基于线路功率组成的关键输电断面快速搜索

提出一种基于线路功率组成快速识别与过载支路相关的关键输电断面的方法,为避免发生连锁过载的快速控制算法提供基础。首先根据当前潮流采用基于图论的输电线路功率组成的快速分析方法,计算出每条线路上各发电机与各负荷间实际输送的功率;然后采用基于离差平方和法的聚类分析对线路进行分类,得到各条线路按照与过载线路功率组成相似程度的排序。线路过载后,依序比较回路中线路与过载线路的潮流方向,以判定其是否属于过载线路的并行输电断面。最后通过计算过载线路切除后引起其潮流增加的有功潮流分布系数,判定过载线路的并行输电断面的范围。采用标准IEEE14节点系统进行仿真计算,结果验证了该算法的有效性和可行性。

基于综合灵敏度分析的快速控制算法研究

提出控制节点对输电断面潮流调整的综合灵敏度概念,并根据综合灵敏度的大小确定控制节点操作序列;采用反向等量配对调整方法,尽可能地避免系统平衡机参与调整;并且提出了一系列的启发式规则,从控制节点和相应控制量的确定上保证了在控制过程中正常支路不会过载,且断面内支路的过载程度尽可能快速地得到缓解,因而不需要计算精确潮流就能快速地给出控制策略,保证了算法消除过载的快速有效性。针对某省电网系统进行大量仿真计算,结果表明所提出的调控算法是快速高效的。

基于内点法消除输电断面过载的实时控制算法

当切除过载线路可能引发相关输电断面连锁跳闸时,应紧急消除线路过负荷,保证输电断面的安全。文中采用原—对偶内点法求解非线性规划得到消除线路过载的控制方案。由于实时控制的快速性需要,引入反向配对技术来避免平衡机越限;为使调整量最小且严重情况下避免切负荷,依据节点对过载线路和接近极限线路的共同作用提出综合灵敏度概念,并根据综合灵敏度确定加、减出力节点;将关键线路的范围从接近极限的线路扩大到包括过载线路所在的输电断面,以最大限度地避免出现新线路过载以减少校验次数,并对参与计算的变量进行筛选和排序。针对CEPRI 36节点系统进行了大量仿真计算,表明所提出的控制算法快速、有效。

采用有向电气介数的脆弱线路选取

针对电力网络是有向加权网络的特性,在当前运行方式下考虑网络结构的脆弱性,利用线路功率组成,提出了将有向电气介数作为线路脆弱性指标.这样可以真实反映出"发电-负荷"节点对之间功率传输对各线路的占用情况,并且引入发电机出力来考虑不同电压等级线路阻抗的差异,能有效识别出系统的关键线路,同时将传统的只考虑发电机负荷间最短路径的全局效能指标替换为考虑发电机负荷间所有传输路径的有向全局导纳指标,这样物理背景更符合电力系统实际.采用IEEE-39节点系统进行仿真计算,结果验证了该算法的有效性和可行性.

基于最小基本回路集合的潮流转移快速搜索

由于过载线路切除潮流转移造成连锁跳闸的重大停电事故时有发生,为了阻止连锁跳闸,实时紧急控制非常必要,而过载线路切除后是否会形成新的连锁跳闸的估计算法的快速性、准确性成为关键。文中根据系统正常运行时的网络拓扑结构、元件参数和潮流状态在线得到基本回路—边关联矩阵、最小基本回路集合。线路过载后,在包含过载线路的最小基本回路及其环和运算后回路中实时搜索与其潮流方向相反的线路,采用直流分布系数法寻找过载线路切除后潮流增幅较大的线路,快速判断是否出现连锁跳闸。

基于形态梯度的输电线电流行波比较式超高速保护

将形态学的概念引入到电流行波比较式保护原理中,提出了基于形态学梯度变换的超高速电流行波极性比较式保护算法.算法具有运算量小、计算速度快的优点,并且由Clark变换产生1、2两种线模量,取形态学梯度变换后极大值较大的模量进行极性比较,因此对于任何一种故障类型都有较高的灵敏度,不存在故障类型引起的动作死区.ATP仿真测试表明,该算法可以用来实现超高速保护,基本上能够正确判别区内外故障,适应不同位置、不同过渡电阻、不同初始角及不同类型的故障情形.此外,还提出了电流行波相似度比较式线路保护方案,此方案不依赖于两端某一点的极性来判断区内外故障,而是通过比较线路两端一段时间内电流的相似度来区分区内外故障,因此可以明显提高判别故障位置的可靠性.

