基于状态估计的电网支路参数估计方法

正确的电网参数是电网安全稳定预警和控制决策的必要基础,研究实用的电网支路参数的估计方法具有重要的现实意义。扩展状态估计法是一种有代表性的参数估计方法,在该算法的实际应用中,发现支路参数不可估计或者估计结果不合理的现象时有发生。该文以IEEE9系统和中国某实际电网为算例,对扩展状态估计法的性能进行深入研究,找到该方法存在的数值稳定性和局部最优性问题。继而提出一种基于Tabu搜索策略的参数估计方法,经IEEE9标准系统和实际电网算例验证,具有良好的数值稳定性和全局寻优能力,在实际电网得到在线应用。

电力系统运行风险评估中元件时变停运模型分析

电力系统设备发生故障的可能性是随外部天气条件、老化程度等运行工况变化而变的,因此在运行风险评估中需要采用时变的设备停运模型。文中对现有文献中故障率的定义进行了分类和分析,论证了泊松过程停运模型中的故障率和马尔可夫过程停运模型中的状态转移速率之间的关系,并给出了时变故障率下的马尔可夫过程建模的条件和建模方法。基于上述结论,进一步提出对于暴露型设备停运可采用马尔可夫过程模型描述;而封闭型设备必须采用非马尔可夫模型。最后,给出典型暴露型设备(架空线路)和典型封闭型设备(变压器)的时变停运模型,并进行了算例分析。

运行风险评估中缺乏历史统计数据时的元件停运模型

缺乏历史故障统计数据是电力系统运行风险评估中的突出难题。以架空线路为例,用模糊变量表示难以用统计数据得到的线路故障率,利用人工经验给出故障率的隶属度函数。然后基于随机过程和可信性理论,建立线路的状态模糊概率的计算方法。进一步,提出采用可信性的模糊模拟来计算线路风险指标(亦为模糊变量)期望值、乐观/悲观值的方法,用于在线风险决策。算例证明了所提方法的可行性和科学性,将为数据缺乏问题提供一条解决途径。

运行风险评估中的变压器时变停运模型 (一)基于运行工况的变压器内部潜伏性故障的故障率估计方法

为了建立电力系统运行风险评估中的变压器时变停运模型,给出了基于变压器本体状态监测信息估计内部潜伏性故障的故障率的方法。首先分析了变压器内部潜伏性故障的发展机理,对现有的变压器内绝缘老化模型进行了评述,指出其不适用于估计内部潜伏性故障的故障率。然后选择了能够综合反映内部潜伏性故障发展速率的油中溶解气体分析信息作为表征潜伏性故障发展程度的特征信息,建立估计故障率的多状态马尔可夫过程模型。最后给出了数值算例。

运行风险评估中的变压器时变停运模型(二)基于延迟半马尔可夫过程的变压器时变停运模型

建立了用于电力系统运行风险评估的变压器时变停运模型。首先,根据变压器事故停运的特性,将其状态划分为运行状态、内部潜伏性故障状态和外部附件故障状态。然后,建立了基于延迟半马尔可夫过程的变压器时变停运模型。该模型既能够反映变压器内部故障和外部故障在修复时间上的区别,又能够反映变压器内部潜伏性故障在维修前后故障率的变化。最后,利用数值算例验证了所提出的模型的科学性。

一种适用于运行风险评估的元件修复时间概率分布

确定元件在未来短时段内的瞬时状态概率是电力系统运行风险评估研究中的关键问题之一。首先,通过定性分析和定量计算说明描述元件维修时间的概率分布类型、参数对元件的瞬时状态概率值有较大的影响,并说明可靠性研究中采用指数分布描述维修时间不适用于运行风险评估计算。接着提出维修时间概率分布的选型需要满足的3个必要条件。然后,提出一种新的概率分布——"叠加指数分布",其密度曲线为"铃形",可很好地表征故障维修时间的分布特点,且使瞬时状态概率易于计算。采用现场实际数据的算例结果显示,叠加指数分布能非常好地符合实际样本,得到的元件瞬时状态概率也相对来说最真实。

