频率安全约束下受端电网直流最大传输容量评估

高比例新能源和大容量直流馈入使受端电网同步电源开机容量持续下降,系统惯量支撑和一次调频能力弱化,频率安全问题日益凸显。在规划和运行中,有必要纳入频率安全约束,分析受端电网可承载的直流最大传输容量(totaltransfer capacity,TTC)。为有效平衡清洁能源消纳和频率安全风险防控双重目标,计及施加快速频率控制的电化学储能、风电等多元异质资源,构建了一种考虑频率安全约束的受端电网直流最大传输容量评估模型,通过优化开机方案和多类型资源出力,求取满足各时段预想故障频率指标要求的直流TTC。针对暂态频率偏差约束的高度非线性特征,采用一种融合自适应分段和自适应合并策略的拟合方法对其进行线性化处理。基于改进的IEEE RTS-79系统开展算例分析,验证了所提模型和方法的有效性。

一种求解可用传输容量的新方法

建立了基于最优潮流的总传输容量计算模型,推导出目标函数对某节点注入功率的灵敏度系数就是该节点上有功潮流平衡方程的Lagrangian乘子,并采用非线性互补方法求解该模型,从而获得灵敏度并计算出可用传输容量(Available Transfer Capabillty,ATC)。当某节点注入功率摄动时,根据求得的灵敏度及基准ATC值就可以快速估计出新的ATC值。最后采用IEEE30节点系统验证了文中所提方法的有效性。

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。

应用于在线调度决策的极限传输容量计算方法

提出一种适用于在线调度决策的极限传输容量(TTC)计算方法,同时计算出保守和乐观发电负荷增长模式下的TTC。算法采用连续潮流(CPF)技术并考虑了系统的静态安全约束和暂态稳定约束。采用基于潮流和暂态能量函数的灵敏度技术来确定TTC计算过程中的极端发电负荷增长模式,从而得到了保守和乐观情况下的TTC结果,形成保守和乐观TTC的区间。这种TTC区间可以帮助调度员正确把握系统关键断面的安全水平;另外,保守和乐观TTC结果对应的发电负荷增长模式的差异,为调度员进行合理的调度操作提供了有益的决策信息。测试系统和实际电网的应用效果证明了该算法的有效性和实用性。

提高VSC-HVDC系统供电无源网络的传输容量的控制方法

根据电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)系统整流站和逆变站的外部伏安特性,建立VSC-HVDC系统的直流网络等效电路,进而推导出VSC-HVDC系统的小信号模型,通过小信号稳定性分析,获得了VSC-HVDC供电无源网络的传输容量与直流电压、直流侧电容和线路参数之间的关系。并在整流站引入前馈控制以等效增大线路电阻,从而提高系统传输容量。最后,利用PSCAD/EMTDC软件进行了仿真验证,仿真结果表明,在基于电压源换流器的高压直流输电中,直流电压、直流电容值及直流输电线路的阻抗均会对VSC-HVDC供电无源网络的传输容量产生影响,通过引入前馈控制可大幅提高系统的传输容量。

计及暂态稳定约束的可用传输容量计算

以摇摆曲线的失稳轨迹在对应时间段上的积分值作为确定暂态失稳程度的判据,将计及暂态稳定约束的可用传输容量计算问题等值变换为常规最优潮流问题。克服了由于引入暂态稳定约束引起的雅可比矩阵及海森矩阵的计算困难,因此可采用具有二阶收敛性的直接非线性原对偶内点算法求解该模型。此外, 该文首次提出了暂态稳定约束最有效部分的概念,减少了在每次迭代过程中雅可比矩阵及海森矩阵的计算量,提高了算法的计算速度和收敛性,并通过算例证明了本算法的正确性和有效性。

运用连续二次规划法计算区域间极限传输容量

区域间功率交换的极限传输容量 (TTC)是互联系统电力市场中的一个重要指标。文中运用连续二次规划法进行最优潮流计算 ,取得相应的 TTC。其目标函数是在满足潮流方程和系统运行约束条件下寻求特定发电机群和负荷群之间的传输功率最大值。文中将无功功率作为 OPF的控制变量 ,故节点电压也被优化以得到最大传输容量。采用最优潮流方法可以避免用连续潮流方法计算TTC而较为保守的缺点。给出了有关的数学模型和计算方法及流程。IEEE— 30节点系统的计算结果表明了用该方法计算

