切负荷时刻对系统稳定性的影响

论述了电力系统中切负荷时刻对系统动态稳定性的影响。利用多机系统的能量函数方程建立 了分析切负荷时刻对电力系统动态稳定性影响的数学模型，导出了最佳切负荷时刻的确定条 件。对实际系统的计算表明，切负荷操作并不是越快越好，而是存在一最佳时刻；同时也说 明所提出确定最佳切负荷时刻的方法是正确的。     

湖南电网毫秒级精准负荷控制 系统的工程应用

毫秒级精准负荷控制系统将切负荷控制方式,从传统的集中切变电站负荷线路方式转变为快速精准控制用户可中断分支负荷线路。文章重点介绍精准负荷控制系统的整体架构及各层级切负荷装置的功能,分析精准负荷控制系统控制策略,结合整体联调试验,阐述该系统的工程应用情况。现场联调试验表明该系统既满足传统稳控系统快速性、安全性要求,又实现企业用户可中断负荷的精准控制,提高了紧急切负荷控制的精细化水平。     

毫秒级精准负荷控制系统设计与工程应用

毫秒级精准负荷控制系统将切负荷控制方式从传统的集中切变电站负荷线路方式转变为快速精准控制用户可中断分支负荷线路。在分析现有终端接入通信技术的基础上,提出了系统的总体架构,即控制主站层、控制子站层、终端用户接入层,描述了各层级的功能定义,给出了计及直流故障落点位置和负荷分层的整体最小欠切控制策略;详细介绍了系统实现所需的关键技术:STM-1接口(155M接口)技术、多用户共享2M通道接入技术、模拟大规模可中断负荷批量切除及有序恢复的试验技术等。该技术方案已应用于江苏电网精准切负荷一期、二期工程中,现场实切试验表明满足运行要求。     

提高变压器运行经济性的专家系统

在对变压器综合损耗和经济负载系数分析的基础上, 考虑变电站负荷的时刻波动, 提出了用专家系统来控制变压器的经济运行方式。参考变电站负荷的历史记录, 进行每日负荷预测, 确定每日最佳切换时刻, 最大限度地降低变电站的综合损耗, 并延长变压器等设备的使用寿命, 从而提高变压器运行的经济性。     

提高变压器运行经济性的专家系统

在对变压器综合损耗计算分析的基础上,考虑变电站负荷的时刻波动,提出了用专家系统来控制变压器的经济运行方式。介绍了利用神经网络专家系统进行实时负荷预测的方法,以及基于经济运行的临界功率来确定每日变压器的最佳切换时刻,达到最大限度地降低变电站的综合损耗,并延长变压器等设备的使用寿命的目的。     

源网荷用户400 V紧急切负荷控制的实现

目前源网荷用户的可切负荷集中在10 kV以上,在紧急切除用户中压侧负荷的同时也把很多重要的低压400 V负荷切除了,对用户生产仍造成了一些不利的影响。为此,根据现场400 V负荷设备的采集控制要求,提出了符合现场用户特点的设备改造负荷接入方案。针对400 V负荷精细化采集和快速控制的需求,兼顾工程实施的可行性和经济性,设计开发了一种基于GOOSE通讯的网荷子单元的400 V负荷快切方案,并完成了现场用户试点实施。根据应用效果,对网荷子单元进行了改进,使400 V负荷的切除延时减少到最小,满足了切负荷的快速性要求。     

基于网荷终端的用户低压负荷紧急控制

目前安装网荷终端的用户可切负荷集中在10 kV以上,在紧急切负荷时把很多重要的低压400 V负荷同时切除了。为进一步减少紧急切负荷对用户生产的影响,通过对现场用户400 V负荷性质、容量、设备的调研,提出了符合现场用户特点的设备改造负荷接入方案。针对400 V负荷精细化采集、快速控制的需要,及现场实施的可行性、经济性要求,设计了针对集中式和分散式两种类型用户的400 V负荷快切方案,并完成了现场用户试点实施。通过研制一种基于面向通用对象的变电站事件通信(generic object oriented substation event,GOOSE)的网荷子单元,对方案进行优化改进,使其满足了紧急切负荷的动作快速性要求。     

计及用户响应负荷颗粒度的精准切负荷控制方法

切负荷控制是电力系统稳定运行和效率优化控制的关键技术之一,针对分钟级精准切负荷效率优化控制中负荷过切率优化问题,提出了一种计及用户响应负荷颗粒度的精准切负荷控制方法。首先以用户响应负荷颗粒度大小为切入点,采用需求响应策略,削减待切用户响应负荷颗粒度;其次,通过负荷分级建模,构建了基于最小负荷过切率的精准切负荷优化模型;最后通过算例分析,对比传统最小过切率精准切负荷控制方法和所提方法,结果表明,所提方法能够有效降低负荷过切率和负荷过切率波动性,验证了所提方法的有效性。     

