浙江电网网架结构及分层分区方式研究

结合浙江电网的运行实际并借鉴国内外电网建设与运行经验,对浙江电网220kV网架架构及分层分区原则进行了研究,从电网分区运行方式、电网供电能力、分区转供能力与供电可靠性、大容量电厂接入220kV电网方案、无功电压配置与运行控制、正常频率运行等6个方面进行了探讨,以期对浙江电网的规划与运行提供一定的参考。

非侵入式负荷监测与分解研究综述

非侵入式负荷监测与分解,作为智能用电技术体系的重要组成部分之一,能深入分析用户内部的负荷成分,获取不同精细程度的用户用电信息,这对用户、电力公司等多方都具有重大的意义。文章综述了国内外在非侵入式负荷监测与分解方面的研究现状,归纳了其基本原理与典型框架,着重论述了其中的3个关键技术,即事件探测、特征提取、负荷识别,并比较了这3个关键技术的不同方法,明确了各类方法的优缺点,分析了非侵入式负荷监测与分解的一些性能评价指标。最后,探究了非侵入式负荷监测与分解在用户层与变电站层的应用,并展望了将来的研究方向。

考虑市场力的短、中、长期电价预测

分别介绍了采用BP神经网络模型和线性回归模型进行电价预测的方法和结果。方法的突出特点是在预测模型中引入了一个衡量市场力的新指标———发电容量必须运行率 (MRR) ,从而充分考虑了市场力对电价的影响 ,提高了电价预测的精度 ,特别是增强了短期预测模型对最高限价的预测能力。文中对MRR指标进行了简单的介绍 ,并针对电价预测的不同特点 ,对预测模型和预测变量的选择进行了探讨 ,提出了自己的观点。基于浙江电力市场实际运营数据的初步预测结果表明 ,所建预测模型是适用的 ,选择的预测输入变量是恰当的 ,电价预测精度能够满足电力市场实际运营的需要。

融合信息理论的电力系统故障诊断解析模型

保护与断路器动作的不确定性和警报信息的不确定性是实际电力系统故障诊断时需要考虑的主要问题。以电力系统故障诊断解析模型为基础,融合信息理论中的方法来解决这一问题。阐述了故障诊断的信息运动过程,在此基础上通过解析分析保护与断路器动作逻辑和警报信息之间的关系,发展了基于信息量损失最小的故障诊断优化模型,充分考虑了警报信号的不确定性。采用改进遗传算法求解。用浙江电力系统实际发生的故障案例说明了该方法具有较强的容错能力且诊断速度快,对于复杂故障案例,计算时间在1 s之内,满足在线故障诊断要求。

大电网连锁故障的风险分析及对策

针对大规模电网连锁故障风险不断增大的问题,结合我国大区电网实际运行经验,对大电网运行特点及存在的连锁故障风险因素,如电力系统安全自动装置风险、特高压电网联络线功率控制风险、电网网架结构风险、电网运行方式风险、小概率事件风险等都进行了深入探讨。在此基础上,从大电网运行、管理等角度入手,针对各类风险的不同特点,提出了若干有普遍适用意义的对策,如建设广域测量系统及风险预警系统、构建电网防灾调度体系、加快调控一体化建设等。最后,对我国大电网的发展前景进行了总结和展望。

含电气量信息的电力系统故障诊断解析模型

现有的电力系统故障诊断解析模型采用的信息源比较局限,信息冗余度不大,在复杂故障情况下难以得到明确的故障诊断结果。随着以相量测量单元(PMU)为基础的广域测量系统(WAMS)的发展,实时获取准确的系统电气量信息逐步成为可能。在此背景下,发展了能够利用电气量信息的电力系统故障诊断解析模型。首先,利用故障后的断路器状态与电气量快速确定故障区域;然后,对现有的解析模型作了进一步发展,以充分利用电气量信息,并对所发展的优化模型采用遗传算法求解。最后,用算例说明了所发展模型的可行性。仿真结果表明,所提出的方法具有较强的容错能力,可以处理保护和断路器误动/拒动情况以及警报丢失或错误情况。

基于省地一体化的地区电网运行风险评估技术

为了提高风险评估的全面准确性,方便调度员掌握全网运行风险的实际情况,提升地区电网运行风险的感知能力,设计了基于省地一体化的地区电网风险评估系统。提出了适用于地区电网运行特点的风险评估模型和计算方法;基于预想故障分析,考虑地调负荷转供和负荷削减的调控措施,实现了省地一体化联合风险评估功能。结合算例分析,证明了本系统的可行性和实用性。

舟山多端柔性直流输电示范工程典型运行方式分析

舟山多端柔性直流输电示范工程是世界范围内首个五端柔性直流输电工程,在不同条件下运行方式复杂多变。首先简要介绍了舟山交直流混联电网特点及示范工程定位;然后分析了示范工程典型运行方式和部分高级功能,如多换流站协调控制功能、联网模式与孤岛模式平滑切换等功能;最后介绍了示范工程现场试验和实际运行情况。运行实践表明,示范工程运行方式灵活,显著提高了舟山电网特别是舟山北部电网供电可靠性,经济效益和社会效益显著。