基于电压崩溃指数的极限传输容量实用计算方法

提出了一种基于电压崩溃指数的极限传输容量计算模型和实用化算法。该方法与传统连续性方法相比具有如下四个特点:以原始牛顿法为潮流计算核心,不会出现连续潮流扩展雅可比矩阵奇异的现象;根据雅可比矩阵信息计算相应的电压崩溃指数,该参数可以引导整个状态推演过程,将系统负荷(或发电)状态准确定位至功率极限点;利用雅可比矩阵信息自动选取合适的状态推演步长,确保全网负荷(或发电)变化能够准确地向系统临界点逼近;整个推演过程以雅可比矩阵为计算核心,不需要每步状态推演都有完整的牛顿迭代过程,从而使计算速度大幅提升。对诸多系统的数值分析表明,该方法在保证计算结果准确性的前提下具有较高的计算效率。

基于最优潮流方法的传输容量计算研究

可用传输容量计算已成为电力市场研究的一个重要部分,而总传输容量又是可用传输容量计算的基础。该文在介绍可用传输容量计算的基本概念、计算原则的基础上,建立了基于最优潮流(OPF)的总传输容量计算模型,提出了6种区域间传输容量计算目标函数,并通过定理证明了在一定条件下这六种目标函数计算的等价性。文中通过对IEEE-30节点系统进行的仿真计算,验证了基于OFP计算总传输容量的可行性,同时也通过实际算例验证了所提出定理的正确性。

考虑系统无功补偿时输电线路的传输容量分析

在对交流输电线路实际运行特性进行分析的基础上,提出均匀补偿线路的基本思想来对输电线路进行建模。以500kV无损输电线路并联补偿和串联补偿为研究对象,分析集中补偿与均匀补偿的一致性,计算考虑无功补偿后输电线路的等值波阻抗和相移系数,据此对使用无功补偿提高线路输送能力的实施方法和效果进行分析。结果表明:线路无功补偿的效果是改变线路阻抗和相移系数,因此补偿度可理解为波阻抗的补偿;在补偿到线路等效特性阻抗的情况下,串联补偿提高了线路端口电压,并联补偿增加了线路端口电流,因而串联补偿时线路损耗较小;对于短距离输电线路,并联补偿和串联补偿方法都是可行的;对长线路来说,应考虑混合补偿的实施方案。

考虑暂态稳定性约束极限传输容量的计算方法

提出了考虑暂态稳定性约束的区域间极限传输容量(TTC)的计算方法。计及稳定性约束后,TTC的计算可描述为函数空间的非线性优化问题。在算法求解上,利用约束转换技术将函数空间的优化问题转换为常规的静态优化问题,并采用广义降维梯度方法求解转换后的问题。算法运用伴随方程方法处理暂态稳定约束,有效提高了计算效率。所提出的方法较好地解决了考虑暂态稳定性约束后,优化模型规模庞大、计算负担重等问题。这种方法在一个简化系统上进行了测试,测试结果证实了所提出方法的有效性。

可用传输容量计算的分层算法研究

电力市场环境下,可用传输容量(ATC)表示线路可用于交易的剩余容量,其计算评估是电力市场顺利运行的重要问题之一。提出采用Benders分解算法分主从2层计算ATC值。主层表示稳态约束,从层中的每个预想事故均可单独求解,从而有并行计算的可能性。经IEEE30节点系统算例检验本算法精度高,性能优于分布系数法。

电力市场下电网的可传输容量

电网的可传输容量 (ATC)是在电力市场前提下产生和发展的 ,它反映出输电网对电力市场还可提供的最大传输容量 ,并随着电力市场运营的深入 ,双边交易的剧增 ,而受到广泛关注。介绍了ATC的概念 ;阐述了ATC的计算方法 :连续潮流法、最优潮流法和灵敏度分析法 ,总结了各种方法的优缺点和适用范围 ;并通过分析目前ATC在美国的实际应用情况 。

考虑安全约束的输电断面经济传输容量及其计算

利用网络拓扑结构和潮流分布状态,来实时地确定与过载支路相关的关键输电断面.根据输电断面潮流的大小、方向及其传统控制判据,提出了衡量输电断面潮流控制合理性的新判据:根据输电断面的经济传输容量来实时控制有功潮流的大小和电力交易.潮流控制原则是:在经济当量的基础上,应用线性规划法,结合蒙特卡罗模拟法,建立了输电断面可用经济传输能力计算的概率模型,得到经济传输容量的数学期望值及其概率分布.通过分析数学期望值和概率分布,可以得到反映电网网架结构薄弱点的瓶颈设备.采用改进的IEEE RTS-79的32机24节点系统,计算了不同约束下的输电断面经济传输容量,结果表明,在保证经济性最优的前提下,输电断面潮流控制原则能使该输电断面的传输容量下降10%.