高压直流输电单极大地方式运行时地表电位分布规律

采用有限元方法分析了直流单极大地方式运行时大范围的地表电位分布特征,并通过ANSYS软件计算了浅层和深层2种土壤结构模型下的地电位分布;同时考虑了有变电所出线、不同变电所接地电阻、江河以及湖泊等多种情况下对地电位分布的影响。研究结果表明:土壤结构对地表电位分布影响较大,采用土壤深层模型时计算结果更为准确;变电所架空出线距离直接接地极越近、线路越长、线路回数越少,其两端的电位差越大;河流对地表电位影响较小,湖泊边缘处对地表电位影响较大。

超高压输电线路新单端暂态量保护元件的实用算法

在线路边界频率特性的分析基础上,深入地分析了区内外故障时的特征差异:就某一类故障而言,区外故障时反行波中(阻塞频带内的)高频分量与(1-10kHz内的)低频分量的比值显著小于区内故障时的比值。据此提出利用反行波构造新型的单端暂态量保护原理,即反行波法边界元件,并形成基于小波变换的实用算法。大量ATP仿真表明,该边界元件的算法可行,动作超高速,且性能优于利用电流波的单端暂态量保护方案。文中还指出:对于实际的输电系统,现有的单端暂态量保护方案都难以保护线路全长,因此该方法可以作为全线速动保护的一种超高速保护元件。

变速恒频风电机组运行控制

在PSCAD/EMTDC下建立了双馈型感应变速风电机组动态模型,基于该模型提出一种风电机组功率控制策略,并分析了机组约束条件对控制策略的影响。该策略实现了无风速测量下的最大风能追踪,并可以对风机捕获的功率进行控制,使风电机组在风力限制范围内承担系统功率调节任务。对一台2MW双馈型感应变速风电机组进行了仿真,仿真结果表明控制方案在风速波动条件下能够准确、有效地对风电机组最大风能追踪,并能对有功、无功功率按计划进行独立调节。

一种电力系统失步解列面的实时搜索方法

为故障后失去稳定的电力系统确定解列断面以平息系统振荡可以防止系统完全崩溃,如何快速寻找不同失稳模式下的解列面成为解列控制的关键问题之一。提出电力系统失步解列面实时搜索方法,该方法的优化目标为解列后各孤岛内发电机和负荷不平衡尽可能小。方法包含3个阶段:基于潮流追踪的系统分区、基于发电机分群信息的解列面初步确定和基于初步解列断面的解列断面改善。算法具有时间复杂度小、计算速度快的特点。基于C++语言编制实时搜索程序,对IEEE118节点系统进行解列面搜索仿真计算,仿真算例验证了方法的有效性和快速性。

基于模型预测的分布式电压协调控制

电力系统电压控制是维持系统电压水平的重要环节。文中基于模型预测控制理论和方法,利用分解协调法及辅助问题原理构造了分布式电压协调控制模型,实现了电压预测控制模型及结构的分解,使全局集中的优化问题转化为若干个只需本区域系统模型及数据的可分布式协调求解的子优化问题,有效降低了优化问题的求解规模,提高了计算和控制的灵活性及安全性。仿真结果表明,该方法能有效地控制系统电压,防止电压失稳,获得与集中电压预测控制相似的控制效果。

基于自适应解列的电力系统解列面快速搜索

当遭受大干扰电力系统的失稳模式确定后,针对快速寻找该失稳模式下的解列面的关键问题,提出了电力系统解列面快速搜索的多级收缩图分割算法.该算法将电力系统表示为有向加权图,其优化目标为解列后各孤岛内发电机和负荷不平衡尽可能小.算法具有时间复杂度小、计算速度快的特点.基于C++语言编制了算法程序,对某省网212节点系统进行了解列面搜索仿真计算,解列程序在普通的计算机上找到合适的解列面只需要20 ms,满足自适应解列的快速性要求.

