基于时间序列关联分析的稳定运行规则提取方法

提出一种考虑运行方式变化时序的稳定规则提取方法。利用主成分分析进行敏感特征提取。对传统方法在数据标准化中存在的问题,通过数据均值化处理,保留原数据中各变量变异程度的差异信息。

暂态稳定多故障协调预防控制策略在线计算方法

提出一种电力系统暂态稳定多故障约束预防控制策略计算方法。通过预想故障位置拓扑分析,对失稳故障进行解耦;依据故障严重程度制定合适的多故障调整时序,将多个故障约束的预防控制问题分解成若干个单一故障的稳定控制决策问题,最终得到满足所有暂态稳定约束的预防控制调整策略。调整过程兼顾预防控制的经济性。结合并行计算技术,使算法具备在线应用可行性。仿真算例证明了所提控制策略计算方法的正确性。

小干扰稳定调度控制策略在线计算方法

对弱阻尼低频振荡模态,通过求解特征值对运行方式的灵敏度,在线计算提高模式阻尼的运行方式控制调整策略,实现对低频振荡的有效预防、抑制或平息。计算之初,通过模糊聚类对多机系统进行分群;利用参与因子筛选实际参调发电机,明确控制范围。采用特征值对运行方式灵敏度并行化计算,快速获取小干扰稳定量化指标(阻尼比)对控制变量(发电机出力)的梯度,用于指导发电机功率调整。调整结果充分考虑了被控发电机功率限额和实际调度操作可行性等约束条件。结合并行计算技术,实现了2万节点级互联电网5 min内的在线控制策略计算。仿真算例证明了所提方法的有效性和可行性。所提方法已应用于实际的在线安全稳定评估与预警系统。

数据挖掘与电力系统

介绍了数据挖掘的基本概念和体系结构。在此基础上，分析了将数据挖掘技术运用于电力系统的可能性与必要性。结合电力系统自身特点，探讨了数据挖掘技术在电力系统中的应用前景，并指出可能存在的问题。

基于数据挖掘理论的电力系统暂态稳定评估

将数据挖掘理论中的关联规则分析与分类分析相结合 ,提出了一种基于数据挖掘理论的暂态稳定评估方法。文中选择反映电力系统运行状态的特征变量 ,建立暂态稳定评估模型 ;考虑到电力系统数据量大的特点 ,采用聚类分析、特征变量提取、连续数据离散化等数据预处理手段 ,以提高问题判断的准确性、可靠性和实用性。利用关联分类法可产生反映电力系统运行状态和暂态稳定性的关联规则 ,这些规则可被用来对系统进行暂态稳定的预测和评估。通过对 3机 9节点系统的计算 。

改进主成分分析法用于暂态稳定评估的输入特征选择

在不损失原始数据主要信息的前提下,利用主成分分析进行输入特征变量的选择。考虑到主成分分析在数据标准化和处理非线性问题方面存在的局限性,采用一种改进的主成分分析法,进行特征选择。同时,针对电力系统暂态稳定分析中影响稳定性的关键因素在向量空间具有一定相似性的特点,采用动态聚类的方法将数据集分成若干并行子集,进一步压缩数据输入空间的大小,提高运算速度和效果。最后,利用关联分类法对数据进行分类和预测。通过对3机9节点系统的仿真试算,验证了该方法的有效性。

遗传算法在暂态稳定评估输入特征选择中的应用

针对主成分分析中利用传统方法进行特征选择的缺陷,提出了基于遗传算法的特征选择方法。选择反映电力系统运行状态的特征变量,建立暂态稳定评估模型;为了提高数据处理的效率,首先对原始数据进行了动态聚类分析;对数据进行主成分分析后,以类内类间距离判据作为适应度函数,采用二进制编码形式的遗传算法进行特征选择。通过对3机9节点和10机39节点新英格兰系统的计算,验证了所选方法的有效性。

大电网安全分析、预警及控制系统的研发

在对互联电网安全稳定问题进行了系统梳理和综合研究的基础上,提出了综合性的大电网安全稳定分析、预警及控制方法,完成了包括全过程安全评估、沙盘推演、广域分析及控制、专家系统等前沿技术的研发。所开发系统在调度自动化系统平台上完成了系统集成,并在国家电网仿真中心的数字电力系统上完成了测试。