基于源-荷协同的电网静态安全校正最优控制算法

为消除N-1事故情况下的线路过载和节点电压越限,提出了一种基于源-荷协同的电网静态安全校正最优控制算法。针对调整机组出力和切负荷两种静态安全校正措施,分析电网静态安全校正控制代价,在满足电网静态安全约束前提下,以系统整体控制代价最小为目标,建立电网静态安全校正控制模型。考虑可控负荷的离散特性,按切负荷代价由小到大的顺序形成切负荷控制策略表,并应用灵敏度指标从切负荷策略表中截取候选切负荷策略,分析各切负荷策略代价,协同静态安全校正控制模型,求解最小切负荷策略下发电机组出力的可行解。算例分析验证了离散的切负荷策略对应切负荷方案可行性强,避免负荷欠切和过切问题,源-荷协同静态安全校正控制能以最小控制代价有效消除N-1状态的节点过电压和线路过载。     

电力配网系统的无功补偿及其优化的研究

以综合经济效益最大为目标函数,对配电网无功优化方法进行了研究。首先,电容器组是配电网中应用最广泛的无功补偿设备,从网损最小、年运行费用最小、年支出费用最小的观点以及在负荷典型分布情况下,研究了求最佳补偿容量和补偿位置的算法,但这些算法只能确定部分参数。其次,在实际电网中,并联电容器组的配置包括确定并联电容器组的组数、各组电容器的容量、安装位置及其投切时刻。根据无功电流持续曲线中两个重要几何特性—＂等面积判据＂和＂等长度判据＂,针对我国配电网中大部分线路的无功负荷随时间波动较大,对末端集中负荷采用最佳分级补偿、对分布负荷采用最佳分散补偿,把求取最大经济效益的积分方程组求极值的困难问题,简化成十分简单的算术运算问题。最后,通过实例计算和分析证实了本文方法的有效性。     

A wide area synchrophasor-based load shedding scheme to prevent voltage collapse

This paper presents a new method based on wide area voltage stability index for optimal load shedding to prevent voltage instability phenomena. Phasor Measurement Units (PMUs) have widely been used in recent years due to their great advantages in power systems wide area monitoring, protection and control. The purpose of this paper is to provide a new optimal load shedding method, which disconnects the least possible amount of load from optimum buses. Not only the system stability is considered as main goal in this research, but also minimum load shedding is taken into account. Moreover, the problem of optimal load shedding is applied using modified Discrete Imperialistic Competition Algorithm (DICA) in mid-term and long-term voltage instability scenarios. In all investigations, certain limitations are considered to obtain practical answers. In addition, some modifications are applied to the conventional ICA, which make it proper for solving the optimal load shedding problem. New modifications result in fast convergence characteristic and less run time, which are crucial in dealing with power system instability problems.     

输电系统风险评估中的分层分级负荷削减模型

负荷削减计算是输电系统风险评估中的关键步骤。为解决目前负荷削减模型还存在的没有考虑无功潮流和节点电压约束、无法考虑负荷类型削减优先级对风险指标的影响等不足,提出了一种分层分级最优负荷削减模型。按负荷类型重要度从高到低依次分层削减负荷,兼顾就近和最优原则,将参与负荷削减的节点限制在一定分级范围内,减小计算规模。IEEE-RTS6算例表明,所提出的模型在保证准确性的前提下,相比传统方法能够极大减少重要负荷的削减次数和电力不足期望,更符合系统实际运行要求,并一定程度上减少计算时间。     

一种基于有序二元决策图的低频减载新方案

为控制电力系统大容量机组跳闸时频率下降的问题,需要设计可靠的低频减载方案。针对传统方案存在的不足,设计了一种考虑负荷模型和系统有功备用的低频减载方案。该方案通过故障后系统频率变化率来估算系统功率缺额,充分考虑负荷模型、系统备用的影响,确定切负荷量;根据负荷的频率调节特性确定切除的优先级;利用有序二元决策图(ordered binary decision diagram,OBDD)搜索切除方案可行解,针对可行解,考虑负荷的控制代价,确定最优的控制策略。该方案经在IEEE9节点系统上测试验证,能准确估算故障大小,并能快速得到最优切负荷方案,相比于传统的低频减载方案,具有自适应性强、控制代价小等优势。     

基于多种群分层粒子群优化算法的电力系统低压减载优化方法研究

低压减载是维护电力系统电压稳定的一道重要防线。最优减载问题是离散变量(地点和轮次)和连续变量(各轮的控制量)的混合优化问题。提出了一种利用多种群分层粒子群优化算法(HSPPSO)求解最优减载问题的新思路,采用受动态电压约束的系统最优潮流所建立的优化模型,以所切负荷总量最小为目标函数。最后以IEEE-39节点作为算例,结果与标准粒子群算法(PSO)和遗传算法(GA)对比,得出在同样的稳定裕度和迭代次数要求下,HSPP-SO算法总能够得到最小的减载量,表现出了在求解UVLS问题时的良好适应性。     

发输电组合系统可靠性评估中的最优负荷削减模型分析

介绍了基于直流潮流的负荷削减线性规划模型和基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型的基本原理,对它们各自的优缺点进行了分析,并使用它们对 RBTS(RoyBillinton Test System)可靠性测试系统进行了评估.计算结果表明,直流潮流的负荷削减线性规划模型由于忽略了节点电压约束的影响,存在较大的模型误差,要得到精确的可靠性指标,应该使用基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型.     