基于时序因果网络的电力系统故障诊断

电力系统发生故障后的警报信息具有时序特性,如何适当利用这种时序特性以快速而准确地诊断故障是一个值得研究的重要问题。现有的具备实际应用潜力的故障诊断方法大多没有利用警报信息的时序特性。因果网络可以描述设备故障与保护和断路器动作之间的逻辑关系,且具有推理速度快、维护方便等优点。在此背景下,针对电力系统故障诊断问题的特征,首先对因果网络进行了扩展,引入了警报信息时序特性约束的概念,构建了一种新的时序因果网络;之后,提出了基于时序因果网络的故障诊断方法。所述方法在保留了因果网络原有特点的前提下,在一定程度上克服了其容错性较差和难以合理解释故障演变过程的不足。最后,用实际电力系统发生的故障案例对所提出的方法进行了说明。

统一潮流控制器的平滑启动和停运策略

统一潮流控制器(UPFC)包含串联和并联两个部分,其并联部分与静止同步补偿器(STATCOM)类似,目前已有成熟的策略实现其启动和停运,但对于串联部分,尚缺乏对实现其平稳接入和退出交流系统的有效策略研究。文中对UPFC的结构和运行原理进行分析,通过并联部分对串联侧换流器进行部分充电,再通过串联侧换流器的主动充电策略将其充电至额定状态,以减小其解锁时对换流器的冲击;另一方面,通过串联侧换流器控制线路电流在串联变压器绕组和串联变压器旁路开关之间的平稳转移,使串联变压器旁路开关在零电流断开和闭合,以及使串联侧换流器在零功率闭锁,从而实现UPFC的平滑启动和停运。基于PSCAD的仿真结果表明,该策略可以使UPFC的启动和停运过程对交流系统基本无影响。

淮沪特高压投产后的华东电网低频振荡特性分析

针对淮南-上海(简称淮沪)特高压工程投产后,华东电网低频振荡特性开展深入研究。对华东电网近年来发生的几类低频振荡案例进行了回顾和总结;通过对不同典型运行方式的分析,指出了特高压投产后华东电网主要存在的几种振荡模式;对重大检修方式下电网低频振荡特性进行了分析;开展了接入特高压机组对华东电网振荡模式专题研究,并论证了电力系统稳定器(PSS)对抑制该振荡模式的重要性;开展了时域、频域的对比分析及验证,提出时域仿真分析中进行参数辨识的典型经验;对调速系统在低频振荡中的作用开展研究,提出当前实际工程中的应对措施。最后,对下一步开展低频振荡研究工作的重点和方向进行了展望。

奇异值分解方法在日负荷曲线降维聚类分析中的应用

负荷曲线聚类对负荷预测、电网规划和需求侧响应等应用有重要意义,但是海量的历史负荷曲线为数据存储和计算效率带来了挑战。为此,提出一种基于奇异值分解的日负荷曲线降维聚类方法。首先利用奇异值分解将日负荷曲线数据旋转变换至新的坐标系中,求解出的奇异值反映了相应坐标轴的重要程度。然后,将负荷曲线在各坐标轴上的坐标作为降维指标,用以反映负荷曲线的主要特征,再依据奇异值下降趋势确定指标的数目。最后,以各坐标轴对应的奇异值作为指标权重,采用基于加权欧式距离的K-means算法对日负荷曲线进行聚类。算例结果表明所提方法运行时间短、鲁棒性好,可以提高负荷曲线聚类的准确性。

利用系统剩余容量评估电力市场短期金融风险

电价的异常波动带来了巨大的金融风险,对金融风险进行评估具有重要的现实意义。在电力市场中,由于电价和供求等风险因子的相互影响,导致金融风险和技术风险密切相关,从而使得Monte-Carlo方法无法直接应用于金融风险的评估,其中技术风险主要是指反映电力供求状况的系统备用容量。系统剩余容量与电价的关系曲线可以解决风险因子之间的相关性问题,进而将系统中的技术风险和金融风险有机地结合在一起。引入系统剩余容量与电价的关系曲线,并基于Monte-Carlo方法进行建模,同时利用浙江电力市场实际运行数据进行试算,结果表明该模型是可行的,它在预测电价上下限方面比历史模拟法准确性更高,对电力市场中金融风险的预测和控制具有较好的参考价值。

浙江交直流混联受端电网静态稳定分析

归纳提出了特高压交直流混联受端电网静态稳定分析通用流程,探讨了影响静态稳定分析准确度的多种关键因素及处理原则。详细计算分析了±800 k V宾金和灵绍两回特高压直流密集馈入后,浙江电网的静态功角和静态电压稳定特性,并针对特殊方式下浙江电网静态稳定裕度下降等情况,提出了有针对性的预防措施。相关研究成果为新形势下浙江电网的优化运行和调度提供了理论依据。

