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。     

基于改进负载潮流熵指标准确辨识电网脆性支路的方法

电力系统关键环节定位是电网安全分析的核心问题。针对基于潮流状态识别脆性支路只考虑系统静态特性,存在忽略系统运行极限及元件本身特性影响的不足,以及基于电网复杂拓扑结构分析辨识脆性支路时忽略电压运行状态影响,容易引起漏选的缺陷,提出一套改进负载潮流熵权指标准确辨识电网脆性支路的方法,由2阶段3类排序筛选构成,初筛阶段提出负载潮流熵和支路开断熵测度两指标,能准确评估电网稳态时支路不稳定运行特征,以及电网受扰后系统维持稳定运行的趋势。深筛阶段提出含调节因子的双测度熵和加权综合熵指标,满足电网设计或运行等不同场景对辨识脆性支路的需求。针对所提辨识方法,选经典IEEE10机39节点算例,并与其他方法开展对比实验,表明所提方法能更全面、更准确辨识电网脆性支路的优点。     

基于支路能量函数的脆弱支路评估

电网的脆弱性问题,作为电网安全问题的深入和扩展,具有重大的研究价值。从能量函数的观点出发,建立了完整的支路静态能量函数模型,综合考虑了系统的多个物理量对能量信息的映射,能够更加全面且准确地反映不同运行状态下的支路脆弱性。基于能量信息构建了脆弱灵敏度指标及脆弱度指标分别评估系统的支路脆弱性和脆弱程度,并分析了系统负荷和线路结构发生变化时对脆弱灵敏度的影响,确定了电网的关键脆弱支路。通过对IEEE-30母线系统的仿真,验证了所提指标的可行性和有效性,可望用于在线评估。     

基于潮流分布熵的电力系统薄弱环节辨识方法

随着新型电力系统的提出与建设,电源结构将由强不确定性、弱可控性出力的新能源发电装机占主导。针对新能源发电的不确定性可能导致某一节点遭受较大的潮流冲击,以及线路发生N-1故障后可能引起相邻线路过载或重载的问题,结合节点权重法以及线路熵权法,提出基于潮流分布熵的节点与线路的薄弱指标,能够有效地降低传统熵法应用于电力系统薄弱环节辨识中的误差。以大同地区220 k V电网的仿真数据进行算例验证,检验所提方法的有效性以及合理性。     

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。     

基于奇异值熵和潮流分布熵的电网关键节点辨识

从熵理论角度出发,综合考虑奇异值熵和潮流分布熵,提出关键节点综合评估指标。奇异值熵表征节点负荷变化对系统中节点电压幅值的影响,潮流分布熵体现节点负荷变化对系统中线路潮流分布的影响。关键节点综合评估指标从电气学的角度解释节点负荷变化对系统带来的威胁。基于系统平均负载率和能量熵定义系统安全指标,通过对节点的连续攻击分析评估模型的有效性和正确性。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于支路等值的拓扑辨识方法

状态估计中拓扑辨识是一个疑难问题,很多拓扑辨识方法把开关状态作为未知量引入估计过程,对量测冗余度和精度提出了较高要求,加大了状态估计辨识可疑数据的难度,工程应用困难。通过支路关联遥测遥信互校,确定运行状态可疑的支路。状态可疑支路在状态估计中作为参数未知支路,只需要引入一个状态变量,从支路参数计算结果就可判断支路运行状态,并给出了支路电导引入信息矩阵方法。正确判断支路运行状态后,利用状态估计节点电压计算支路潮流并修正两端节点注入,就可得到完整的电网运行状态,无需重新状态估计。该方法可以辨识小潮流支路拓扑错误。测试结果表明,由于在常规PQ解耦状态估计引入未知量,只增加一维状态量,计算速度快,拓扑辨识结果准确,适合在在线系统中应用。     

基于广义节点及熵理论的电网脆弱节点电压辨识方法

在电力系统中为了避免发生一系列的连锁故障,需要给出评估电网中最具关键性的脆弱节点的相应指标和模型,考虑到传统直流输电系统对交流电网换相电压敏感性,提出一种基于广义节点及熵理论的电网脆弱节点电压辨识方法,该方法结合熵的一般性原则,将电网受到冲击时广义节点的奇异值熵、潮流分布和转移熵三者统一起来共同作为电网脆弱节点的辨识依据,并采用熵权值法修正AHP方法的手段获得综合权重系数,充分考虑了各指标的主客观影响因子,采用层次分析法和熵权值法获得脆弱节点综合评估模型的权重系数。最后通过IEEE 39节点系统仿真结果验证了该方法对于电网整体性脆弱节点辨识的有效性和实际运用价值,证实了该方法可以有效衡量交流电网电压突变量对直流输电系统影响。     

