基于降维粒子群的大电网断面功率极限计算方法

随着电力系统的发展,系统运行方式日益复杂。为了提高电力系统运行安全水平,提出一种基于降维粒子群的大电网断面功率极限计算方法。首先综合考虑大电网静态安全稳定约束和暂态稳定约束,建立断面功率极限计算模型;然后,提出了基于功率灵敏度的降维粒子群算法,根据功率灵敏度和聚合系数对可调节发电机组进行分群处理,利用降维粒子群算法计算得到了极限功率、发电机组功率调节量以及极限功率制约因素,实现了大电网断面功率极限的快速寻优。最后在我国某地区2128节点电网和我国某跨区12643节点联网中验证了该方法的有效性和正确性。

基于卷积神经网络的暂稳极限功率计算

目前求取联络线暂态稳定传输功率极限的时域仿真法和基于李雅普诺夫稳定性理论的直接法计算过程复杂,针对此问题,提出基于卷积神经网络的输电断面暂态稳定极限功率计算方法。首先将系统运行的数据与实验仿真数据相结合,转化为输电断面特征属性,选择输电断面关键特征,将其作为神经网络的输入层向量,然后经过多次训练构建出系统关键特征与输电断面暂态稳定极限功率的非线性映射关系。最后以IEEE14节点进行算例分析,验证了计算方法的可靠性以及有效性。

暂态稳定极限耦合的多个输电断面极限功率协调计算

为了进行多断面稳定输送水平交互影响的量化评估,实现多断面输电功率同时达到极限值的自动搜索计算,提出了暂态稳定极限存在耦合的多个输电断面极限功率协调计算方法。分析了不同输电断面暂态稳定极限耦合的机理,建立了以各断面主导的系统稳定性同时达到临界稳定为目标的多断面输电极限协调计算数学模型,提出了多断面输电功率同时变化对系统稳定裕度影响的量化分析方法,设计了基于数学规划求解多断面功率增长步长的极限功率迭代搜索算法,可用于多个输电断面极限功率的离线或在线分析计算和实时监控。基于IEEE 10机39节点系统的算例验证了算法的正确性和有效性。

电网输电断面动态热稳定限值在线计算方法

提出了一种利用实时气象环境和电网运行方式进行稳定断面功率限值在线计算方法,将静态的稳定断面限值转变为根据实时数据变化的动态限值,为电网精益化调控提供支撑。基于动态增容技术将外部系统的微气象数据接入调控系统进行线路动态载流量计算。基于电网模型和实时运行方式,采用支路开断分布因子计算输电断面的潮流动态转移比。基于节点对支路的功率转移分布因子实时分析稳控装置动作对开断后输电断面潮流的影响,对断面限值进行动态修正。提出的方法在南京地区调控系统进行了在线应用,基于实际运行数据对结果进行验证,证明了算法对于高峰时段提升断面输送能力的有效性。

考虑电网静态安全的输电线路动态增容系统

针对电网调控的特点和需求,将动态增容技术从设备分析层面提升到电网分析层面,提出了动态增容在电网调控系统中应用的总体实施方案和功能模块设计。首先分析了调控系统中动态增容的应用原则,在此基础上提出了动态增容系统的总体架构、功能模块、接口设计和硬件结构;然后对系统的数据接入与处理、线路和输电断面动态限值计算、增容过程安全评估、电网增容预测分析等关键技术进行了阐述;最后介绍了该系统在南京地区的应用,基于电网实际运行数据对系统应用效果进行了分析。

限流式统一潮流控制器的动态分析与实验

限流式统一潮流控制器(UPFC)是一种可以有效应对系统短路电流冲击的新型柔性交流输电系统(FACTS)装置。文中分析了系统短路时限流式UPFC的详细动态过程和限流工作原理,建立了故障下的数学模型。以系统限流指标、直流电容电压限值和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)电流限值3个条件为依据,给出了直流限流电感的计算方法和选取原则。100V/3kVA限流式UPFC实验装置平台的实验结果证实了限流动态过程分析的合理性和限流式UPFC的有效性。

基于动态规划原理分支界限算法的关键输电断面搜索方法

提出了一种快速识别与过载支路相关的关键输电断面的新方法。该方法通过人工智能搜索原理快速搜索开断支路节点之间的最短电气路径,确定受潮流变化影响较大的关键输电断面,为实现快速的关键输电断面安全性保护、避免连锁跳闸奠定了基础。采用IEEE 14节点系统进行仿真计算,结果验证了该方法的可行性和有效性。

