动态分时电价机制下的电动汽车充放电调度策略研究

峰谷分时电价下会在基础负荷低时形成新的负荷峰。建立了一个以电动汽车充放电费用最小,电动汽车接入所引起的电网损失最小以及对电压稳定性的影响最小为优化目标的电动汽车充、放电调度数学模型,并通过凸优化算法解决了多变量、多目标和高维优化问题。考虑反复潮流计算的繁琐性,利用网络损耗灵敏度和L-P灵敏度来提升调度效率,并将电压稳定作为约束来保证调度过程中不会出现电压失稳的情况。最后在改进的IEEE33节点配电网系统中进行算例验证,表明本文所提方法可以降低充放电费用,满足用户对经济性的考虑,另外可以降低电动汽车充电负荷对系统的网络损耗和电压稳定的影响。

基于脆弱支路筛选的电网连锁故障多目标预防策略

针对电力系统中由线路故障引发的连锁故障现象,文中提出了一种基于脆弱支路筛选的电网连锁故障多目标预防策略。首先,提出一种改进的支路安全指标和系统安全指标,并引入泰尔熵指数对电力系统中各支路进行脆弱性评估,以此量化某支路故障退出运行后对电网运行安全性的影响;然后,根据支路脆弱性排序筛选出发生初始故障退出运行后对电网运行安全性影响较严重的几条支路,建立预想事故集;最后,建立兼顾系统安全指标和电网电压稳定,且能应对多种初始故障场景的电力系统连锁故障预防控制模型,并使用非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)求解该模型。基于IEEE 39节点系统进行仿真分析,结果表明所提预防策略能获得更安全合理的发电机组出力方案,且证明了支路负载率差异对脆弱支路辨识的重要性。

考虑时序场景的分布式电源规划及无功优化策略

针对分布式电源发电和负荷需求的时序性和不确定性问题,通过风光概率出力模型生成初始场景并对场景进行缩减,建立考虑时序性的典型日风光电源—负荷场景。以综合配电网经济性和环境效益的综合性能指标最小为目标优化模型,采用改进遗传算法对分布式电源接入位置与容量进行规划。根据无功二次精确矩选择无功补偿设备的最佳补偿位置以降低网损,并以提高电压水平为目标确定无功补偿容量。对含分布式电源的IEEE33节点配电网系统进行仿真分析,结果表明优化后的策略能提升配电网的电压质量,降低网络损耗和提高经济效益,验证了该方法的有效性与合理性。

兼顾电压稳定的电网安全裕度指标研究

针对电力系统中的连锁跳闸现象,在电网最大安全裕度前提下,对兼顾系统电压稳定的问题展开研究。通过总结继电保护设备在连锁故障发生过程中可能存在的误动情况,提出了一种综合评价电网连锁故障的安全指标,在此基础上,基于雅可比矩阵的最小特征值指标来衡量电网静态电压稳定水平。结合两者,构造了一种兼顾电压稳定和电网对于连锁故障具有高安全性的预防模型,并利用粒子群算法对此模型进行求解。在IEEE39节点系统上模拟演示,验证了该方案的适宜性和实用性。

计及脆弱支路筛选的含风电电网连锁故障预防策略

针对含风电电力系统中由支路故障引发的连锁故障现象,提出一种考虑脆弱支路筛选的含风电电力系统连锁故障预防策略。首先,构建支路跳闸概率模型和系统安全指标,并引入概率密度函数和正态分布函数对含风电电力系统中各支路进行脆弱性评估,以此筛选出严重初始故障支路;然后根据支路脆弱性排序筛选出对电网运行安全性影响较为严重的一条或几条支路,建立预想事故集;最后,建立兼顾系统安全指标和优先消纳风电功率的连锁故障预防控制模型,并使用粒子群算法求解该模型。基于IEEE-14和IEEE-39节点系统进行仿真分析,结果表明所提考虑脆弱支路含风电电力系统连锁故障预防策略不仅可优先消纳风电功率,而且可确保含风电电力系统拥有充足的安全裕度。

一种综合考虑暂稳态影响的FACTS选址方法

柔性交流输电系统(flexible AC transmission system,FACTS)的并网位置对电力系统的安全运行具有重要影响。本文综合考虑故障发生后的暂态与稳态过程,提出兼顾暂稳态判据的选址打分方法,在单机等面积定则基础上,推导出FACTS元件等值系统的暂态裕度量化积分,将暂态稳定裕度近似灵敏度和稳态母线电压越限危险度作为选址依据。基于FACTS元件与储能相结合技术,将有功死区控制、电池荷电状态限制和逆变器容量限制考虑进FACTS元件建模中,利用PSASP/UD自定义模块搭建具有储能作用的FACTS模型。通过电力系统分析软件PSASP中CEPRI-36节点系统进行仿真,在得分高的母线处采取FACTS元件以注入电流源形式并网参与系统紧急控制,验证本文所提选址方法的准确性及FACTS元件对抑制电力系统连锁故障扩散的影响。

