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。

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。

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。

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。

基于交易空间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。结合安全经济调度和连续潮流方法,建立了电力市场环境下区域间可用传输容量计算的新方法。在连续潮流计算过程中,每步迭代以购电费用最低为优化目标,以断面(线路)有功潮流最大为迭代方向。该方法不仅具有常规连续潮流方法的优点,而且增加的优化环节能够实现有功优化,同时又具有较好的收敛性和计算速度,计算结果更贴近系统运行的实际情况,帮助引导电力交易。最后以算例验证了该计算方法的可行性和优越性。

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。

用随机规划法计算可用传输容量

该文提出了一种新颖的方法,来计算互联系统中通过预定界面的ATC(AvailableTransferCapability)值。它把电力系统中的不确定因素:发电机开断、线路开断和负荷预测误差,处理为随机变量,用基于随机规划法的混合方法,二阶段求索随机规划法和机会约束规划法求解。经过算例检验,此方法是有效的。

一定概率水平下考虑暂态稳定约束的可用传输容量计算

目前,可用传输容量多用作一种技术性指标,而较少结合市场信息提供商业可行性特征。文章针对暂态稳定问题比较突出的互联电网,提出了一种融入市场特征的可用传输容量计算模型,通过统一考虑暂态稳定约束和发电机的出力概率,利用暂态能量函数和数值仿真,计算一定概率水平下区域间的可用传输容量。算例分析结果表明,所提模型能够为跨区交易提供较合理的市场信息。

静态安全约束下考虑风险的可用传输容量计算

电网可用传输容量(ATC)是电力市场化以来研究的重要课题之一。提出电力市场环境下计及风险的可用传输容量计算方法。首先建立基于最优潮流的区域可用传输能力模型,将跟踪中心轨迹内点法用于最优模型计算,并对预想事故进行合理选择,求解各个故障下可用传输容量的大小。其次,引入风险的概念,提出了可用传输容量风险的计算方法,再根据风险大小发布对应的可用传输容量。最后,采用IEEE-30节点系统对提出的方法进行了仿真计算,计算结果表明,计及风险的可用传输容量能更多地反映电力市场环境下系统运行的不确定性。

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。

适应我国电力市场环境的可用传输容量(ATC)应用分析及关键问题探讨

近年来,随着清洁能源占比的持续攀升和跨省跨区交易电量规模的日益扩大,我国电力市场建设亟需充分利用输电通道容量以及避免网络阻塞导致交易效率降低的问题。从北欧与美国PJM电力市场的建设经验来看,可用传输容量(available transfer capability,ATC)作为电网跨区功率交换水平的重要量化指标,对于提高输电通道利用效率或降低网络阻塞风险可以起到关键作用。因此,需要紧密结合国外典型电力市场在ATC应用上的相关做法,形成对我国的借鉴与启示,并对ATC如何应用于我国电力市场进行深入研究。首先介绍了ATC的定义及其计算方法。在此基础上,梳理以北欧与美国PJM为代表的典型电力市场中ATC的相关应用情况并进行对比总结。然后,结合我国电网建设和电力市场发展现状,指出目前我国电力市场考虑ATC的必要性,并凝练ATC应用的关键问题。最后,基于国外典型电力市场ATC应用经验和我国实际情况,探讨我国电力市场环境下ATC应用关键问题的解决思路。

电力市场不同交易模式下可用传输容量研究

电力市场环境下 ,可用传输容量是市场运营和交易中心以及市场成员关注的重要技术指标。介绍了可用传输容量的计算原则、常用求解方法及其优缺点。采用发电成本最低为目标函数的最优潮流工具 ,解决了双边交易模式、Pool模式及综合交易模式下的可用传输容量的求解问题。

基于Benders算法的两电压等级网络可用传输容量计算

电力市场的发展进入现货市场阶段,对区域间输电容量在线评估提出新的要求。利用Benders算法求解N-1可用传输容量问题,大幅度降低计算维度,但是也容易产生过矫正、振荡等问题。仅考虑电网的N-1可靠性,忽略下级电网联络线的负荷转供能力,计算结果过于保守,影响电力市场中断面处的交易量。文中提出一种基于Benders算法的ATC计算新方法。分析220 kV片区电网输电容量时考虑到110 kV高压配电网重构对潜在供电能力的挖掘作用。对N-1安全故障进行网络重构,在不增加问题复杂度的前提下,提高区域输电容量,用Benders分解法降低问题求解维度,节约计算时间,适用于在线分析。以IEEE 30节点算例进行仿真,结果表明计及高压配电网重构的多片区整体ATC可相比于无重构能力的片区ATC提高24%。

区域电力市场可用传输容量研究

可用传输容量是市场运营和交易中心以及市场成员关注的重要技术指标。介绍可用传输容量求解方法,总结出各种方法的优缺点及适用范围。介绍了中国区域电力市场可用传输容量计算原则。