基于交易的支路潮流和损耗分摊

在输电网开放的双边(多边)交易电力市场中，独立系统运行员(ISO)应当准确地计算各笔交易在电网的每一条支路上引起的潮流和损耗，一方面为分摊网络成本和损耗提供依据，另一方面向他们提供正确的经济信号，从而激励他们高效地使用电网和降低网损。文中提出一种基于交易的分摊支路潮流和损耗的方法(BPFA)，该方法允许各交易选择自己的网损补偿策略(比如增加发电机出力和(或)降低对用户的供电)，同时也考虑了节点注入无功功率对支路潮流和损耗的影响。以一个3机7节点的系统为例，分别用BPFA和新近报道的基于交易的支路潮流和网损分摊(TBPF)方法计算两笔转运交易在每一条支路上所引起的有功功率和有功损耗，结果表明BPFA能够反映交易对网络的实际使用程度，从而能够向市场参与者提供更为准确的经济信号，同时计算速度也比TBPF快。     

支路潮流越限控制的虚拟支路法

为解决支路潮流越限问题,提出了支路潮流越限控制的虚拟支路法。通过对潮流越限支路并联虚拟支路法,使原潮流越限支路的电流降低到目标电流水平。虚拟支路导纳参数由目标分流系数、潮流越限支路导纳及戴维南等效阻抗共同确定。基于置换定理,将虚拟支路用含参数的虚拟功率源置换,将虚拟支路的切除问题转化为虚拟支路两端点注入功率的增长问题。根据支路视在功率对节点功率的灵敏度,逐步计算最小代价的控制方案。IEEE算例仿真显示该方法可将越限支路电流降低到目标电流水平,验证了其可行性和有效性。     

基于改进泰尔熵和熵度的电力系统关键节点识别

为了弥补信息熵考虑因素单一的缺陷,引入泰尔熵并对其适当改进用于电力系统关键节点识别中。改进后的泰尔熵将系统线路按照负载率进行分区,并分别计算节点功率变化时同区及区间潮流分布的均匀程度,然后采用负载率对同区结果进行加权,得到节点的改进泰尔熵指标。为了使识别结果更贴近工程实际,采用熵度评估了节点网络拓扑位置的重要性,然后提出了关键节点综合评估指标。综合评估指标兼顾节点网络拓扑结构重要性和其功率变化对潮流的影响情况,通过对IEEE-39节点系统进行关键节点识别验证,验证了方法的可行性和有效性。     

基于支路潮流的电压稳定指标的研究

基于支路潮流分析,由电压的二次方程有解的条件提出了一种新的电压稳定指标--LSI(Line Stability Index).该指标可利用支路潮流和支路发送端母线电压相量计算得到,其取值在0到1之间,与1的距离反映了该支路的电压稳定的裕度.将系统中所有支路中最小的一个LSI指标值作为系统的电压稳定指标,该最小指标值对应的支路为系统中的最弱支路,弱支路的受端节点为电压不稳定节点.这样LSI不仅能够确定电压不稳定节点,还能够确定系统的最弱传输路径.IEEE14-Bus系统的仿真计算证明该指标的有效性.     

基于电力系统支路切割的潮流并行协调算法

在研究基于支路切割的网络分块方法的基础上,提出了一种通过切割支路实现网络分块的新算法。该算法将切割支路的潮流以虚拟负荷的形式作为协调变量对子网络之间的耦合影响进行处理,并有效地将大规模电力系统的潮流计算问题转化为若干个子网络的潮流计算问题,是一种基于电力系统潮流调度概念的准并行算法,可以方便地在PC机群上实现。该算法在IEEE 14节点、IEEE 30节点和IEEE 118 节点网络上的验算结果表明:应用该算法获得的潮流计算结果正确,切割支路的选择对算法性能存在一定影响,划分网络的具体技术措施还有待深入研究。     

