基于协同效应分析的输电线路脆弱评估方法

针对复杂电网薄弱环节辨识问题,从结构和状态两方面深入研究电力系统脆弱特性及其量化方法。在结构方面,基于复杂网络理论,结合电力系统特性,提出结构脆弱指标——源荷介数;在状态方面,利用输电裕度、功率过载和功率传输分布因子(PTDF)等概念,提出状态脆弱指标——线路故障功率过载量。通过分析系统结构与状态之间的关联关系,利用协同效应,提出计及结构和状态关联关系的线路综合脆弱性评估模型。新英格兰39节点系统和某500 k V网架系统仿真结果表明,结构与状态之间的关联性影响电网脆弱特性;与传统方法相比,所提模型具有更好的脆弱辨识能力,验证了模型的合理性。

采用直流和交流功率传输分布因子的输电权交易

对比分析了基于直流和交流潮流的功率传输分布因子,认为交流的功率传输分布因子更能准确反映系统运行点变化对潮流的影响。文中还把交流传输分布因子与基于交流潮流的输电权相结合,为我国实现交流模型下的输电权交易探索了新思路。IEEE9节点算例表明了交流功率传输分布因子比直流功率传输分布因子具有更高的准确性及有效性。

基于直流灵敏度法的节点间可用输电能力计算

设计了基于直流潮流的灵敏度算法,并建立了数学模型;给出了几种灵敏度系数的定义及计算公式,如功率传输分布系数(PTDF),支路开断分布系数(LODF)和支路开断传输分布系数(OTDF)。文中推导了无开断下、单一支路开断下以及单一发电机开断下节点间可用输电能力的计算公式,给出了计算流程,利用IEEE与节点例题对该算法进行测试,得到无开断和单一支路开断下的ATC值以及相关的功率分布系数值。本文的研究开发为电网可用输电能力(ATC)的实际应用提供了理论和技术基础。

从电力系统复杂网络特征探讨元件的脆弱性

提出了采用准稳态功率分布因子并结合复杂网络的基本测度来建立电力系统复杂网络特征模型,该模型不仅能够反映元件之间的拓扑连接关系,而且能反映系统实际潮流的分布情况,并据此研究系统元件的重要性。考虑电力系统满足终端负荷需求的效率,以失负荷率来建立元件的脆弱性模型。提出了从元件的重要性来探索元件脆弱性的方法及算法流程。IEEE算例分析结果验证了所述模型及算法流程的可行性。

基于谱聚类与功率传输分布因子的电网静态等值

大规模互联电网结构复杂,不便于大电网优化分析计算。传统电网等值方法不适用于构建基于全网的等值模型,为降低电力网络复杂度,建立大规模电网等值模型,提出基于谱聚类与功率传输分布因子的电网等值方法。首先,以功率传输分布因子为相似性测度,考虑节点间的连通性,基于规范化谱聚类算法对电网进行合理分区。其次,根据分区结果,计及关键线路输电能力约束,通过母线聚合技术对电网结构进行简化等值,构建等值模型,并以保证区间潮流交换准确性为目标计算等值模型参数。最后,给出了基于等值模型的区域电价计算方法,并通过算例验证等值模型计算准确性。

基于准稳态功率转移分布因子的电力系统复杂网络特性分析

基于复杂网络理论及电力系统有功分布的实际特点,并考虑发电节点和负荷节点的有功注入,采用准稳态功率转移分布因子建立改进支路权重模型,该模型可以从支路承担有功传送的功率大小角度反映系统节点之间的连接强度。基于此,建立基于改进支路权重定义下的电力网络测度模型,该模型能够从电网传送有功以及电网拓扑结构角度综合体现系统元件复杂网络特性的多样性和差异性。算例分析结果验证了所提模型的有效性和可行性。

基于关口金融输电权的双边拍卖模型

介绍了金融输电权的拍卖机制,包括输电权拍卖容量的确定、拍卖的市场机制及拍卖原则等,提出了一种基于关口金融输电权的双边叫价拍卖模型。针对以往金融输电权拍卖模型的约束条件过于简单的特点,考虑了某条线路输电权的拍卖对其他线路潮流的影响,并通过计算基于直流潮流的功率传输分布因子来反映上述影响。在此基础上考虑了输电线路的可用容量约束,并建立了数学模型对其进行描述。最后通过算例分析验证了该模型的合理性。

