高的计算精度及较强的泛化能力实现TTC的快速估计。     

基于N-1原则的输电断面热稳定功率极限评估

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于N-1原则的输电断面热稳定功率极限评估方法。计算功率灵敏度矩阵得到各发电机节点对线路功率的控制情况,依次以断面各线路为目标线路,通过调整发电机出力,在满足全网线路冗余量约束、开断线路功率增加约束以及发电机可调量约束的基础上,利用最优化方法得到各目标线路对应的断面最大传输功率,取其中最小值为断面热稳定功率极限。在IEEE39节点系统中对该方法的正确性进行了验证。     

基于并行模式的关联输电断面极限功率计算

针对关联输电断面极限功率计算方法缺乏、枚举组合计算量巨大且难以在线应用的问题,基于大规模分布式并行处理技术,提出了先计算静态极限功率,再计算暂态和动态极限功率的分步计算策略,以及分挡迭代的并行安全校核搜索策略。所述策略不仅对下一步极限功率计算的考核故障集进行了筛选,提高了极限功率搜索速度,而且给出了关联断面极限功率之间相互影响因子的计算方法,为调度运行控制提供了决策支持。南方电网的算例分析验证了所提出的方法的快速性和有效性。     

基于多重约束的“三华”特高压电网功率交换极限评估

随着特高压交/直流混合电网的逐步建成,大区电网间必将存在大功率传输。为了确保电网在其安全稳定极限内正常运行,提出基于多重约束条件下的大区电网间功率交换极限计算方法。该方法采用基于改变的区间交换功率下的频率响应特性分析、静态电压稳定分析、以及暂态能量函数分析对系统功率交换能力进行评估,对比满足各个约束条件的功率交换极限,确定约束系统断面功率交换能力的决定因素,得到多重约束条件下的功率交换极限,并以此来指导区间功率分配方案的制定与优化。对"三华"电网的仿真分析表明,该研究所提方法能在考虑多重约束条件前提下快速准确地计算出电网的功率交换极限,计算结果误差均<6%,满足工程实际的精度要求,且该规划模型在最大交换功率下其特高压输电线路的输送功率在热稳定限制以内。     

基于断面负载均衡度的统一潮流控制器潮流优化控制方法

区域间断面的输电能力主要受限于重载通道的热稳极限,同时关键输电断面对于电网的安全稳定运行具有重要意义。文中提出一种针对断面输电能力受限和潮流分布不均的统一潮流控制器(UPFC)控制方法。定义了断面负载均衡度这一指标,为评估UPFC的潮流控制效果、UPFC对断面潮流分布的优化作用提供了可量化的指标。以江苏省苏州市500 kV UPFC科技示范工程为例,从三相永久性N-1故障、稳态运行和锦苏直流闭锁3种工况提出了相应的UPFC控制方法。仿真结果表明,基于所提指标的UPFC控制方法可以达到改善断面输电能力和潮流分布的目的,同时提高电网的安全稳定性。     

数据驱动的新型电力系统断面极限估算方法

针对传统断面极限离线仿真算法计算量大、计算时间长,难以满足多运行方式精细化管理等问题,提出了一种数据驱动的基于最小冗余最大相关和AdaBoost的新型电力系统断面极限估算方法。首先对电力系统运行特征与断面极限进行相关性分析,采用最小冗余最大相关算法提取系统关键特征;然后利用AdaBoost算法进行断面极限的回归分析。实际电网算例估算结果表明了所提方法的有效性。     

负荷模型对鄂湘联络线暂态稳定输送功率极限的影响

不同的负荷模型对电力系统暂态稳定有不同的影响。计算并分析了湖南电网在不同负荷模型下,江复线投产后,鄂湘联络线的暂态稳定输送功率极限。     

基于层次分析法的输电断面综合监控方法

输电断面是电网安全稳定运行和故障应急处置的重要监控和分析对象,加强输电断面监控水平能够全面把握电网实时运行状态,有效提升电网安全预警能力。为适应电网运行调控需求,研究一种采用以评价目标为指向、以关联指标间的有机组合形成综合评价模块的评价方式,通过德尔菲专家会议方式引入调控运行专家经验对层次分析法进行优化改进,从不同层面反映多元指标与输电断面运行状态的相互关系,实现有针对性的、由点及面的输电断面综合监控。该方法在某区域电网调控中心智能电网调度技术支持系统中得到初步应用,结果表明该方法有效提高了电网输电断面监控水平。     