基于风光互补出力特性的可消纳容量研究

针对传统风电消纳方法不适用于风光互补地区消纳容量求解的问题,提出一种快速有效计算新能源可消纳容量的方法。首先在现有风电、光伏的全年出力数据的基础上,结合风电、光伏规划比例得到风光互补全年出力数据;然后计算得到风光全年同一小时有效出力值;最后结合夏、冬季典型日和供暖小负荷日3个典型日每小时系统调峰裕度,计算得到每小时可消纳风光装机容量,综合比较分析得到可消纳新能源容量。以2019年张南地区为算例,验证了所提算法的快速有效性。

京津及冀北电网负荷特性分析及调峰裕度计算

由于供热机组占总装机的比例不断提高,以及风电等新能源发电的大规模并网,冬季供暖期的电网调峰问题突显。首先对京津及冀北电网年负荷曲线、最大峰谷差、典型日负荷曲线进行分析,然后计算得到系统调峰需求;再根据电力平衡确定开机容量,对电网开机电源组成进行分类统计,特别是对燃煤机组按照容量大小、供热与否分类,之后采取不同调峰系数计算得到系统调峰能力;最后分别以夏季、冬季最大负荷日为例计算得到电网调峰裕度。从降低系统调峰要求、增加调峰能力两个方面提出了提高电网调峰裕度的几条措施。

基于V-Q曲线的天津电网电压稳定分析及改进措施

随着外受电容量日益增大,受端地区机组增加速度放缓,负荷中心地区日益缺乏动态无功支撑,电压稳定性脆弱,因此电压稳定问题引起研究人员的密切关注。文章首先采用V-Q曲线法和灵敏度法对天津电网各500 kV母线无功需求敏感度进行分析,寻找到天津电网电压最低区域即电压稳定性薄弱区域,然后为了提高薄弱区域的电压稳定性,提出提高电压稳定性措施,并重点对采取配置无功补偿方法进行研究,针对无功补偿装置不同安装地点、补偿装置类型及容量大小进行了仿真计算,最后提出合理无功配置方案。

大比例受电情景下天津电网电压稳定性研究

随着外受电容量日益增大,受端地区机组增加速度放缓,负荷中心地区日益缺乏动态无功支撑,电压稳定性脆弱,因此电压稳定问题引起研究人员的密切关注。首先依次提高天津电网受电比例,寻找到电网电压最低区域(即电压稳定性薄弱区域),然后为了提高薄弱区域的电压稳定性,针对无功补偿装置不同安装地点、不同类型及不同容量进行了仿真计算,为天津电网动态无功配置研究提供了一种实用的方法。

1000kV变电站无功补偿装置接入中压侧方案研究及经济性评价

针对1000 kV变电站主变压器低压侧无功分组多、占地面积大带来的工程站址场地选择受限等问题,本文在国内首次提出无功补偿装置直接接入主变压器中压侧的配置方案;给出三种接线型式,再通过比较可靠性、经济性和占地面积,推荐单组电抗器和电容器组采用共用断路器方式直接接入500 kV母线的接线型式;最后计算常规方案与中压侧方案的初始投资、占地面积和设备年损耗并采用费用现值法进行经济比较分析,中压侧方案与常规方案相比总平面占地指标降低4.6%,全寿命周期成本投资降低9.7%。

适应新能源发展的电力规划方法研究

研究了一种适应新能源发展的电力规划电力电量平衡和调峰计算方法。该方法首先建立了常规机组、新能源机组、负荷的概率分布模型,再进行卷积积分求出系统充裕度,并通过失负荷期望(LOLE)指标小于给定值完成电力电量平衡计算;在此基础上,提出了系统电力盈余系列指标,在假设所有常规机组都压到最小技术出力前提下,可通过该指标进行调峰计算,并求出具体时刻的弃风、弃光电量。算例表明,所提方法能正确反映新能源机组出力的随机性,合理计及新能源机组在电力电量平衡中的作用;对新能源高占比系统,因弃风、弃光现象时有发生,所提调峰计算方法更适用于对新能源电量消纳的计算。

寿命周期内光伏电站收益最大化建设规模研究

本文在增长电费收入和初始投资、年运营成本的增加之间寻找平衡点,使得电站25年内总收益达到最大。本文首先计算A地1天各个时段内系统可消纳光伏容量,然后计算考虑各个时段可消纳容量时不同电站规模的年电费收入,计算不同电站规模的初始投资、运营成本,然后计算得到不同电站规模25年内总收益及投资回收年限,最后得到25年内总收益最大值对应的电站规模即得到电站经济建设规模。