基于储能参与的电网连锁跳闸主动防控方法

新型电力系统中系统惯性降低及触发连锁跳闸风险因素的增多,使得防范连锁跳闸的重要性愈发凸显。针对这一问题,提出一种融合储能的电网连锁跳闸抑制方法。利用储能的快速响应特性,在潮流转移初期即投入储能调控电网潮流,可快速抑制导线温升,为后续水火电机组及其他慢速响应的备用电源参与调控赢得时间。文中提出了基于网络动态最大电气介数、风险扫描和需量计算的“三要素法”储能配置决策方法,包括构建反映网络薄弱环节和时变风险的连锁跳闸防控预案,解决了连锁跳闸抑制的储能资源时空选择问题;基于输电线路动态热特性,提出了储能与水火电协同调控时的储能功率和容量计算方法,确定了防范连锁跳闸所需要的储能资源规模。针对IEEE 30节点网络给出了N-1和N-2故障计算案例,验证了所提方法的有效性。

兼顾连锁跳闸免疫和端部故障响应能力的距离保护Ⅲ段自适应椭圆动作特性研究

针对潮流转移引发距离保护Ⅲ段误动作的问题,提出了一种基于椭圆动作特性的保护自适应调节优化策略。分析了现有透镜形判据自适应调节所存在的问题,针对性地设计了椭圆形判据,并探讨了其整定原则。理论分析及基于PSCAD的仿真结果表明,所提策略可有效规避以距离保护Ⅲ段为代表的后备保护应对潮流转移工况时可能存在的误动作风险,且在区内短路故障时允许保护正确动作。相较于现有的自适应调节距离保护Ⅲ段保护判据,采用所提判据的保护抗过渡电阻能力得到了有效恢复。

计及连锁跳闸的多目标最优潮流模型

电力系统的运行方式和结构日益复杂,源发故障引发大停电事故的概率也随之增加。为了预防连锁跳闸事故的发生,提出一种考虑连锁跳闸的多目标最优潮流方法。首先,根据电力系统后备保护的动作行为,利用线路电气参数来制定电网的安全裕度指标;其次,以安全裕度最高和发电成本最低为目标,考虑电网相关的约束条件,建立基于安全性和经济性的多目标最优潮流模型。针对此模型,结合粒子群算法,给出具体的求解算法及其流程。最后,利用IEEE 39节点系统进行仿真验证。仿真结果表明,所提方法可以同时兼顾安全性和经济性的要求,即按该方法得到的电网潮流运行状态不仅能降低发电成本,还能提高电网对于连锁跳闸的安全性。

基于广域同步测量系统的预防连锁跳闸控制策略

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电事件发生的重要因素,严重地威胁着电力系统的安全运行。该文针对潮流转移引起的连锁跳闸问题,提出了一种基于广域同步测量系统(WAMS)的预防连锁跳闸控制策略。利用网络支路电流与注入电流之间的关系,提出了最佳切机、切负荷控制点的选取原则,在此基础上推导了切机、切负荷控制量的计算方法,并提出了这一预防连锁跳闸控制策略的流程;同时,给出了控制策略中涉及到的动态过程中切机、切负荷前支路电流的计算方法。最后,文中对新英格兰10机系统进行了发生潮流转移情况下切机、切负荷控制策略的仿真,验证了该控制策略的有效性。

继电保护隐藏故障造成输电线路连锁跳闸的概率模型

继电保护隐藏故障是造成输电线路连锁跳闸的主要原因。通过分析继电保护装置隐藏故障的动作机理,定义了隐藏故障的风险区域,并利用保护装置隐藏故障概率和风险区域故障概率的计算,建立了输电线路连锁跳闸的概率模型。该模型计入了多条输电线路具有不同故障概率对触发继电保护装置隐藏故障的影响,可以评估继电保护系统因隐藏故障造成连锁误切线路的概率。最后,利用实际数据进行的算例分析验证了模型的合理性,计算结果对电力系统可靠性分析及连锁故障风险评估具有参考价值。

基于潮流转移因子的电力系统连锁跳闸风险评估

提出了一种基于潮流转移因子的电力系统连锁跳闸风险评估方法。在基于最优潮流交易的基础上,应用潮流转移因子对支路切除后的潮流转移情况进行预测,考虑潮流转移后支路电流不确定性建立后备保护动作概率模型,用首条支路故障概率和下条支路后备保护动作概率之积描述连锁跳闸的可能性指标,以连锁跳闸后是否切负荷将风险严重性进行分级,然后分别以连锁跳闸后系统购电费用增幅和切负荷费用为严重性指标,从而得到特定交易下支路连锁跳闸风险值,获得高风险连锁跳闸的支路路径信息,为制定交易计划和防范风险提供决策支持信息。IEEE10机39节点系统算例仿真结果表明了该方法的有效性。