电力系统在线动态安全评估和预警系统

介绍了电力系统在线动态安全评估和预警系统(PDSA)的主要组成和功能。PDSA以并行计算平台作为运行支撑平台,提供了大区互联电网的在线动态安全评估和预警的整套工具包。通过对能量管理系统/相角量测装置(EMSs/PMUs)收集到的在线数据和电网离线分析计算数据进行整合,获得当前运行工况的计算数据。PDSA集成PSASP计算软件功能,可以实现在线暂态稳定、电压稳定、小干扰稳定等多种稳定分析。PDSA系统在国、网、省3级电网中均已得到了应用。

电力大数据技术与电力系统仿真计算结合问题研究

电力大数据技术的进步为电力系统各领域提供了新的发展契机。该文探讨了其与电力系统仿真计算相结合的若干基本问题。首先阐述二者已有的基础、技术联系和基本结合方式,强调利用大数据技术包中提供的资源和方法解决实际问题;而后明晰了仿真计算数据与大数据相关的特征及其独有优势。在此基础上,讨论了与开展研发工作相关的若干要点,涉及二者结合适用的问题、开展研究的重点等,同时也说明引入大数据技术可能带来的问题。该文工作为在电力系统仿真计算领域开展大数据技术研究提供了基本框架,为研发工作的全面开展奠定了基础。

基于割点和路径搜索的输电断面快速识别方法

提出了一种基于割点和路径搜索的输电断面快速识别方法。该方法依据过载支路切除后的潮流转移特征定义了输电断面,并借助图论中的割点和块以及最短路径等概念,深入分析了输电断面的拓扑特征;通过一系列的矩阵运算,在以断开支路为中心的块中搜索出断开支路两端点间的前k条最短路径,并最终识别出受支路断开影响最严重的输电断面。文中在电网模型降维、k值的优化选取和路径搜索方面均做出了重要改进,给出了k的取值原则和利用邻近节点信息确定最短路径的方法,有效避免了关键支路漏选且可大大减少分析计算量,实现了输电断面的快速识别,为预防电网连锁故障引发的级联跳闸奠定了基础。在新英格兰39节点和IEEE 118节点系统上进行了仿真分析,结果验证了该方法的正确性和有效性。

电力系统在线安全稳定综合辅助决策

将各种安全稳定问题按重要和复杂程度进行排序,获得各问题的计算队列,确保优先给出对电网安全稳定运行影响程度高的安全稳定问题对应的辅助决策;采用安全稳定性指标对候选控制措施的灵敏度或参与因子信息作为安全稳定约束,避免各类辅助决策功能给出相互矛盾的控制措施;各辅助决策功能通过计及队列中之前的辅助决策措施,避免同时调整同一类控制措施;针对不同类型的控制措施,通过设置优先级顺序,计算各控制措施的综合性能指标,根据设置的门槛值筛选有效控制措施并同时调整性能代价相近的措施,确保辅助决策给出的控制策略符合调度运行人员的操作习惯。通过对华北电网的案例分析验证了该方法的有效性和实用性。

电力系统快速静态安全分析的改进算法

传统的静态安全分析研究集中在处理电力系统元件开断后的分配不平衡功率和快速潮流算法上。电网发展和安全需求的提高要求静态安全分析系统能容纳多种复杂模型,适应不同种类多个元件的切除、增加和参数修改。结合PQ分解法的收敛特性提出统一的模型处理原则;基于部分因子修正的快速算法提出因子表附加链技术;用动态网络接线分析方法减少计算用时。这些原则和方法解决了静态安全分析系统对模型和新增元件的要求,实现了快速性、准确性和收敛性相结合,具有较好的理论价值和应用前景。中国电网的算例证明了所提方法的有效性。

大型互联电网多断面功率约束潮流算法

现有的各种潮流算法不能很好地解决断面功率调整问题,特别是断面功率和目标值偏差较大时收敛困难。提出一种基于牛顿法的大型互联电网多断面约束潮流算法,称为多断面控制法。该算法能在解电网潮流方程的同时将多个断面功率控制在指定位置。通过在传统潮流方程中增加断面功率偏差方程,并在承担控制任务的发电机功率方程组中增加功率变化附加项,建立控制多断面功率的基本模型。针对不同情况采取不同机群设置技巧和控制措施,使本文方法能适应不同情况大型电网的计算需求。该方法原理简单、收敛性好、容易实现。用WEPRI-36节点系统和大电网的实际工程验证了算法的有效性。