基于不确定多属性决策理论的电网连锁故障模式搜索方法

针对电网的连锁故障,提出了一种基于不确定多属性决策理论的优先排序直接搜索法。根据引发线路原发性故障的各种因素结合系统当前运行状况及历史统计数据形成决策属性表,运用基于离差最大化的多属性决策方法对可能发生的线路故障进行排序,依据排序结果及设定的门槛值进行电网连锁故障模式的搜索。搜索过程中,综合历史统计数据与系统当前状况对可能的继电保护动作行为进行排序,根据该排序结果继续搜索。搜索过程中考虑了自动装置的动作,交替进行潮流和稳定计算,以快速搜索出较易发生且后果严重的电网连锁故障模式。该方法避免了通过重复抽样来确定不确定因素造成计算时间的浪费;同时,将历史数据与当前条件相结合,运用合理的决策方法决定搜索过程的排序,保证了搜索的合理性。对WSCC-9系统进行的算例分析表明该方法具有良好的应用前景。

电网连锁故障的概率分析模型及风险评估

按照连锁故障发生、发展的物理过程,并结合各个阶段事件的概率特点,建立了一种电网连锁故障的概率分析方法,对连锁故障的各个环节进行了详细的概率描述。通过对连锁故障过程的模拟,用节点电压越限、出现孤立负荷等指标对连锁故障进行风险评估,找到系统的薄弱环节。采用根据以上理论编写的电力系统连锁故障模拟及风险评估软件,对IEEE 39节点系统进行了算例演示,进一步说明了所提概率分析模型和风险评估方法的合理性。

电网连锁故障的激发因素研究

以直流潮流算法为基础,针对电网潮流转移引发连锁过载的一类连锁故障,详细分析了电网连锁故障的激发因素,指出在电源容量和负载一定的前提下,当初始开断事故发生后电网的初始潮流、电网的拓扑结构、电网的支路参数以及初始开断位置等因素是引发新的开断事件发生进而激发连锁故障事故发生的主要因素,针对引发连锁故障的极限潮流状态,提出了一种实用求解方法,并在IEEE-14系统上进行了算例分析,研究表明,激发连锁故障的极限潮流状态并不是唯一,但可以根据实际情况,求出一些合理、可信的极限潮流状态,从而对运行实践提供指导。

大停电自组织临界特征的若干问题探讨

对电力系统大停电的自组织临界特性的若干重要的问题进行了详细的讨论,包括大停电发生规模的幂率分布特征,分形特征及1/f噪声特征。该文利用国内的一些资料数据对我国电力系统的大停电的概率分布进行了回归分析,并在国内外研究工作的基础上从大停电持续时间分布的角度,对大停电的1/f噪声特性进行了近似证明,其结果和Bak等人在理想沙堆模型上得到的结果基本一致。

基于动态分时电价的电动汽车有序充放电调度策略

针对电动汽车无序充放电行为对电网的影响,以及传统的峰谷分时电价容易造成新的负荷高峰、无法考虑电动汽车的动态特性等问题,建立了动态分时电价的有序充放电调度策略。以电动汽车充放电电价、电动汽车充放电状态和充放电功率为决策变量,构建了以电动汽车充放电成本最小、电动汽车接入造成的网络损耗最小和节点电压偏差最小为优化目标的电动汽车充放电调度数学模型,并通过凸优化算法解决了多变量、多目标和高维优化问题;综合考虑电动汽车充电需求和配电网运行约束,在改进的IEEE33节点系统中进行算例验证。结果表明,动态分时电价克服了传统峰谷分时电价下的弊端,能够根据电动汽车的动态特性来调整电价。所提调度策略融合了灵敏度分析方法,可大幅缩短调度过程中潮流计算的时间,并能有效降低电动汽车的充放电成本以及电动汽车接入对网络损耗和节点电压的影响,对于含电动汽车的电网实际调度具有一定的参考意义。

电网连锁故障防治策略初探及连锁过载识别方法研究

本文就电网连锁故障的防治问题以相继开断为原则分别对相继开断预想事件的预测策略以及防治策略进行了初步探讨。针对电网连锁过载的识别,讨论了两种补偿法并对这两种方法的应用前景进行了讨论,认为追加电流源补偿法更适合于电网连锁过载的识别,然后进一步导出了追加电流源补偿法在保持网络准确参数条件下的补偿系数,并通过算例演示证明了该方法的有效性。