覆冰线路断线导致电网连锁跳闸的状态建模

针对覆冰灾害天气下线路断线导致的电网潮流转移情况,提出覆冰线路断线导致电网连锁跳闸的状态分析方法。首先,构建以荷载率为自变量的线路断线概率模型,并应用潮流转移因子分析理论,构建线路连锁跳闸概率模型,识别连锁跳闸可能线路;其次,利用事故链模式描述覆冰灾害天气下线路连锁跳闸事故,并建立仿真模型;然后,引入不确定理论模糊综合评判线路风险度,量化某线路断线后电网的运行状态;最后,对IEEE 30节点进行算例仿真,结果表明所述理论与方法的正确性和有效性。

基于多目标粒子群优化算法的连锁跳闸预防控制

为了克服传统优化算法存在的计算量大以及参与调整的设备过多等不足,首先识别对节点增加的注入功率敏感的脆弱线路,并将其与重新定义的重载线路共同构成敏感线路集作为控制算法的约束条件;然后根据线路负载率以及灵敏度得到各节点的综合灵敏度,剔除作用微小的控制变量,以实现优选参与调整的设备,进一步减少计算量;最后,为了实现在满足尽可能少切负荷的同时做到参与调整的设备较少,建立基于多目标粒子群优化算法的连锁跳闸预防控制方法。IEEE 9节点和IEEE 39节点标准系统算例结果说明所提方法有效可行。

潮流转移引发的电网连锁跳闸关键节点识别

针对电网中的连锁跳闸现象,提出一种针对潮流转移引发连锁跳闸的关键节点识别方法。根据连锁跳闸支路的表现形式和后备保护的动作方程,确定筛选支路受扰严重性的评价指标,筛选出严重受扰的支路。结合初始故障断开后系统中支路电流与节点注入功率之间的关系,利用聚类分析算法筛选电网中的关键节点,并对关键节点对电网安全运行水平的影响进行研究。以IEEE39节点系统为例进行仿真分析,结果表明,该方法筛选关键节点是有效的,可以为电网预防连锁跳闸提供帮助。

考虑连锁跳闸的电网安全裕度研究

针对电网的连锁跳闸现象,对考虑连锁跳闸的电网安全裕度问题进行研究。首先根据连锁跳闸事件中继电保护的动作行为以及连锁跳闸的一般表现,通过分析论证,分别给出利用支路电气参数表示的安全裕度指标,以及利用系统总负荷表示的安全裕度指标,在此基础上,给出求取安全裕度的算法及一种用于定量分析安全裕度的方法;最后通过IEEE39节点系统和IEEE14节点系统上的算例演示进一步验证该方法的合理性和有效性。

电网连锁跳闸事件中的关键节点研究

对电网连锁跳闸事件中的关键节点进行研究,提出一种分析关键节点的算法。结合连锁跳闸事件中继电保护的动作行为,给出一种连续型的用以衡量连锁跳闸严重度的表达形式及评价参量,并根据直流潮流法,利用支路电流和节点注入功率之间关系,进一步明确连锁跳闸严重度评价参量与节点注入功率之间的关系,以及连锁跳闸严重度评价参量对节点注入功率的灵敏度,在此基础上,形成了一套完整的算法,用以分析可引发连锁跳闸的初始故障,被初始故障波及的连锁跳闸支路,并最终用以分析对连锁跳闸支路起关键作用的节点。最后,在IEEE39节点系统上通过算例对该算法的有效性和合理性进行进一步说明。

基于本地信息预防连锁跳闸的集成保护实现方案

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电的重要因素之一。识别潮流转移过负荷,迅速采取切机、切负荷等措施是降低非故障线路过负荷程度、避免远后备保护不合理动作的有效手段,为此,研制1套数字化变电站集成保护与控制平台,阐述了数字化集成保护装置的硬件和软件实现方案,设计基于本地信息的潮流转移过负荷识别模块和快速控制策略生成模块。初步测试验证其可行性,实现了在1台保护装置内部为多条输电线路提供后备保护、识别潮流转移过负荷与采取相应策略的功能。

一种考虑节点功率的电网连锁跳闸评估方法

针对电力系统的连锁跳闸问题,结合继电保护的动作行为,研究了一种基于模式识别技术的连锁跳闸评估方法。首先根据电网连锁跳闸的通常表现行为,并结合电流型和距离型后备保护的动作行为,通过分析,论证了电网节点注入功率对于连锁跳闸的决定作用。在此基础上,提出了利用模式识别技术对电网是否发生连锁跳闸进行评估的方法,该评估方法主要针对电网在给定的节点注入功率状态下电网是否会因给定的初始故障发生连锁跳闸,并给出了采用模式识别技术时的样本结构,相应的模式识别技术以及操作流程。IEEE39系统的算例验证了这种评估方法的有效性。

