中压配电网接线模式的N-1准则评估分析

配电网规划和配电自动化发展所面临的一个重要问题是选择合理的配电网接线模式,为此根据中压配电网接线原则及技术要求,应用配电网"N-1"安全准则,对中压配电网闭环设计、开环运行的典型接线模式进行了分析;提出了基于"N-1"安全准则的配电网主变压器及线路故障后重构的实用评估分析方式和方案,开发了相应的评估分析应用软件,对城市实际中压配电网进行了"N-1"安全准则评估分析。由评估分析可见,多分段、多联络的馈线接线方式既能提高供电可靠性,又能有效地利用主变压器容量,提升中压配电网供电能力。

基于N-1准则的配电网重构分区评估分析

为解决配电网规划和自动化中的负荷转供问题,结合电网拓扑结构与接线模式,对故障后的配电网重构方案和影响因素进行了分析,提出了配电网重构"N-1"安全准则分区扫描实用评估分析方式,可以对配电网进行完全和逐段两种形式的"N-1"准则校验。同时开发了相应的评估软件,当单馈线无法承担转供负荷时,可以提供多馈线分担转供负荷的方案,并且解决了故障后双电源自动转切负荷对电源馈线容量裕度影响的问题。通过评估软件的分区逐段扫描结果,能够全面、有效地评估配电网的负荷转供能力,并对故障重构的各种方案进行比较。经多个配电网的实际应用,验证了该扫描评估分析方式和软件的效果。

基于改进蚁群算法的“N-1”安全输电网优化规划

满足N-1安全准则的输电网络扩展规划是一个复杂的非线性组合优化问题。蚁群算法是一种解决组合最优化问题的高效的启发式方法,但容易出现停滞和陷入局部最优。为此,结合满足N-1安全准则的输电网络规划问题的特点,用罚函数方法建立了网络扩展规划性能指标。通过改变蚁群算法中信息增量的选择方法,有效地减小了算法的全局搜索能力和计算效率之间的矛盾。该方法不需初始可行解,在提高计算效率的同时加大了找到全局最优解的概率。通过对IEEE-6节点和IEEE-24节点两个算例的测试,验证了这种方法能有效地解决直接求解满足N-1安全检验的输电网最优扩展规划问题。

人口迁移算法在“N-1”安全输电网规划中的应用

提出了一种改进人口迁移算法求解输电网扩展规划的大规模组合优化问题。针对标准人口迁移算法在求解过程中搜索容易陷入局部最优解和后期收敛时间较长等缺点,对算法的迭代初始化、种群生成策略以及参数设置进行了改进,将遗传算法的最优保留思想引入到算法中,提高了算法搜索全局最优解的能力与收敛到最优解的速度。将改进后的算法应用到满足"N-1"安全准则的输电网扩展规划问题中,建立了输电网扩展规划的数学模型,设计了相应的算法。比较该算法与粒子群算法、标准人口迁移算法对IEEE Garver6节点系统和IEEE Garver18节点系统的仿真计算结果,证明了改进人口迁移算法能有效地解决满足"N-1"安全检验的输电网扩展规划优化问题。

基于抽样盲数的线路N-1静态安全评估

为了研究负荷和新能源出力不确定性对线路静态安全分析结果的影响,提出了一种基于抽样盲数的线路静态安全评估方法。首先介绍了将持续负荷曲线和新能源持续出力曲线抽象成为抽样盲数的抽样方法,并将负荷抽样盲数和新能源出力抽样盲数的样本进行相互组合得到多个待分析场景。在此基础上,分析每个场景下发生线路N-1时是否有其余线路或元件过载,计算发生过载情况的场景概率之和便可得到所研究网络不满足N-1准则的概率。最后,对这些存在不满足N-1准则风险的线路依据风险概率进行排序得到所研究电网薄弱环节。结合7节点交直流电网算例对所提出的方法进行了详细说明,计算结果表明抽样盲数方法可用于线路N-1静态安全评估,从而实现对电网的多维度评价。

含柔性输电装置的输电网规划N-1校核准则研究

输电网规划的重要步骤就是开展比选方案的技术经济校核,其中技术校核的重点又在于规划方案是否满足"N-1"准则。在常规交流电网中,《电力系统安全稳定导则》对需满足"N-1"准则的无件进行了定义:正常运行方式下的电力系统中单一元件,如线路、发电机、变压器等。对于含柔性输电装置的输电网规划方案进行校核时,应充分考虑设备结构以及接入电网的方式等因素,合理确定"N-1"的校核范畴。本文基于柔性输电装置的特性,对其如何与"N-1"准则中"单一元件"的界定进行了研究。通过具体算例的验证,总结得出了含柔性输电装置的输电网规划方案中针对柔性装置的"N-1"校核准则建议。