基于N-1原则的输电断面热稳定功率极限评估

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于N-1原则的输电断面热稳定功率极限评估方法。计算功率灵敏度矩阵得到各发电机节点对线路功率的控制情况,依次以断面各线路为目标线路,通过调整发电机出力,在满足全网线路冗余量约束、开断线路功率增加约束以及发电机可调量约束的基础上,利用最优化方法得到各目标线路对应的断面最大传输功率,取其中最小值为断面热稳定功率极限。在IEEE39节点系统中对该方法的正确性进行了验证。

风险指标在提高传输功率极限中的应用

针对现有风险模型考虑系统稳定性过于简单的缺点,在实用动态安全域的基础上提出了一种新的风险指标并将它应用到提高输电线路传输功率极限的计算中,综合考虑超极限运行的经济效益和故障后的紧急控制成本,确定系统最佳运行点。该指标采用事故发生的概率来考虑其不确定性,利用紧急控制成本来衡量失稳事故的严重性。以江苏电网为例的验算结果表明,采用该风险指标确定的系统运行点能有效协调系统运行的安全性与经济性要求,经济、社会效益可观。

南方电网交直流输电断面暂态安全传输极限分析

分析了南方电网2005年和2006年丰大运行方式下制约东送断面以及送端云南系统的外送输电断面的传输极限的因素,以FASTEST为仿真工具,通过设置负荷、发电机变化模式,分别计算了在静态负荷模型和动态负荷模型下系统的暂态安全传输极限、负荷极限以及临界安全稳定裕度等.由程序自动搜索断面或线路极限传输能力,帮助调度部门的工作人员在此项工作中节省大量的时间,是对工作的一次解放.并对提高断面输电能力的措施进行了仿真计算.

综合负荷动静比例对电网传输功率的影响分析

电力系统仿真计算中,综合负荷的动态和静态成分所占比例对电网的暂态极限有着重要的影响。文章根据湖南电网的实际特点和电网结构以及运行情况,研究了综合负荷模型中不同感应电动机比例对湖南电网南北断面南送功率传输极限的影响,分析了综合负荷模型与恒阻抗加恒功率的静态负荷模型应用于湖南电网对断面南送功率极限的不同影响,并在此基础上分析了综合负荷模型和参数变化对电力系统稳定水平影响的机理,最后对湖南电网负荷模型和参数的选取提出了建议。

基于最大流最小割的电网静态安全关键断面辨识方法

提出了一种基于最大流最小割定理的关键输电断面识别方法。算法考虑电网潮流分布及载流能力,转化为有向加权图扫描求解最小割。构建搜索树存储结果,并根据网络分割搜索输电断面,可以快速准确地辨识出全部存在"N-1"、"N-2"过载风险,且具有明确割集特征的输电断面;基于功率转移因子可快速计算输电断面静态安全功率极限。在新英格兰39节点电力系统和IEEE300节点算例中验证了提出方法的准确性。

考虑条件断面限额自动匹配的一体化发电计划优化

断面限额是电网安全可靠运行的重要边界条件。随着电网规模的扩大,互联电网运行方式复杂多变,很多断面限额仅在一定的机组开机方式或者相关支路潮流水平等条件下适用,甚至这些条件断面之间也会存在相互关联。传统基于人工经验的起效条件判定需反复尝试断面限额进行发电计划优化,使得发电计划优化决策过程非常复杂。文中在传统考虑固定断面限额的发电计划优化模型的基础上,针对条件断面限额依据相关变量所属区间进行判定的特点,提出一种发电计划和条件断面限额一体化优化建模技术。该模型可实现条件断面限额与发电计划自动匹配,在保障电网安全的同时进一步挖掘电网输送潜力。最后,基于所提模型对断面潮流区间、开停机台数等典型的条件断面限额场景进行算例分析,验证了该模型的有效性。

考虑风险和收益平衡的输电断面供电方案优化

基于N-1静态安全约束校验模型的传统输电断面最大输电能力(total transfer capability,TTC)计算结果所确定的电网供电方案过于保守,为此,提出考虑供电收益和风险的电网供电方案多目标优化模型,综合考虑电网的风险、经济指标,引入风险模型和获益模型,对电网供电方案进行多目标优化,并应用多目标粒子群算法和主观权重结合熵权的余弦排序进行求解与决策。实际算例的仿真结果表明该模型和方法的有效性和可行性,技术人员可根据实际需要对方案进行分析选择。