一种考虑二次设备模型的在线静态运行风险评估方法

电网运行风险评估可以综合考虑扰动事件发生的可能性和严重性,其模型复杂、计算量大。文中分析了在线环境下运行风险评估的特点和模型要求,提出一种基于事件树概念的在线运行风险评估方法。该算法采用自动装置和继电保护逻辑仿真法,模拟N-1的原发性故障引发的连锁故障,动态生成事件树。通过设置事件树的概率精度来控制事件树的规模,从而控制单次运行风险评估的计算量。基于该方法开发的软件已嵌入预警系统,并已在现场投入运行。

一种适用于可靠性评估的电网设备时变停运模型

建立精确的元件停运模型是电力系统中长期可靠性评估的基础工作,现有的元件停运模型通常不能反映元件时变的运行工况和维修对元件的影响。采用阶梯函数来近似模拟元件老化故障率曲线,并基于更新过程理论建立了元件时变停运模型。该模型可以反映中长期可靠性评估中时间对老化故障率的增长效应和维修对老化故障率的降低效应。实际的变压器算例表明,该模型适合模拟任意老化故障率曲线,可用于老化模式已知的元件寿命分布函数和可用度稳态值的评估。相比于传统模型,所提模型具有更好的精度和更广的适用性。

电力系统在线运行风险评估与决策

电网运行风险评估可以综合考虑扰动事件发生的可能性与严重性,是电网确定性安全分析的有益补充.分析在线环境下运行风险评估与传统可靠性研究之间的关系,讨论在线运行风险评估的特性和关键问题;重点探讨瞬态时变的设备停运模型、缺乏统计数据情况下的建模方法、快速评估算法和基于风险决策模型的数学含义等。运行风险技术可以从系统和设备2个层面对导致系统故障的累积性风险因素和突发性风险因素进行建模,并可以应用到状态检修优化决策等领域,具有广阔的应用前景.

光伏发电的发展及其对电网规划的影响研究

根据国家发改委最新出台的可再生能源发展"十二五"规划和太阳能发电专项规划,明确光伏发展提出的明确发展目标;综合光伏发电标准、光伏装机、上网电价等相关信息的发展情况,分析光伏电源未来发展的机遇与存在的问题,并据此研究光伏发电迅速发展对电网规划工作的影响。

500/220 kV电磁环网解环与分区运行研究

高电压等级系统的建立必将导致电网经历电磁环网过渡期。明确解环时机、制定解环原则与方案、实现地区间电磁环网解环与分区运行对电网安全稳定运行具有重要意义。明确了环网过渡期不同阶段显现特点,提出了500/220kV电磁环网解环的主体思路、主要原则、解环时机及解环方案,并通过上述理论提出了辽宁省地区间220 kV联络线的解环方案与分区运行结论。旨在为省级电网500/220 kV电磁环网解环提供参考。

计及电熔镁负荷与储能联合调峰的电力系统日前-日内联合经济调度方法

随着碳达峰、碳中和目标的推进,新能源并网数量将大规模增加,新能源固有的随机性和波动性使得电网发电侧与需求侧的平衡受到挑战,现有的调度模式不能满足以新能源为主体的电力系统调度需求。为了提高电力系统的调峰能力,提出将需求侧具有代表性的电熔镁负荷纳入调度主体,通过在电熔镁负荷侧配置电池储能装置,与火电机组进行联合优化调度。以电力系统运行成本最小为优化目标,形成日前-日内联合经济调度方法,并采用遗传算法进行求解。最后以实例进行了仿真计算,说明了所提调峰模型的有效性,可以提高系统的新能源消纳量,降低系统的运行成本。

辽宁电网应用220/10kV的直降供电模式

针对城市中心负荷密度较大地区的变电站以及线路走廊征地困难、用地成本高的问题,提出采取220/10 kV方案,减少电力设施建设用地,以节约建设成本。结合辽宁电网实际,构建了220/66/10 kV和220/10 kV两种电压序列的供电网络模型,并从建设规模、占地面积、单位负荷供电费用和10 kV线路末端电压偏差率等方面进行了技术经济对比分析。分析结果表明,在负荷密度大于15 MW/km2的城市负荷中心区采取220/10 kV直降方案供电能取得较好的技术经济效益。直降变电站选点还需综合考虑220 kV主变容量需求,220 kV电源进线容易,周边66 kV网架整理的意义不大,而10 kV网架整理的需求迫切等因素。