云边协同下的电网脆弱线路辨识方法设计

针对以单纯云计算为基础的电网脆弱线路辨识中,存在主节点计算压力大、耗时过高的问题,引入云边协同方法,设计了一种以云边协同为基础的电网脆弱线路辨识方法。以云边协同逻辑架构为基础,将云计算与边缘计算相融合,构建电网脆弱线路辨识模型。利用PageRank算法建立DNS缓存,整合云计算下的边缘设备数据源,以基尔霍夫定律为基础,计算不同线路的潮流值,根据潮流结果完成电网脆弱线路辨识。结果表明,所提方法对电网中的脆弱线路辨识性能更强、耗时更短。

基于潮流转移因子的电力系统连锁跳闸风险评估

提出了一种基于潮流转移因子的电力系统连锁跳闸风险评估方法。在基于最优潮流交易的基础上,应用潮流转移因子对支路切除后的潮流转移情况进行预测,考虑潮流转移后支路电流不确定性建立后备保护动作概率模型,用首条支路故障概率和下条支路后备保护动作概率之积描述连锁跳闸的可能性指标,以连锁跳闸后是否切负荷将风险严重性进行分级,然后分别以连锁跳闸后系统购电费用增幅和切负荷费用为严重性指标,从而得到特定交易下支路连锁跳闸风险值,获得高风险连锁跳闸的支路路径信息,为制定交易计划和防范风险提供决策支持信息。IEEE10机39节点系统算例仿真结果表明了该方法的有效性。

潮流转移识别方法的研究与分析

对目前文献中普遍提出的2种潮流转移识别方法—基于追加电流源补偿法估算线路电流和基于直流潮流分布系数法估算线路有功潮流,进行了深入的研究。对潮流转移因子进行进一步整理,发现在忽略支路电阻的情况下,其与潮流转移分布系数的计算公式相同。针对10机39节点系统进行编程计算,验证了上述结论的正确性。通过潮流转移的仿真计算,对上述2种方法的估算误差进行分析,认为估算电流的误差较大主要是由于其在计算时忽略了发电机节点注入无功功率的变化,并提出为估算线路有功潮流识别方法增加辅助判据,提高该方法的判断可靠性。

基于线路修正传输极限和交流分布因子的ATC快速计算

根据现有在线应用线性分布因子法计算可用传输容量(ATC)的缺点,利用复数潮流考虑无功的影响,根据π型等值线路复数潮流轨迹和视在功率极限轨迹的交点得出计及无功的传输极限;根据基态雅可比矩阵,计算传输合同对节点电压的影响,再利用π型等值线路中线路潮流对两端节点电压的偏导,计算节点电压变化对线路潮流的影响;采用线路故障的节点功率注入模拟方法,得到考虑基态潮流的交流功率传输分布因子。并根据flowgate的剩余容量和分布因子计算ATC。定义flowgate为线路热极限和线路故障2种情况,分别计算基态潮流和考虑线路紧急故障情况下的区域间ATC值,并与线性分布因子法和重复潮流法(RPF)计算结果相比较。IEEE30节点系统计算结果表明,该算法快速准确,满足在线计算和分析要求。

防止距离Ⅲ段保护因过负荷误动方法的分析与改进

深入研究了防止距离III段保护因过负荷误动作的方法——基于转移潮流灵敏度因子的潮流转移识别方案。在归纳转移潮流灵敏度因子矩阵特征的基础上,指出了该方案仅依靠有功潮流判据可能导致故障和过负荷误判断的缺陷,深入分析了错误产生的原因。补充了阻抗角附加判据以改善原有方案的性能,引入潮流转移特征量的概念并应用于提出的改进方案。该方案在发生潮流转移过负荷时能可靠闭锁距离III段保护,有效预防连锁跳闸。对新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了改进方案的优越性和实用性。

基于网络分割及旁侧路径搜索的输电断面识别方法

在潮流转移特性分析的基础上,提出一种基于网络分割及旁侧路径搜索的输电断面识别方法。该方法立足图论思想构建电网拓扑模型及关系矩阵,利用网络分割简化系统结构,准确限定开断支路的输电断面存在范围;基于提出的删除添加算法建立旁侧通路路径库,获得各支路分流系数,据此识别输电断面并得到其敏感度排序。仿真结果证明所提方法的正确性与有效性。