基于最优潮流法含暂态稳定约束的最大传输容量计算

以终端时刻的最大相对功角作为暂态稳定约束条件,根据最优控制原理,提出了以联立求解动态方程和协状态方程来计算暂态稳定约束对所有控制量梯度的方法,有效提高了计算速度。并以此简化暂态稳定约束,形成了一个精简的基于最优潮流法的TTC模型,并采用逐步二次规划算法来求解此模型。由于显著降低了暂态稳定约束的维数,因此该模型能够适用于较大规模的电力系统,并能有效处理多预想事故。采用IEEE39节点系统对该算法进行了仿真计算,结果表明,在考虑暂态稳定约束的条件下,通过该算法所求得的TTC能够维持系统的稳定性,从而验证了该算法的正确性和有效性。

含大型太阳能发电系统的极限传输容量概率计算

随着太阳能发电在世界范围内的迅速发展,兆瓦级以上的大型太阳能发电系统将直接接入输电系统,其对区域间的极限传输容量(TTC)影响成为一个关键问题。针对太阳能发电系统的不确定性,提出了基于点估计法和Cornish-Fisher级数的含大型太阳能发电系统的TTC概率计算方法。文中首先采用点估计法构造随机变量估计点,用内点法求解随机变量估计点的TTC,从而得到TTC的统计特征值,并由Cornish-Fisher级数获得其概率分布特性。通过对IEEE 30节点系统的计算分析,结果表明该方法计算精度较高,且与Monte Carlo方法相比具有较小的计算量。

基于小干扰稳定约束可用传输容量的计算

小的干扰能够引发电力系统发生低频机电振荡,因此小干扰稳定是限制电力传输容量的主要因素之一。文中提出了一种基于小干扰稳定约束改进二阶连续潮流可用传输容量的计算方法,通过特征值的灵敏度指标重新调度发电出力,以改善电力系统的小干扰稳定性;针对发电机或传输线达到极限是一个非线性的现象,提出改进的二阶连续潮流可传输容量的算法,利用一阶指标中的附加信息来克服其线性不好的弱点,并通过控制变量的灵敏度计算减少了二阶连续潮流的搜索范围。新英格兰10机39节点系统的计算结果表明了用该方法计算ATC的有效性和可行性。

无线Ad hoc网络传输容量的性能分析

无线Ad hoc网络由于其具备自组织、自配置以及自适应等能力,被灵活地应用于各种无任何固定通信基础设施支撑的环境中。如何对网络容量性能进行评估,是目前无线Ad hoc网络研究的热点问题之一。该文依据随机几何理论以及泊松点过程建立了无线Ad hoc网络模型,基于不同的调制方式及纠错编码方案,并结合功率控制机制,分别分析了采用时隙ALOHA、非时隙ALOHA及CSMA协议时,无线Ad hoc网络的中断概率及传输容量的性能指标。数值仿真结果表明:在分组错误概率受限的条件下,对调制方式与编码方案选择与网络空间分组密度(即网络累积干扰)有关;根据不同的空间分组密度选取调制方式和编码方案,才能获取最佳的网络容量性能。

基于支持向量机的电力系统临界割集暂态稳定可用传输容量快速预测

传统的稳定裕度在转化为电力系统控制措施时比较困难,针对这一不足,提出了基于临界割集暂态稳定可用传输容量(TATC)的暂态稳定裕度表征方法。在此基础上,为了实现TATC的在线快速计算,进一步提出了基于支持向量机(SVM)的TATC快速预测模型。IEEE10机39节点仿真结果表明,相对于临界切除时间,TATC能够从控制的角度对系统的暂态稳定裕度进行更加细致的划分,便于电网运行人员根据TATC结果快速制定出有针对性的预防控制和紧急控制措施。同时,所提TATC预测模型,在200个样本规模下的预测准确率在97%以上,并且随着样本规模的增加,模型预测准确率有着进一步的提升空间,具有良好的在线应用前景。

基于区间规划的可用传输容量计算方法

区域间可用传输容量是保障系统安全的指标之一。在电力市场环境下,发电机报价的不确定性将给电网可用传输容量计算带来很大偏差。文中基于区间数理论,引入了广义报价的新理念,详细分析了广义报价作用下的发电序位决策方法,构建了不确定性的电网可用传输容量计算新方法。该方法可方便地求解不同市场购电期望水平下不确定性的电网可用传输容量,为电网决策人员分析安全裕度空间提供风险决策的依据。最后通过算例验证了该计算方法的可行性和优越性。