考虑合理安全原则的大型互联电网在线传输极限计算

传统的重复潮流法传输极限计算模型,对所考察时段可能出现的运行方式及需要校核的故障集缺乏明确的规定,使计算结论有较大的不确定性。为弥补该缺陷并保证传输极限值能较好地指导电力生产,提出用合理安全原则改进重复潮流法。据此形成一种适合于大型互联电网的在线传输极限算法。该算法采用最易失稳的机组调节次序使计算结论有较好的安全性。通过以下措施使计算过程符合大型电网的实际:针对不同的电网状况采用不同的断面功率增长方式;用同时控制多断面功率的潮流调整算法考虑相邻断面功率对被研究断面的影响;用各种安全限制措施约束潮流调整过程;只校核与断面相关的故障。用实际工程算例证明算法的有效性。

基于海量在线历史数据的大电网快速判稳策略

基于已有在线历史数据进行电力系统稳定性快速判断,可用于生成在线计算的故障列表,补充动态安全分析的故障集,使之在有限时间内考虑更多的故障情况。该文根据大系统运行特点,提出仅使用静态物理量的特征量选取方法并引入了更具稳健性的统计指标。针对实际系统数据失稳样本过少的问题,基于支持向量机(support vector machine,SVM)提出了"扩展边界"策略。根据电力系统运行的周期性,提出了针对海量历史数据的训练样本集构建策略,即按日选取故障前有限时间窗口的历史数据。综合上述研究成果,完成了快速判稳策略,给出了策略的实现流程。采用实际大系统数据,对提出的模型和策略进行了测试。结果表明,该文成果与大系统在线计算快速判稳的要求相切合,具有较好的性能和实际应用价值。

基于支持向量机综合分类模型和关键样本集的电力系统暂态稳定评估

为了提高支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的分类性能,提出了根据关键样本集构造的SVM综合分类模型进行电力系统暂态稳定评估的方法。给出了基于不同特征量的SVM综合分类模型的构建方法、关键样本集的产生方法以及基于综合分类模型和关键样本集的SVM分类步骤。采用3机9节点典型算例和某省级电网算例进行分类效果分析。分析结果表明,所提出的基于SVM综合分类模型和关键样本集的方法,相较于传统SVM方法,大幅度减少了将不稳定样本判定为稳定的漏分类数,提高了SVM方法的实用性。所提出的基于关键样本集构造分类模型的思路对于其他数据挖掘方法也有一定的借鉴意义。

消去树理论及其在潮流计算中的应用

采用了基于消去树理论的符号因子分解技术以及改进的LU数值分解算法来提高牛顿法潮流计算的效率。介绍了消去树理论,并采用符号因子分解技术确定雅可比矩阵的结构,然后采用稀疏向量法求取L阵的每行和U阵的每列。这种算法和求取L阵每列和U阵每行的传统LU分解方法相比,具有编程简单、计算效率高的优点。另外,雅可比矩阵结构对称以及编译器优化的经验也应用到文中,使得算法不仅占用内存较少,且效率较高。算法的优越性在实际系统中得到了验证。

大电网在线动态安全评估系统仿真效果评价

基于在线数据仿真长南1线某次短路故障,进行机电暂态仿真与广域量测系统记录曲线的对比。阐述了对比分析的方法,总结了二者产生偏差的原因。指出在线分析程序需要改进的方向,即增加详细的锅炉模型,增加可变的短路过渡阻抗模型以及考虑变压器饱和的影响。指出了在线数据应该完善的方面,包括增加动态无功补偿设备的模型、提高各元件动态参数的准确性。文中所做的工作评价了在线动态安全评估系统数据和仿真程序的有效性,为该系统的改进提供了依据。

基于灵敏度分析和时域仿真的暂态稳定预防控制优化方法

根据临界切除时间灵敏度将暂态稳定约束条件线性化,简化了考虑暂态稳定约束的最优潮流(TSCOPF)问题的求解过程,为暂态稳定预防控制优化问题提供了一种新的解决方案。针对大系统临界切除时间灵敏度计算费时的实际问题,采用线路有功功率灵敏度筛选待调发电机的方法和并行计算技术以提高计算效率。WSCC 9节点系统标准算例和SGCC 9 177节点电网算例的仿真结果表明,所提方法具备良好的优化效果和工程实用性。