新型控制性能评价方法及相应的自动发电控制模式

用北美控制性能标准(control performance standard,CPS)对中国区域电网的发电控制进行评价时,存在网调机组无法参与全网调频且省电网内调频资源不能合理利用的问题。在将调频行为分成短周期调频和长周期调频的基础上,提出适合中国实际情况的调度控制性能标准(dispatching control performance standard,DCPS)及与之相适应的自动发电控制(automatic generation control,AGC)控制模式。DCPS通过对2种周期调频行为分别评价,实现了省调机组和网调机组合理参与调频,并能满足联络线要求,且电网频率能快速恢复;在相应的AGC控制模式中通过不同类型机组分别承担不同周期调频任务来满足标准的评价要求。用DCPS对南方电网内各控制区24h电网控制情况进行验证性评价,证明了该评价标准的合理性和实用性。

基于PMU的输电线路参数识别在南方电网的实时应用（英文）

传统的线路阻抗参数计算方法实质上是一种近似方法,只是估计了线路的长度和弧垂,但忽略了气温变化对线路参数的影响。近年来相量测量单元技术的发展使得利用PMU更精确地计算线路阻抗参数成为可能。随着电网系统中安装了越来越多的PMU,南方电网开发并实施了一套基于相量测量单元的电力线路阻抗参数在线计算系统TPIS,用以更新能量管理系统数据库中的线路阻抗参数。TPIS创新性地提出了一种利用PMU进行电力线路参数在线计算的方法。该方法对现有方法进行了改进,在利用EMS中线路参数时考虑了参数误差,同时增加了物理性约束条件,从而使得该方法能够应对目前实际系统不同运行状态下PMU数据精度的不确定性,解决了对高精度PMU数据的依赖。此外,TPIS通过对在线获取的PMU数据进行多次重复采样,并对多次采样的计算结果进行统计学分析,提出了一种可以用来评估计算结果可信度的指标。

地方电网继电保护整定计算专家系统的研究

应用面向对象的方法 ,结合地方电网的实际特点 ,开发了一套分散式的继电保护整定计算专家系统。该系统把数据和知识库分散封装于不同的对象 ,通过消息传递进行相互配合 ,能较好地完成数值计算和逻辑推理 ,实验结果令人满意 。

南方电网调频模式研究

在目前南方电网采用的区域控制标准(CPS)及相应的自动发电控制(AGC)策略的调频模式下,存在两个问题有待改进:一是总调直调机组不能有效地参与调频;二是各省机组调频责任严重分布不均。鉴此,提出了解决问题方案:按调频任务划分为短周期的和长周期两类,并分别建立新的机组控制评价方法和相应的AGC策略。仿真证明,所提出的调频模式是有效的。

南方电网直调机组AGC研究

根据南方电网直调机组分布于各省电网内这一特点,对其实施AGC集中控制的特殊性和复杂性进行分析,提出了直调AGC和各中调AGC在控制方式上的协调方法,并解决了直调AGC的频率特性系数的取值困难。另外,针对直调机组AGC可能带来的线路或断面过载的安全问题,提出了基于有功灵敏度分析思想的模糊安全校正控制方法,该方法适合工程应用,用电网实际运行方式离线模拟,效果好。

电力系统基础潮流数据准确度评价指标及其应用

电力系统基础数据是电网安全经济运行的重要基础,主要包括量测和状态估计结果两部分,对其准确性进行定量评估十分重要。针对传统的量测与状态估计结果准确度评价方法存在的不足,提出了量测与状态估计结果准确度的改进评价指标,并开发了实用化应用软件。算例部分给出了这些评价指标在南方电网内某电网的实际应用情况。

基于马尔可夫链的电力系统连锁故障预测

近年来,国内外发生了多起连锁故障引起的大面积停电事故,因此对连锁故障的预测就成了电力系统领域内受到普遍关注的重要问题。现有的连锁故障预测方法未能把网络拓扑结构、前后级故障间的关联、系统不确定性等因素系统而综合地利用起来。在此背景下,提出基于马尔可夫链的连锁故障预测方法,其能够计及系统前后级故障视在功率转移关系、保护/断路器不正确动作的可能性、系统硬件失效率等因素。首先,根据系统初始故障概率和各级故障之间的状态转移概率,预测系统连锁故障的发展趋势,预测出下一级可能的故障集,得到具有时间先后顺序的连锁事故路径。之后,提出了3个脆弱性指标来评估后续故障对系统的影响,以便对可能的连锁故障加以监视和快速控制。最后,用IEEE 10机39节点系统说明了所发展的模型和方法的基本特征。