基于灵敏度及粒子群算法的输电断面功率越限控制方法对比研究

针对电力系统运行过程中由于负荷过重或支路开断引起输电断面内部线路可能出现越限的实际问题,研究了有功潮流灵敏度(节点注入有功功率对线路有功功率的灵敏度)和综合灵敏度(考虑各输电断面内部线路有功越限权重时,节点注入有功功率对输电断面有功功率的灵敏度)的计算方法。分析了粒子群优化算法,选取断面处实际功率与目标功率值的偏差为目标函数,得到发电机组出力进行断面越限控制。利用IEEE39网络模型,采用AP聚类算法进行网络的分区及输电断面的识别,对上述两种方法进行了对比分析,验证了两者均可应用于越限控制过程中。

电—气集成能源系统环境下的电力系统动态输电断面识别

随着电力系统中可再生能源发电占比的不断增加和电转气技术的逐步成熟,电力系统和天然气系统的耦合程度逐步加深,电-气集成能源系统应运而生。这将影响电力系统的运行状态,进而影响对输电断面的识别。在此背景下,发展考虑IEGES运行安全性的电力系统动态输电断面识别方法。首先,以最小化系统运行成本为目标函数,考虑电力系统的物理运行约束,建立IEGES环境下电力系统的运行优化模型。接着,采用扩展拉丁超立方算法模拟间歇性可再生能源发电出力的不确定性,并对样本进行削减并生成含概率信息的典型场景集合。然后,采用基于分区的输电断面搜索方法对IEGES环境下的电力系统进行输电断面识别。最后,以修改的IEEE 39节点电力系统和比利时20节点天然气系统所构成的IEGES为例,对所提方法进行说明并验证其有效性。

基于改进连续潮流的输电断面热稳定功率极限计算

输电断面的热稳定功率极限关系到电力系统安全稳定运行,是限制电网功率传输的重要因素。为准确、快速评估电网的热稳定运行状态,提出一种改进连续潮流的输电断面热稳定传输功率极限计算方法。在考虑系统线路热稳定约束、发电机最大有功功率约束和部分支路开断后的线路功率约束下,利用线性最优化方法调整各发电机出力;在此基础上,进一步用连续潮流法得到断面热稳定功率极限。最后通过新英格兰39节点系统的不同场景,仿真验证了所提方法的正确性及有效性。

暂态稳定视角下的强关联输电断面及其识别方法

多个交流输电断面暂态稳定极限功率相互耦合,给电网安全稳定运行控制带来了极大挑战。文中深入挖掘受扰系统中暂态响应轨迹特征与稳定模式的对应关系,提出了暂态稳定视角下关键输电断面及关联断面的概念,并将关联输电断面分为模式共存机理决定的关联断面和模式演化机理决定的关联断面两类。提出了基于电网电气量变化来反映系统稳定模式的支路同步力系数指标,并结合该指标、图论和暂态稳定模式识别方法,提出了关键断面及关联断面识别的实用算法,有利于克服人工经验方法中因机理分析不足而可能导致的识别不准和效率低下的缺陷,为基于输电断面准确识别的稳定分析或运行监控提供了基础。基于IEEE 10机39节点系统的算例阐明了所提方法的原理及有效性。

计及新能源消纳的关联断面极限功率在线计算方法

针对高比例新能源电网多断面输电能力协调优化及动态释放需求,提出一种计及新能源消纳的关联断面极限功率在线计算方法。通过新能源机组聚类分群实现不确定变量有效降维;在新能源场站预测出力区间及概率的基础上,基于概率潮流计算获得新能源集群功率区间及概率;以多断面输电能力与新能源弃电风险差值最大化为目标,基于分档迭代与交互式并行处理技术,快速搜索满足安全稳定风险要求的关联断面极限功率。某实际系统的算例分析验证了提出方法的实用性和有效性。

基于拓扑聚合的输电断面辨识方法与断面传输极限的研究

国内外多次发生的大停电事故表明输电断面是大规模互联电网的薄弱环节。快速搜索出电网关键输电断面并计算出断面极限传输功率,有利于调度部门及时调整运行方式,避免电网发生大面积停电事故。提出利用电网拓扑聚合算法对电网关键输电断面进行搜索。通过对电网邻接矩阵进行简单的矩阵变换操作,将拓扑中临近节点聚合到邻接矩阵的主对角线附近。直接在变换后的邻接矩阵上对电网输电断面进行快速搜索,然后通过潮流分布因子来辨识关键输电断面。利用磷虾群优化算法构造电网关键输电断面极限传输功率的优化模型,准确计算断面极限传输功率。IEEE14节点系统和IEEE39节点测试系统验证了所提方法的有效性。