基于模糊理论的双边交易裁减模型

在输电网管理中 ,交易裁减是实现阻塞消除的最后一道防线。采用何种交易裁减模型来实现最少的交易裁减和公平的交易裁减已成为交易裁减问题研究的关键。针对 NERC交易裁减模型的缺点 ,文中建立起交易裁减的模糊集合 ,用隶属度来表征交易属于裁减集合的程度。并在此基础上引入线路功率的模糊约束 ,提出了双边交易裁减的模糊优化模型 ,通过极大熵方法实现了模糊优化问题的简便而快速的求解。算例结果表明 ,交易裁减的模糊集合可以有效减缓阻塞线路的传输分配系数的计算误差对交易裁减的影响 ,减少交易者博弈行为的发生概率 ,从而构造出更合理的交易裁减集合 ;在输电网运行的允许范围内 ,模糊优化模型实现了比非模糊优化模型更少的交易裁减量 ,为阻塞情况下电力市场的经济运营提供了一种更合理的双边交易裁减模型。

功率灵敏度计算在输电权交易中的应用

为了解决以往输电系统输电权交易中需购买的线路传输量存在计算误差较大的问题,阐述了功率传输分布因子(PTDF)计算方法和功率灵敏度计算方法,并提出了利用功率灵敏度代替PTDF进行输电权交易的方法,对比分析了PTDF和功率灵敏度计算方法在输电权交易中的计算精度。通过仿真算例分析结果表明,功率灵敏度比PTDF能够准确地反映发电机负荷节点组之间电能交易对各线路功率增量的影响,而且随系统运行点的变化而变化。由此进而表明本文提出利用功率灵敏度代替PTDF进行输电权交易方法的正确、可行。

集群储能电站节点选址-容量配置技术研究

针对集群储能电站在风电并网电力系统中容量和选址规划问题,提出集群储能电站节点选址、容量配置方法。首先,针对功率传输分布系数,分析论证储能电站分区配容和有功调频能力的影响机理,提出储能电站定容和选址思路;其次,综合考虑系统功率敏感度相似度、有功调频及储能投资3个方面,以系统功率扰动敏感度对系统进行分区,以有功占比最小、发电站与储能电站等年值投资成本最小为目标构建集群储能电站定容-选址的一体化规划模型。最终,以Matpower工具中30节点电力系统网络为例,验证了所提方法的有效性和可行性。

风电接入下基于半监督谱聚类的备用动态分区方法

随着新能源的不断接入和电网结构的日益复杂,电力系统运行状态复杂多变,基于固定分区的旋转备用计算方法无法有效应对源-网-荷的波动性以及由此引起的线路阻塞问题。为此,首先研究了能量-备用联合优化机组组合问题;其次考虑风电出力的不确定性和线路N-1故障,建立了线路阻塞的风险评估方法;然后以阻塞线路的功率转移分布因子(power transfer distribution factor,PTDF)为相似性测度,提出了基于半监督谱聚类的分区迭代划分方法;最后基于动态分区结果确定备用容量配置。文章分别采用39节点及118节点系统进行算例仿真,结果表明本文所提出的备用动态分区方法可自动确定分区数目,合理进行备用分区,备用动态分区后可有效保证旋转备用可用性。

基于传输贡献度的继电保护定值在线校核评估方法

为了提高继电保护定值在线校核的效率,提出了一种基于传输贡献度判断支路保护装置重要度的在线校核新方法。该方法将一条支路的所有保护装置作为整体,从电网结构性的角度提出了一种确定支路保护装置重要度的方法,采用网络最大流和复杂网络理论,把传输贡献度作为支路保护装置重要度的辨识依据,从而计算出各支路保护装置重要度指标,根据指标的降序来进行保护装置的在线校核。对IEEE 10机39节点系统进行仿真计算并分析了计算结果,验证了所述方法的合理性和正确性。