基于隐枚举法的快速分级切负荷优化方法

目前稳控装置广泛采用的穷举法已经很难满足快速、精准切负荷的要求。为了高效地求解切负荷优化问题,为紧急决策争取更多时间,提出了基于隐枚举法的快速分级切负荷优化方法。该方法协调低频和低压切负荷动作轮次,建立切负荷优化模型,通过制定合适的搜索策略和剪枝策略,仅在可行解范围内进行寻优,大大提高了计算最优解的效率。切负荷算例结果表明同等条件下该方法可以节约至少50%以上的计算时间,实现了稳控装置的快速切负荷,保证了紧急情况下电网的安全稳定运行。     

适合风雨气候的电力系统风险评估模型与方法

建立了风雨气候的电力系统风险评估模型,弥补了传统风险评估模型中忽略风雨气候影响使评估结果过于乐观的不足。采用最优交流潮流模型计算系统切负荷量,在得到最小切负荷量的同时,可评估系统低电压风险,解决了传统方法用直流潮流模型无法直接评估节点低电压风险的问题。利用最优潮流模型求取系统切负荷量,有效改善由于潮流计算不收敛,而导致无法得到切负荷量或切负荷量计算不准确的问题。最后利用该方法对改造后的IEEE-RT79系统进行计算,结果表明该方法有效可行。对改造后的系统进行线路过载和低电压风险评估,评估结果可以为风雨气候条件下电网的规划及运行提供参考依据。     

Load Shedding and Restoration for Intentional Island with Renewable Distributed Generation

Due to the high penetration of renewable distributed generation (RDG), many issues have become conspicuous during the intentional island operation such as the power mismatch of load shedding during the transition process and the power imbalance during the restoration process. In this paper, a phase measurement unit (PMU) based online load shedding strategy and a conservation voltage reduction (CVR) based multi-period restoration strategy are proposed for the intentional island with RDG. The proposed load shedding strategy, which is driven by the blackout event, consists of the load shedding optimization and correction table. Before the occurrence of the large-scale blackout, the load shedding optimization is solved periodically to obtain the optimal load shedding plan, which meets the dynamic and steady constraints. When the blackout occurs, the correction table updated in real time based on the PMU data is used to modify the load shedding plan to eliminate the power mismatch caused by the fluctuation of RDG. After the system transits to the intentional island seamlessly, multi-period restoration plans are generated to optimize the restoration performance while maintaining power balance until the main grid is repaired. Besides, CVR technology is implemented to restore more loads by regulating load demand. The proposed load shedding optimization and restoration optimization are linearized to mixed-integer quadratic constraint programming (MIQCP) models. The effectiveness of the proposed strategies is verified with the modified IEEE 33-node system on the real-time digital simulation (RTDS) platform.     

特高压直流闭锁后的交直流混联受端电网最优切负荷方案

交直流混联受端电网中大容量特高压直流(UHVDC)输电线路发生直流闭锁故障后,电网会产生巨大功率缺额,引起潮流大幅度转移和频率跌落,可能会造成交流通道过载,引发连锁故障。针对这一问题提出了一种交直流混联受端电网最优切负荷方案计算方法。该方法基于广域测量技术,利用直流闭锁后瞬间量测数据,建立闭锁后稳态时交流通道传输功率和电网频率的估算模型,考虑交流通道传输功率极限、电网频率安全约束及可切负荷的重要性差异,以负荷综合损失最小为目标,建立最优切负荷方案的优化模型。通过改进的粒子群优化(PSO)算法求解得到电网最优切负荷点及其对应的最优切负荷量,保证了直流通道闭锁之后,交直流混联受端电网的安全稳定运行。最后在机电暂态软件PSS/E中以IEEE 39节点改进系统为例,通过仿真分析对所提方法进行对比验证,证明了该方法的正确性和有效性。     

Optimal design of adaptive under frequency load shedding using artificial neural networks in isolated power system

The frequency and voltage stability is a basic principle in the power system operation. Different short circuits, load growth, generation shortage, and other faults which disturb the voltage and frequency stability are serious threats to the system security. The frequency and voltage instability causes dispersal of a power system into sub-systems, and leads to blackout as well as heavy damages of the system equipments. Optimum load shedding during contingency situations is one of the most important issues in power system security analysis. This paper presents a fast and optimal adaptive load shedding method, for isolated power system using Artificial Neural Networks (ANNs). By creating an appropriate data-base of contingencies for training the neural network, the proposed method is able to perform correct load shedding in various loading scenario. In this regard, the total power generation, the total loads in power system, the existing spinning reserved capacity value in the network and frequency reduction rate were selected as the ANN inputs. This method has been tested on the New-England power system. The simulation results show that the proposed algorithm is very fast, robust and optimal values of load shedding in different loading scenarios, related to conventional method.