基于鸡群算法的断面传输极限的自动搜索断面研究

断面是电网的薄弱环节,而断面的识别通常需要大量人工计算,针对此局限,提出了基于鸡群优化算法的断面传输极限的自动搜索断面法,首先利用Dijkstra算法对电网进行分区,将各区域之间的联络线作为初始断面,再根据支路开断分布系数与潮流方向从初始断面中识别出输电断面,在计算输电断面的热稳定极限时,通过功率灵敏度得到各发电机出力对线路功率的控制,以断面在正常运行状况下所能传输的最大功率为目标函数,以断面各线路依次为目标线路,控制发电机的出力,满足全网线路热稳定以及发电机出力约束,通过鸡群优化算法得到断面各目标线路最大传输功率极限,最后取各目标线路传输极限中的最小值为断面传输极限,从而得到关键断面。在IEEE 39节点系统中验证了所提方法的有效性。     

新能源接入电网的断面传输方式聚类分析

传统电网运行方式下制定输电断面限额时,为保证安全性,主要考虑最严重电网运行方式。这种处理方式不能适应高占比新能源电网运行方式复杂多变的特点,存在包含运行方式情景不足和安全裕度过大等问题。为此,提出新能源接入电网的断面传输方式聚类分析方法。首先,基于历史统计信息找出电网关键断面,并通过相关性分析挖掘出影响电网关键通道传输能力的关联因素;然后,根据关联度指标对关键因素进行排序,并根据排序靠前的关键因素对电网运行方式进行聚类划分;接着,依据聚类划分结果对该边界方式下各级断面输电限额进行优化,以提升电网输送能力。最后,通过中国西北电网仿真分析验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于拓扑聚合的输电断面辨识方法与断面传输极限的研究

国内外多次发生的大停电事故表明输电断面是大规模互联电网的薄弱环节。快速搜索出电网关键输电断面并计算出断面极限传输功率,有利于调度部门及时调整运行方式,避免电网发生大面积停电事故。提出利用电网拓扑聚合算法对电网关键输电断面进行搜索。通过对电网邻接矩阵进行简单的矩阵变换操作,将拓扑中临近节点聚合到邻接矩阵的主对角线附近。直接在变换后的邻接矩阵上对电网输电断面进行快速搜索,然后通过潮流分布因子来辨识关键输电断面。利用磷虾群优化算法构造电网关键输电断面极限传输功率的优化模型,准确计算断面极限传输功率。IEEE14节点系统和IEEE39节点测试系统验证了所提方法的有效性。     

考虑事故后静稳的暂稳极限快速估算方法研究

我国大规模互联电网间功率频繁交换,单厂送出、典型外送系统暂态功角问题较为普遍,快速准确估算电网输电能力对增加系统安全稳定裕度和整体运营效率具有重要意义。文章基于等面积定则,分析惯性时间常数和静稳极限对电网暂态稳定传输功率极限的影响。在一定范围内转动惯量的增加,暂态稳定输送极限增大;事故前后静稳极限比值的减小,暂态稳定输送极限减小。结合大量工程经验,并引入K系数快速估算输电通道暂稳极限,通过系统外送功率的大量算例分析,验证了文中所提方法的有效性和实用性。     

基于SDAE特征提取的含风电电网可用输电能力计算

风力发电的不确定性显著增加了电力系统可用输电能力(ATC)计算的难度。基于点估计的Gram-Charlier级数展开理论和深度学习技术,提出了一种计及越限概率要求的ATC快速计算方法,考虑的约束类型包括静态安全、静态电压稳定和暂态稳定约束。假定风电出力概率分布已知,结合两点估计法和Gram-Charlier级数展开,通过两个确定性场景的最大输电能力(TTC)计算结果逼近TTC的累积分布函数。为了快速、准确地获得确定性场景的TTC,利用堆叠降噪自动编码器(SDAE)建立了TTC计算的深度学习模型。获得TTC的累积分布函数后,将断面功率超过TTC的概率定义为越限概率,推导了给定越限概率要求下ATC计算的表达式。实际电网仿真结果表明,所提方法能够有效计及多类安全稳定约束,快速、准确计算不同越限概率要求下的ATC。