计及N-1安全准则的能量枢纽优化配置

多种能源系统通过集成和优化而形成的综合能源系统(IES)为解决能源与环境问题提供了新途径。能量枢纽(EH)作为多种能源系统的耦合环节,其设备组成与容量配置对IES的安全经济运行至关重要。在此背景下,提出了一种计及N-1安全准则的含电力系统、天然气系统和热能负荷的EH优化配置方法。首先,在EH架构下,对IES的能源耦合部分进行建模;然后,以年综合运行费用最小为目标函数,考虑能源耦合部分约束、电力系统运行约束、天然气系统运行约束和电力系统的N-1安全约束,建立了EH优化配置的混合整数二阶锥规划模型,并利用商业求解器YALMIP/GUROBI求解;最后,采用一个IES算例对所构建的优化模型与求解方法进行了说明。

多维空间中断面热稳定安全域边界特性

提出一种计及"N-1"约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的构建和分析方法。该方法首先通过计算系统各发电机组出力变化对断面线路的功率传输转移分布因子(PTDF),确定对断面功率传输极限影响显著的敏感机组(机群);以敏感机组(机群)的有功出力为多维空间坐标轴,以潮流可行和"N-1"约束为判据,在多维空间中搜索断面传输极限点并形成断面热稳定安全域的边界。该边界刻画了断面功率传输极限随各敏感因素的变化情况,能为运行控制提供更丰富、更准确的运行信息;更进一步分析表明该安全域边界具有较好的超平面近似特性,便于进一步实现安全域的快速计算和讨论安全域在各种优化控制问题中的应用。文中方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。

中外输电网规划标准对比研究

随着电力系统的发展以及电力体制改革的推进,我国现行输电网规划标准在投资管控方面日显不足,暴露出标准制定、执行和监管等方面存在的深层次问题。为此,分别从技术和监管角度,与北美、英国、德国、法国、俄罗斯等国家或地区的输电网规划标准体系进行对比,研究提出了设计一个良好的输电网规划标准应遵循的6项原则,包括中立性、经济性、明确性、可测性、可操作性和有限的灵活性。最后,指出了我国现行规划标准体系存在的问题,并给出了完善建议。

市场环境下的输电安全定价方法

通过分析输电线路N-1故障发生的概率分布函数,计算了各种安全限制被破坏后的成本函数,并利用基于可用输电容量灵敏度的分析方法将依据风险理论得到的系统总安全成本公平地分摊给市场参与者,从而得到输电安全价格。该价格制定方法,为在市场环境下系统独立操作员预知加大交易量所面临的安全风险提供了可靠的技术依据,同时也为发电公司合理参与市场交易提供了电网安全的重要信息,具有较强的实用性。

智能制造背景电力系统安全准则

文章提出了一种基于N-1安全性准则的电力系统安全域概念和模型。首先,在工作点向量空间中通过N-1仿真校验确定电力系统运行的安全边界;其次,基于工作点与安全边界的距离计算,进行安全域的安全性评价和控制;然后以算例为支撑,比较安全域方法和N-1进行校验,所得结果一致,表明计及N-1安全准则的安全域模型可达到N-1安全要求,具有实用性。

基于Benders算法的两电压等级网络可用传输容量计算

电力市场的发展进入现货市场阶段,对区域间输电容量在线评估提出新的要求。利用Benders算法求解N-1可用传输容量问题,大幅度降低计算维度,但是也容易产生过矫正、振荡等问题。仅考虑电网的N-1可靠性,忽略下级电网联络线的负荷转供能力,计算结果过于保守,影响电力市场中断面处的交易量。文中提出一种基于Benders算法的ATC计算新方法。分析220 kV片区电网输电容量时考虑到110 kV高压配电网重构对潜在供电能力的挖掘作用。对N-1安全故障进行网络重构,在不增加问题复杂度的前提下,提高区域输电容量,用Benders分解法降低问题求解维度,节约计算时间,适用于在线分析。以IEEE 30节点算例进行仿真,结果表明计及高压配电网重构的多片区整体ATC可相比于无重构能力的片区ATC提高24%。

基于N-1准则的中压配电线转供能力实用测算分析

为了确定配电网中压馈线之间的负荷转供情况,结合线路的最大负荷电流、允许载流量和多种约束条件,提出了基于"N-1"准则的负荷转供实用测算和分析方法。在了解馈线联络情况的基础上,确定由单馈线或多馈线承担负荷转供的可能性;在满足多种约束条件下,计算、分析并获得馈线首端故障后的转供负荷容量和多种转供方案。通过对变电站各回馈线转供数据进行汇总,可以得出变电站不同故障情况下的负荷损失率。经过实际配电网转供的工程应用,验证了测算分析方法的实用性和有效性。