南方电网频率演变机制与改善分钟级波动的探索

随着自动发电控制(automatic generation control,AGC)、一次调频等技术的充分应用,南方电网的频率合格率指标有了大幅提高。但频率在总体波动范围变小的同时,又出现了分钟级波动频繁、幅度较大的新特点。为此提出了精确还原原始负荷需求和发电供给的算法,分析了导致频率分钟级频繁、较大幅波动的主要机制。AGC有效调节死区偏小导致频率频繁过"零"和趋向一次调频死区分布,难以有效发挥一次调频对频率波动幅度的限制作用。AGC的调节延迟与所跟随负荷的波动周期相近,造成发电供给与负荷需求出现"反向运动",显著加剧了频率分钟级波动幅度。通过适当加大各中调AGC控制死区、减小AGC支援分量和调低一次调频死区内AGC频率响应系数等措施,频率分钟级频繁波动得到了显著改善。

不同控制条件下的全局电网无功电压闭环控制仿真

结合工程实践,建立了网省地全局电网闭环控制仿真系统。介绍该仿真系统的数据流程及功能框图,使用单断面仿真和连续断面仿真两种方式模拟了无控制、独立控制、协调控制等不同控制条件下的电网运行状态变化,研究分析不同的控制条件对系统网损、电压稳定裕度、联络关口无功等指标的影响。仿真结果表明:通过对各级自动电压控制系统控制目标和控制行为的协同,可有效避免控制振荡,消除网间不合理的无功流动。

多级控制中心全局电网潮流计算及闭环控制仿真系统

为了模拟电网互联一体,但调度控制分层分区进行的特点,研发多级控制中心协同的全局电网潮流计算及闭环控制仿真系统。介绍其关键技术实现,包括定关口的模型拼接、定关口模型拆分、连续数据断面拟合、多用户任务调度和并行处理以及模拟子站控制等。通过与实时系统以及与调度员培训仿真系统的对比说明该系统特点。以南方电网为应用对象,搭建网省地一体化全局潮流计算及闭环控制仿真系统,为验证多级控制中心协调控制策略提供仿真基础。

基于动态分区的电网状态估计方法

针对传统固定分区方法无法反映电网运行拓扑结构发生的变化,导致其计算效率不高,提出一种新的动态分区方法,基于电网运行物理拓扑结构,逐一搜索出所有辐射状网络分区、仅存在唯一电气连接线路的分区和仅存在唯一电气连接节点的分区,并在此基础上提出一种基于边界节点状态量灵敏度协调的整体状态估计方法。通过两个算例验证该方法能够快速响应电网拓扑变化,降低某区域中量测数据误差对其他区域状态估计结果的影响,提高了电网状态估计的整体准确率。

网省间输电断面的实时协调监控

对需要网省两级调度协调控制的输电断面作出了界定,分析了网省间输电断面实时调控中存在的难点,提出了计及断面间相互影响的调控裕度算法,开发了针对自定义断面的灵敏度快速算法;提出了"共同监视、协调控制"的网省间输电断面调控原则,正常情况下按照调管范围优先原则进行安排、异常情况下按照紧急控制指标(定义为灵敏度和调控裕度的乘积)优先原则协调控制;解决了由于运行方式变化、断面调控相互制约等因素导致的调控方向不明、调控后果难以把握问题,可有效提升调度精益化调控水平。

基于SCADA数据的实时定位电网低频振荡扰动源算法及其实现

低频振荡是电力系统中发生频繁、对系统稳定运行造成严重影响的一类事故。提出基于数据采集与监视控制(SCADA)数据实时定位低频振荡扰动源的算法,并在EMS系统中开发了振荡源实时搜索软件。该软件多年来实际运行测试表明,所提出的算法能够迅速确定电网中低频扰动源,对发生在南方电网的多次低频振荡发出了告警。此外,该算法不需要部署相角测量装置(PMU)进行数据采集,可以节省大量投资。