基于线路修正传输极限和交流分布因子的ATC快速计算

根据现有在线应用线性分布因子法计算可用传输容量(ATC)的缺点,利用复数潮流考虑无功的影响,根据π型等值线路复数潮流轨迹和视在功率极限轨迹的交点得出计及无功的传输极限;根据基态雅可比矩阵,计算传输合同对节点电压的影响,再利用π型等值线路中线路潮流对两端节点电压的偏导,计算节点电压变化对线路潮流的影响;采用线路故障的节点功率注入模拟方法,得到考虑基态潮流的交流功率传输分布因子。并根据flowgate的剩余容量和分布因子计算ATC。定义flowgate为线路热极限和线路故障2种情况,分别计算基态潮流和考虑线路紧急故障情况下的区域间ATC值,并与线性分布因子法和重复潮流法(RPF)计算结果相比较。IEEE30节点系统计算结果表明,该算法快速准确,满足在线计算和分析要求。

考虑暂态稳定约束的临界割集功率传输极限和发电经济调度

保证暂态功角稳定性的实用动态安全域 (PDSR)边界 ,可由注入功率空间上描述各节点注入功率上、下限的垂直于坐标轴的平面和描述暂态稳定性临界点的 1个或少数几个超平面围成。后者所包含的每个超平面对应着 1个且相异的临界割集。计算PDSR时可以计及系统元件的复杂模型。文中在PDSR的基础上推导出临界割集功率传输极限 (PTLCC)的表达式 ;通过理论和实例分析表明 ,PTLCC不是常数而是在一定范围内变化 ;并且提出了精确计算最大PTLCC(即可用传输容量 )的数学模型和考虑暂态稳定约束的发电经济调度模型 ,它们皆为线性规划问题 ,易于求解。求取最大PTLCC的算法简单、实用 ,可在线使用 ,并且被优先选择的节点的有功变化对系统稳定性的影响较小 ,这为运行人员提供了有用的信息。

基于可行域投影的多区域电力市场交易模型与算法研究

随着跨省输电规模日益扩大,跨省跨区间输电通道数目逐渐增加且耦合紧密,传统可用输电容量(available transmission capacity,ATC),无法反映省内安全约束对跨区输电功率范围的影响和区域联络线之间的耦合关系。基于可行域投影理论,提出了省间多通道联络线可传输功率安全域的概念,以及考虑省级发电情况、负荷特性和网络约束条件的省间多通道联络线安全域刻画方法,实现了对多联络线、大规模省间电力系统模型可行域的高效、精细刻画。提出了基于安全域的省间市场优化出清模式,既可满足省间市场出清目标需求,又可兼顾省内约束,并且实现了跨区域无迭代的高效协同运行。基于IEEE 39与IEEE 118节点的互联系统模拟了跨区电力交易,算例结果验证了所提模式的有效性。

基于主从递阶决策模型的TRM评估

市场化环境下的电能交易可能引起系统潮流的频繁变化,系统运行不确定性增大,支路过负荷、节点电压越限等故障发生的可能性更大,因此对评估电网功率传输能力提出了更高要求,特别是如何有效评估输电可靠性裕度(TRM),对于电力市场的安全、可靠、经济运行具有重要意义。文中引入至少输电容量的概念,综合考虑了系统中的不确定因素,构建了基于主从递阶决策的TRM 双层优化模型,并给出了求解该模型的一种简便、实用的方法。最后通过对IEEE 118节点系统进行数据仿真,说明了该模型的合理性和有效性。

基于光滑化函数的ATC新模型及其有效算法

基于光滑化函数理论,建立了光滑化的可用传输容量(ATC)新模型。该模型将所有不等式约束的信息浓缩于一个等式中,从而避免了处理众多不等式约束而引起的非光滑性及由此产生的困难。采用牛顿法对光滑化的ATC模型进行求解,对IEEE 9节点、30节点及118节点标准测试系统进行了试算,并与传统的延拓潮流方法进行了比较。计算结果表明,所提出的模型和方法能快速可靠地识别出起作用的不等式约束,编程简单,是一种有效的ATC计算方法。

基于经济和稳定的电力系统最优运行策略

电力系统中带暂态稳定约束的最优潮流(OTS)问题是一个甚至在小规模电力系统中都难以精确处理的泛函数空间非线性优化问题,文中避开直接处理这一复杂问题.将带暂态稳定约束的潮流优化问题等价转换为欧几里德空间的优化问题,然后采用最优潮流(OPF)中常用的标准非线性规划法来解决此问题。经过转换后的OTS,在形式上和OPF有相同的变量,这样即使对于一个存在众多暂态稳定约束和多个扰动的大型电力系统,也变得容易求解。所提出的方法可以适用于任何发电机系统、控制器或者输电网络模型,不仅可以直接用于计算系统最优运行点,还可以应用于电力市场内电价的精确估价以及预防性稳定控制、电压下降问题和可用传输容量计算等领域。