基于支路有功功率的配电网拓扑辨识方法

针对配电网量测冗余度低且开关变化频繁、识别出正确的拓扑结构存在困难的现状,文中提出一种基于支路有功功率的配电网拓扑结构识别方法。该方法基于支路有功功率残值的大小选择可能断开的支路,得到若干种可能拓扑结构;采用相同量测值,在每个可能拓扑结构下分别进行状态估计并计算匹配目标函数值,从可能拓扑结构集中找到可能性最高的拓扑结构作为可信拓扑结构,降低配电网拓扑结构分析的解空间;并引入快速潮流直流法进行状态估计,提高了算法的计算效率,从而把此类配电网拓扑检错问题转换为以量测值匹配度高为目的的配电网重构问题。算例表明,该方法合理有效,快速简便,且在带有较大量测误差的情况下也有很好的适应性。     

基于潮流冲击熵的加权拓扑模型在电网脆弱性辨识中的应用

电网脆弱性不仅与电网的拓扑结构有关,还与电网的电气特征紧密相连。为了辨识出电网的脆弱环节,基于支路开断的潮流冲击熵,提出了一种电网脆弱性辨识的新方法。定义了支路和节点脆弱强度指标,建立了基于潮流冲击熵的加权拓扑模型,由此得出了线路和节点的加权介数指标,结合脆弱强度和介数指标,提出了综合脆弱度指标,该指标综合考虑了电网拓扑结构与电气特征的影响,且加权介数的引入能够对电网脆弱性进行辨识起到放大的作用。由算例结果可以发现,文中定义的综合脆弱度指标能够有效克服从单一角度对电网进行脆弱度评估,提高了辨识的准确度与精度,说明了该脆弱性辨识方法的有效性与合理性。     

基于多支路开断和关键支路集的快速潮流转移识别

为快速识别实时潮流转移,基于直流潮流-补偿原理推导了用于快速预估多支路开断后潮流分布的支路开断分布因子(Line Tripping Distribution Factors,LTDF)的计算方法,结合改进的严重度函数,给出了用于评价支路受潮流转移影响程度的过载严重度指标和关键支路集的概念及其求解过程,对单支路或多支路开断同样适用,为后续减载控制策略缩小了分析范围。对New-England 10机39节点系统的算例分析表明,该方法可准确预估开断后潮流,快速有效识别受潮流转移影响严重支路,克服了以往仅用分布因子去评价支路受潮流转移影响程度的不确切性和漏选重要支路的不足,具备合理性、可行性及快速性。     

基于加权潮流熵和耦合支路介数的大停电故障集构建方法研究

随着电网互联程度的加深,电网因连锁故障引发大停电的概率增大,构建连锁故障集是预防大停电的有效措施之一。首先,研究对电网稳定运行影响巨大的故障支路集,定量评估电网运行状态的加权潮流熵计算方法。然后,结合全过程动态仿真软件,提出基于加权潮流熵和耦合支路介数的大停电故障集构建方法。最后,以某地区电网为例验证所提方法的正确性和有效性。该方法既考虑电网结构变化又考虑电网状态变化,能够准确反映电网故障动态过程。     

基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识

综述了目前风险理论应用于电力系统的研究现状,提出了基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识方法。首先,分析了应用风险理论进行电力系统脆弱线路辨识的可行性;然后,根据风险理论的特点提出辨识脆弱线路的过负荷风险指标,并采用蒙特卡洛法模拟求取系统过负荷概率及应用效用理论计算过负荷严重度;最后,以IEEERTS79系统为例,验证了基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识是可行的。通过基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识分析,能够清楚的知道每条线路过负荷风险的大小,确定重点关注线路,对电网建设改造、运行控制有一定的参考意义。     

基于潮流熵评估的潮流均衡度最优化方法

电力系统运行的潮流均衡度对于系统运行可靠性有着重要的意义。首先基于信息熵理论提出电网潮流熵的概念,并将提出的概念对电力系统运行的潮流均衡度进行评估,通过对电力系统进行潮流熵的评估从而衡量潮流均衡度。接着以最小化潮流熵为目标函数,计及节点电压约束、设备容量约束以及节点注入功率约束等必要约束条件建立潮流均衡度优化模型。最后通过一个基于IEEE 39节点系统的算例,基于潮流熵评估对潮流分布进行优化,提升了系统的供电可靠率指标,验证了所建立模型的有效性。