电网连锁故障分析方法评述

由于近年来世界范围内发生了不少大停电事故,这些事故多表现为连锁故障,因而电网连锁故障的研究日益受到重视。国内外的研究人员就此从多个角度提出了各种分析方法以及数学模型来研究电网连锁故障的发生、发展机理及其表现形式。本文对这些研究成果分为如下四类进行了评述①模拟物理过程的模式搜索法;②模拟物理过程的宏观评估法;③简化物理过程的宏观复杂系统理论法;④简化物理过程的宏观复杂网络法。文章的最后对今后可能的研究方向进行了展望,指出应该考虑连锁故障发展过程中安全自动装置动作这一类更加复杂而普遍的行为以反映真实的连锁故障发展过程,在计算资源受限的条件下,可以从相继开断的角度来考虑连锁故障的分析和预防;复杂系统理论方法应尽可能地利用反映电网实际连锁故障过程的样本数据以避免简单建模和真实物理过程之间误差;复杂网络法可以考虑和模拟物理过程的方法紧密结合以更真实地反映电网的结构脆弱性。

考虑潮流水平变化的电网二级连锁过载中的涨落现象研究

针对电网的二级连锁过载模式,从网络保持结构完整性的角度,研究了潮流水平的变化所引起的涨落现象。首先依据支路因连锁过载开断而削弱电网的基本思路,定义了一种反映网络保持结构完整性的统计涨落模型,然后以IEEE 39节点系统为例,通过连续增加电网节点注入功率的方式,研究了电网在初始故障作用下发生连锁过载的涨落变化规律。分析表明,在电网二级连锁过载事件中,随着系统总的有功负荷的提高,相关物理量的涨落变化总体呈上升趋势,而且存在着比较明显的涨落放大的临界点。最后通过IEEE 14节点系统上的算例对此规律做进一步的验证。

一种考虑二级连锁过载的电网故障关联区域划分方法

针对电网的连锁过载,提出了一种基于聚类算法的故障关联区域划分方法。利用直流潮流法对初始故障支路和其余支路之间的内在关联因素进行了分析,给出了支路之间的关联作用矩阵;给出了一种评价支路连锁过载严重度的表达参量,并给出了反映任一初始故障支路造成其余支路功率越限的严重度矩阵以及连锁过载标识矩阵;利用该3种矩阵从初始故障对其余支路施加影响的角度以及其余支路遭受初始故障攻击的角度,给出了以聚类算法为核心的关联作用区域划分方法,该方法既考虑了支路之间的内在关联作用,也考虑了实际运行状态的影响,最后通过算例分析验证了该算法的合理性。

电网连锁故障中的受扰支路及其关联节点分析

针对电网的连锁跳闸现象,对受初始故障波及的连锁受扰支路及其与电网节点的关联关系进行分析,并提出一种筛选初始故障、连锁受扰支路以及对连锁受扰支路的关联节点进行划分的算法。首先根据连锁跳闸现象中连锁受扰支路的连锁跳闸表现,以及继电保护的动作行为,给出一种评价连锁受扰支路受扰严重性的表达形式,在此基础上给出根据严重性对连锁受扰进行筛选的原则,然后分析初始故障切除后剩余系统支路的电流和节点注入功率之间关系,进而在综合连锁受扰支路的严重性及其与节点关联作用的基础上,形成筛选初始故障支路及其相应的严重连锁受扰支路以及对严重连锁受扰支路的关联节点进行划分的算法,可为电网分析连锁跳闸现象以及阻断连锁跳闸提供思路和借鉴,算例分析表明该算法的合理性。

基于回路分析的配电网电压及网损灵敏度分析方法研究

针对分布式电源的接入对配电网安全稳定运行的影响,采用回路分析法来获取配电网运行参数的变化量.首先利用回路分析法将配电网转化为电路的形式,结合电压波动理论及分布式电源接入前后效果分析,然后利用叠加定理对支路电流进行叠加,利用回支关联矩阵来构建节点电压、线路损耗的灵敏度矩阵来分析节点电压变化和网络损耗变化,最后在IEEE33节点配电系统上仿真研究,仿真结果验证了所提方法的有效性.

考虑隐性故障时电网二级连锁过载的风险水平分析方法研究

针对电网的二级连锁过载现象,并结合继电保护隐性故障,提出了一种风险水平研究方法:首先结合直流潮流法定义了二级连锁过载模式下的风险指标,然后从初始故障和剩余系统受扰支路的不同角度给出了3种进行风险水平统计的模型,进一步结合IEEE39节点系统,通过模拟计算对风险的统计结果及隐性故障中的参数对风险统计的影响进行了分析。所提出的方法可为分析具有不确定因素的电网连锁过载现象提供一定的借鉴。

智能电网初探

智能电网问题已经成为当今的热点问题,其理念既符合当今全球日益高涨的节能减排的呼声,也符合当今日益深化的电力市场改革需求,是未来电力工业发展的主要方向。本文就智能电网的内涵、目标、驱动背景和预期核心技术等一系列问题进行了探讨和分析。