计及N-1约束的多维空间断面热稳定安全域边界快速计算

大规模互联电网潮流分布复杂,关键断面的输电极限影响因素较多,呈现出明显的多维特性,因而在多维参数空间中可以更为精细地刻画系统安全运行区域。为此,提出了一种计及N-1约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的快速计算方法。首先,通过分析发电机组出力变化对断面各构成线路的功率传输转移分布因子(PTDF),解析在单一约束条件下机组出力与断面热稳定极限的数值关系;在此基础上提出了顶点搜索策略,形成参数全空间中断面热稳定安全域边界快速求解综合法。该方法结合解析分析和仿真计算两类方法的优点,能够发现参数空间中可能存在的全部热稳定极限约束,快速求得安全域边界的分段近似线性表达式,在多维参数空间中快速准确地刻画系统的安全运行边界。目前,该方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。

电力系统热稳定安全域边界快速搜索的优化模型

热稳定安全域(thermal security region,THSR)是分析和评估功率增长方向随机变化对电力系统热稳定性影响的重要工具。超平面近似可构建THSR边界,但需进行大量潮流计算搜索系统的热稳定临界点,因而构建效率较低。为提高THSR构建效率,根据THSR边界拓扑特性,提出一种THSR临界点快速搜索的优化模型。该模型针对THSR边界上临界点通常位于其相邻临界点的有限邻域内,且相邻两临界点的参数存在近似相等的特点,采用传统OPF搜索得到初始热稳定临界点,然后将已得临界点作为下一个待搜索临界点的初始点,利用所提模型快速搜索临界点,实现不同功率增长方向下热稳定临界点的快速搜索,构建高精度THSR。最后,通过WECC3机9节点系统和波兰2736节点实际系统对该文所提方法的可行性与有效性进行验证与分析。结果表明,该文所提模型可实现高精度THSR边界的快速搜索。

基于广域测量系统的电力系统热稳定安全域

给出注入功率空间中满足输电线路热稳定性约束的电力系统安全域的快速计算方法。该热稳定安全域综合考虑了输电线路电流的有功和无功分量。通过有功静态安全域的数学表达式来描述输电线路有功电流与节点有功注入功率之间的数学关系;对于输电线路的无功电流与节点无功注入功率之间的数学关系,则由"修正的关联矩阵"和基本回路矩阵描述。计算所需的全部状态变量均采用广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)实测获得。以新英格兰39节点系统为例对该方法所确定的热稳定安全域进行校验,结果表明:由该方法所确定的热稳定安全域边界相比基于直流潮流模型的结果更精确;其计算量较采用交流潮流模型的逐点法更低。

关键节点空间下的热稳定安全域及可视化方法

对电网进行在线安全分析,实时掌握系统的安全裕度,是电力系统领域的一个重要研究方向。本文提出了关键节点空间下的热稳定安全域模型及其可视化方法。该方法首先判定电网支路和输电断面上的关键节点,建立了多维空间上的热稳定安全域分析模型及其快速求解方法。考虑实际工程的应用需求,研究了二维平面图表述的多维安全域在线展示方式,为电网运行调度的控制与决策提供技术支撑。

决策空间上的电力系统热稳定安全域边界

定义了由发电机节点有功功率注入和电压幅值、负荷节点的有功功率和无功功率注入所组成的决策空间上的热稳定安全域(THSR)。THSR特别适合于电力系统在线安全监视、评估与控制的需要,因而快速确定这样的决策空间上系统热稳定安全运行区域的边界具有重要意义。研究表明,在工程实际关心的范围内,决策空间中热稳定安全域边界面可用超平面近似描述,并且基于交流潮流模型和灵敏度法推导出了计算超平面系数的解析式。实际大系统的算例表明,在计算速度和精度2个方面均可满足在线计算的工程需要。

基于注入空间安全域的电网自愈决策

为预防连锁停电,提出了一种电网自愈控制模型.该模型由相互协调、联系的故障后排除线路过载的紧急切负荷以及故障排除后恢复被甩负荷供电的最小发电调度2个子模型共同构成.通过热稳定安全域和割集静态电压稳定域,将模型中的线路电流约束以及系统电压稳定约束表示为一组以节点注入功率为变量的线性不等式组,从而简化了模型的数学表达形式,提高了求解效率.该自愈模型可采用扩展的节点对集方法进行统一求解:由紧急切负荷模型所求得的节点对切负荷操作序列及其操作方案,即可作为负荷恢复模型的输入量.通过算例对所建立的自愈控制模型及求解方法进行了校验.结果表明了该自愈控制模型及求解方法的有效性.

基于电网运行大数据的在线分布式安全特征选择

简述大数据环境下,电网安全特征选择的现状与问题。提出了一种基于电网特征量相关性分组、适应于电网运行大数据的在线分布式安全特征选择方法,该方法能在线挖掘出关键的电网安全运行特征。首先阐述了单个计算节点上电网安全特征选择方法,接着提出了基于电网特征量分组的分布式安全特征选择方法;由于电网特征量分组情况会对特征选择结果产生较大影响,故提出了基于电网特征量相关性分组的策略,尽量使得同一组内的电网特征量相关性较大,不同分组间的电网特征量相关性较小。IEEE 9节点系统和广东实际省网系统算例验证了该方法的实用性和有效性,表明了该方法能够快速挖掘出电网运行的薄弱点,帮助电网运行人员准确地把握电网安全运行特征,同时也对比了该方法相比传统方法在计算准确性和计算速度方面的优势。

多频振荡下失步解列判据的适用性分析

目前国内使用的失步解列装置应用的失步判据都是在两机失稳的情况下推导得出,在多频失步振荡情况下是否仍然适用值得探讨。以三机等值系统为模型,推导出各电气量的表达式,得出在多频振荡时失步中心在不同线路之间以及同一线路的不同位置之间发生迁移,而且各机组越不同调,失步中心可能在更多的线路之间发生迁移。此外,对基于Ucosφ轨迹、测量阻抗轨迹以及视在阻抗角变化规律的三种失步解列判据在多频振荡情况下的适用性进行分析研究,可知三种失步判据都存在误判的风险,建议将基于视在阻抗角判据与线路两端相角差判据配合使用,提高失步解列装置的正确性。