一种基于危险度的电网连锁跳闸分析方法

针对电网的连锁跳闸问题,提出了基于危险度的分析方法。首先根据电网连锁跳闸事件的实际表现,结合连锁跳闸中距离Ⅲ段保护的动作行为,以电网当前运行状态下的节点注入功率与临界状态下的节点注入功率之间的欧式距离作为衡量连锁跳闸事件危险程度的指标。接着,建立了计算危险度指标的优化模型。最后,结合基本遗传算法,计算危险度指标,并在IEEE-39节点系统上进行了算例分析。结果表明,基于危险度分析电网连锁跳闸是合理的。

考虑连锁跳闸的电网临界状态搜索

针对在电网连锁跳闸场景下,提出一种对电网临界初始运行状态的搜索方法。首先,根据系统在连锁跳闸时的具体表现,结合线路电流型后备保护的动作行为,给出判断电网连锁跳闸的数学表示形式,并对支路在连锁跳闸时的临界状态进行全面分析。其次,建立寻找距离当前电网初始运行状态最近的连锁跳闸临界初始运行状态的优化模型。最后,通过聚类分析法,筛选出连锁受扰支路上的关键节点,基于关键节点用改进的粒子群算法在IEEE-14节点系统上进行仿真研究。分析结果表明,该方法可以对连锁跳闸时的临界状态进行有效搜索,从而帮助运行人员观察当前运行状态的安全情况。

横琴20 kV配电网电缆连锁跳闸故障分析

珠海横琴新区20 kV配电网因新区建设初期,变电站布点不完善、电缆沟排水措施未健全等不利因素,造成网架电缆线路较长、对地电容较大、运行环境不佳等问题,多次出现因电缆单相接地引起电缆线路发生连锁故障跳闸(同跳)的情况。通过对电缆故障连锁跳闸过程和反事故技术措施进行研究分析,得到以下结论:可通过改善设备运行环境、优化零序网络拓扑定值、减少甚至消除线路绝缘薄弱点、调整和规划电缆线路长度、降低中性点接地电阻阻值等方法来解决电缆连锁跳闸等问题。

预防连锁跳闸的关键线路后备保护与紧急控制策略研究

现代互联电网中输电线路数量众多,针对所有线路实施预防连锁跳闸的后备保护与紧急控制策略,既不必要也不现实。本文提出一种基于电网生存性评估的关键线路识别方法,有效识别支撑电网安全稳定运行的关键线路,为有针对性地实施预防连锁跳闸的后备保护和紧急控制策略提供指导。

基于广域信息的防连锁过载跳闸保护

连锁过载跳闸是大停电事故的初期表现,防连锁过载跳闸是防止电网大面积停电的重要措施。文中提出了基于广域信息的防连锁过载跳闸保护原理。该原理以重要母线为单元,利用正常运行时存储在广域网调度中心的节点阻抗矩阵中的相关元素估算各支路的过载电流系数,以分析过载支路开断后有无引起连锁跳闸的可能,及时告知调度中心采取防连锁跳闸的措施,以防大面积停电。IEEE39节点系统的仿真验证了该方法的可行性。

计及自动装置模拟的连锁过载跳闸静态安全分析方法

提出一种连锁过载跳闸的静态安全分析方法。该方法以预想故障后的潮流分析为基础,分析每次设备跳闸后的潮流,如果潮流转移引发支路过载,则断开过载元件,继续进行潮流分析,直到系统过载消除;如果设备跳闸导致系统解列、输电断面越限或者潮流不收敛,则认为故障导致了严重的后果,分析终止。通过评估每次设备过载跳闸引发的后果,能够发现故障传播路径,有助于找到预防措施以及切断故障路径的最佳控制手段。计算过程考虑输电断面功率限值的自动匹配和安全自动装置的模拟,保证了分析结果的准确性。通过对广东电网的实际系统仿真分析,证明了该方法的有效性和实用性。

基于直流潮流和虚拟母线的多控制节点防连锁过载跳闸策略

为消除因潮流转移导致的线路连锁过载,提出一种基于直流潮流和虚拟母线的多控制节点防连锁过载跳闸策略。利用直流潮流模型中的GSDF和GGDF计算平衡机的灵敏度,将平衡机参与到紧急控制中,并根据GSDF和GGDF的应用特点,对不同类型的控制节点组选择不同的灵敏度参数。利用图论将电网拓扑图划分为多个广义潮流转移区域,证明区域外节点和区域连接割点对区域内线路有相同的GSDF,将区域外节点与其相应的区域连接割点等效为虚拟母线,使计算范围从全网简化到过载线路所属的广义潮流转移区域。当利用综合灵敏度选择的控制节点组会使部分过载线路过载程度加重时,采用多控制节点法可有效避免过载线路功率增加。利用反向等量调整法和往返功率预测法,并考虑正常线路冗余量约束计算功率调整量,有效避免了潮流校验,提高了紧急控制速度。在IEEE39节点系统中对该方法的可靠性和优越性进行了验证。