海南联网AGC控制策略研究

根据海南电网联网后的运行特点和安全要求,文章讨论如何重新定位海南电网自动发电控制(automatic generation control,AGC)特有的控制目标,并在此基础上提出了与其相匹配的动态联络线频率控制(dynamic tieline and frequency bias control,DTBC)策略。和原有的AGC控制策略相比,该策略能更好地适应海南电网特点,安全性好,机组调节量小,电量偏差小。海南电网的模型仿真证明了该策略的实用性。

基于PMU数据和时间序列模型的发电机参数识别(英文)

电力系统动态仿真的精度往往由同步发电机等元件模型及参数的精度所决定。在对同步发电机模型进行时间序列分析的基础上,提出了一套依靠同步相量测量单元对惯性时间常数、发电机转速调节常数以及涡轮调速器的时间常数等发电机动态参数进行识别的方法。该方法首先将发电机的经典模型和摇摆方程统一转换为一个时间序列模型,并利用线形参数辨识方法对此时间序列模型的参数予以辨识;最后通过求解发电机模型参数与时间序列模型参数的等式关系得到发电机的模型参数。对不同功率变化波形进行了仿真试验,按照本文方法计算得出的发电机参数与实际参数一致,验证了本文提出方法的有效性。

机组并网运行效果评价研究

为了推进《南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》及《南方区域发电厂并网运行管理实施细则》的实施,南方电网电力调度通信中心组织南方电网各省(区)电力调度通信中心联合开发了一体化技术支持系统,对并网发电机组的运行性能和管理水平进行量化考核。详细论述了发电计划执行考核、自动发电控制运行考核和辅助服务补偿、一次调频考核3个重点模块的算法实现,并分析了各模块的实际评价效果,评价结果验证了该算法在互联大电网调度运行中的实效性。

调度控制中心侧自动发电控制安全防误体系及安全策略分析

从纵向指令链条和横向运行环境2个维度对自动发电控制(automatic generation control,AGC)风险进行了分析,提出一套包含全过程自动安全策略、操作安全防误、图形化分级告警展示的三位一体安全防误体系,并对其中主要内容进行阐述。相应安全防误体系及安全策略部署应用后,有效控制了主站AGC运行风险,预防性地避免了可能发生的误调事件,对于保证AGC运行的安全性、可靠性发挥了重要作用。

南方电网直流线路电阻时变性评估与实时值估计

对交直流混合电力系统进行准确建模非常重要。直流输电线路的电阻会随温度、输送功率的不同而变化。由于没有电抗参数,直流线路电阻的变化可能会对交直流混合电力系统的分析计算产生明显影响,因此在交直流混合系统中,需要将直流线路的电阻参数作为时变参数处理。利用交叉熵理论排除异常点影响的能力,提出了直流线路电阻的时变程度评估与实时值估计方法,并基于所提的方法,开发了实用化的应用软件在南方电网这一交直流混合电力系统应用。

整合的变电站自动化系统

论述了变电站自动化系统中由于设备、系统模式的多样性而带来的问题 ,以及通过通信协议的标准化、硬件、软件等几个方面使系统优化地整合到一起的方法 ,并且指出了这样的整合所带来的益处和今后的发展方向。

一种电网可疑参数诊断方法研究

电网参数错误将影响电力系统状态估计的质量,并降低能量管理系统中其他高级应用软件的实用化程度。当存在多个遥测坏数据和参数错误时,如何保证状态估计结果的有效性非常重要。提出了一种电网可疑参数诊断方法,将参数错误和量测错误在信息空间统一建模,根据加权最小二乘方法计算各量测量的百分比残差并通过阈值比较获得可疑测点集合;计算各可疑测点以及可疑支路的相关度指标,针对各可疑支路逐一采用牛顿下山法求解可疑参数的最优估计,并更新参数集。算例仿真结果表明,该方法能够综合考虑网络参数错误和量测数据错误,并且能够适用于多个错误参数并存的情况,有效地提升了参数辨识与诊断的准确度,对于提高电网运行基础数据的质量与电网高级应用的实用化程度发挥了重要作用。