电力市场金融风险评估和辅助决策系统设计与实现

作者提出了电力市场金融风险评估和辅助决策系统的理论模型和求解方法,包括金融风险评估、报价行为分析和电价预测,并开发了可供实用的相应的大型应用软件。该软件以B/S模式部署系统,应用微软.NET整体解决方案,选择MS-SQLServer200(0sp3)作为数据库主平台,结合ADO.NET、XML等高级数据存储机制,使系统运行稳定、高效。该软件具备系统维护、金融风险评估、报价行为分析、电价预测、系统剩余容量计算和综合查询等功能。以浙江电力市场积累的历史数据及运行经验验证了该软件中各种应用方法的正确性和实用性。所开发的应用软件为电力市场运营和监管人员分析提供了定量分析工具,可供其它地区正在建设的电力市场借鉴。

计及重要负荷优先恢复的局部电力系统恢复策略

与全系统大停电事故相比,局部电力系统停电事故发生得更为频繁。现有的研究大多集中于整个电力系统发生停电后的系统恢复问题,而对局部电力系统恢复问题的研究则相对较少。在此背景下,文中提出了考虑重要负荷恢复的局部电力系统恢复策略。考虑到局部电力系统恢复的特点,首先根据局部停电区域的网络拓扑生成恢复路径集,之后对线路过电压和不必要的恢复路径进行判断和筛选,最后在考虑系统非停电区域的传输能力约束和停电区域内部的负荷特性基础上,对局部停电区域恢复的子系统进行划分并对恢复路径进行优化,最终建立了相应的局部电力系统恢复的优化模型。与现有方法一般需要对线路和节点赋予权重不同,所提出的恢复策略基于客观信息,因而可以得到更为合理的优化结果。最后,采用修改的新英格兰系统对所提出的方法进行了验证。

电力系统故障诊断的机会约束规划模型与方法

以现有的电力系统故障诊断解析模型为基础,引入机会约束规划来处理故障诊断过程中可能出现的保护/断路器拒动或误动、警报漏报或误报等不确定情况,提出了电力系统故障诊断的机会约束规划模型与方法,并采用基于蒙特卡洛仿真的遗传算法进行求解。该模型充分考虑了诊断过程中不确定性因素出现的可能性,能够适当处理保护/断路器拒动或误动、警报漏报或误报等情况,具有较强的容错能力。最后,用实际电力系统发生过的故障案例对所发展的解析模型和方法进行了仿真测试,得到了与实际故障情况一致的结果,且计算速度满足在线应用的要求。

电网断面热稳定限额计算模型及方法

分析了电网预想开断前后设备组(并联运行的线路或并列运行的主变压器)的有功潮流变化情况。通过剩余/转移系数将预想开断后的设备组有功潮流表示为设备组初始有功潮流的线性函数。依据设备短时、长期运行载流量确定设备组初始有功潮流的约束条件,根据设备组热稳定限额与初始有功潮流的最小比值最大原则,提出了设备组热稳定限额的优化计算模型。运用线性规划单纯形法进行求解,并通过分岛计算提高算法的执行效率。根据用户定义的断面集,对设备组的热稳定限额进行叠加,给出断面热稳定限额。浙江电网的实际算例结果验证了所述模型的正确性和求解方法的有效性。

基于低电压穿越控制策略的风电场等值方法

风电场通常包括多台同类型的风电机组,在大电网仿真计算中需要将风电场等值,以减小仿真规模并保证仿真的准确性。提出了基于风电机组低电压穿越特性的风电机组倍乘等值台数确定方法,该方法主要考虑了实际风电场中各风电机组出力不同对风电场等值的影响,基于双馈、全变流类型风电机组在低电压穿越期间的有功、无功控制策略,确定比较合理的等值机组台数,最后将风电场等值为多台出力相同的风电机组。通过对实际风电场的仿真分析表明,在不同控制方式下,综合考虑不同电压跌落水平的有功、无功最佳等值台数是一个范围,进而可以综合确定一个等值台数,以兼顾准确性和保守性。一般情况下,离线仿真可选择最小可能台数,在线仿真可选择有功最佳台数范围内的最小台数。

一种新的自动发电控制容量预测和获取机制

针对统一的区域电力市场尚未建立而省级间电力交易日益频繁的市场化环境,研究了自动发电控制(AGC)容量需求的预测和获取机制.从系统安全性的角度出发,构建了AGC容量需求预测和动态修正模型,考虑了负荷预测误差、机组调节性能和联络线偏差等因素.基于AGC容量集中投标的市场运营模式,通过权衡AGC调节容量获取成本和联络线偏差处罚费用,建立了兼顾市场运营经济性和系统运行安全性的AGC容量预测和获取方法.通过基于浙江省电力市场实际数据的仿真算例,说明了所提出方法的基本特征和可行性.