基于源流路径剖分的输电断面快速搜索

过载支路切除引起大规模潮流转移是导致连锁故障的重要原因。为快速、准确和全面地搜索到受潮流转移影响较大的线路构成的输电断面,提出了一种基于源流路径剖分的输电断面快速搜索算法。该算法首先根据实际电网结构利用图论知识生成有向图,建立送端节点-送电支路邻接表,快速生成源流路径树,逐步搜索有效源流路径链,最后计算所有有效源流路径链中所包含支路的开断分布因子,识别出受潮流转移影响较大的线路。所提算法无需进行全网拓扑搜索,无大规模矩阵运算,因此算法简便,搜索快速。对IEEE39节点系统进行仿真分析,其结果证明了所提算法的快速性与正确性。

基于有功增加因子的潮流转移快速搜索

给出了一种基于有功增加因子的潮流转移快速搜索方法。电力系统发生断线故障时,通过采用图论方法搜索断线支路的上下游各级线路并计算它们的有功增加因子,能够快速识别出由有功潮流增加较大的线路所构成的输电断面,为输电断面连锁过载的实时预测和紧急控制提供有效支撑。提出了有功增加因子的概念并制定了搜索规则,保证了不漏选潮流反向且增大的线路。所提算法无需进行全网拓扑搜索,且不含大规模矩阵运算,因此算法简单,搜索速度快。采用标准IEEE 30节点系统进行仿真计算,结果验证了该算法的可行性和有效性。

基于改进聚类算法的关键输电断面搜索方法

为了有效避免切除故障或过载线路后连锁跳闸事故的发生,提出一种基于改进模糊C均值聚类算法的关键输电断面搜索方法。该方法首先采用改进粒子群算法更新聚类中心,解决聚类算法对初始聚类中心敏感的问题,然后基于改进的聚类算法得到初始输电断面;其次运用Floyd算法搜索含断开线路的最短回路和次短回路,补充漏选的线路到初始输电断面内,构成候选输电断面;最后利用提出的复合因子判据筛选候选输电断面,进而确定关键输电断面。以IEEE 14节点和IEEE 118节点标准系统为例,所提方法可精准搜索得到系统内受切除线路影响较大且可能存在连锁跳闸风险的线路,即关键输电断面。结果表明采用该方法得到的关键输电断面更具有实用性和工程指导价值。

基于多支路开断和关键支路集的快速潮流转移识别

为快速识别实时潮流转移,基于直流潮流-补偿原理推导了用于快速预估多支路开断后潮流分布的支路开断分布因子(Line Tripping Distribution Factors,LTDF)的计算方法,结合改进的严重度函数,给出了用于评价支路受潮流转移影响程度的过载严重度指标和关键支路集的概念及其求解过程,对单支路或多支路开断同样适用,为后续减载控制策略缩小了分析范围。对New-England 10机39节点系统的算例分析表明,该方法可准确预估开断后潮流,快速有效识别受潮流转移影响严重支路,克服了以往仅用分布因子去评价支路受潮流转移影响程度的不确切性和漏选重要支路的不足,具备合理性、可行性及快速性。

一种基于线路相关集的事故预警系统

对近年来世界各国发生的大停电事故进行分析,指出在输电网络中某条线路因故退出运行而引起的潮流转移是导致后备保护连锁跳闸事故发生或发展的重要原因。提出了线路相关集的概念并进行严格定义,用来限定潮流影响的范围,节省潮流计算的时间。将线路相关集的搜索归纳为最短路径的求解问题,利用k最短路径算法求解线路相关集。分析了多条支路同时断开时线路相关集的搜索办法。另外,定义了线路相关因子,用于估算某条线路或多条线路断开时其他各线路承担的潮流转移分配。利用直流潮流法对线路相关因子进行求解。在此基础上提出了一套事故预警系统,对预想事故后的潮流转移进行快速计算,准确地判断出过负荷线路,有效地进行事故预警。用CEPRI36节点系统进行了仿真验证,证明了所提方法的正确性和有效性。

基于潮流转移和追踪的含风电电力系统运行风险评估

为实现含风电电力系统运行风险快速评估,提出了一种基于潮流转移和追踪的风险快速评估方法。首先,考虑风电出力波动与时间和风速的相关性,基于Markov理论建立了风速相依的风电出力波动模型;其次,为提高系统状态分析效率,通过推导节点转移分布因子和适用于多支路开断的支路开断分布因子来实现快速潮流计算,避免了潮流迭代计算;然后,建立了基于潮流追踪的负荷削减模型,采用潮流追踪理论筛选出最有效的控制节点集合,将全系统范围内寻优转化为局部范围内寻优,在改进潮流计算算法和负荷削减模型2个方面实现了运行风险快速评估;最后,通过IEEE-RTS79系统的仿真分析,验证了所提模型的准确性和有效性,进一步计算切负荷风险指标和线路越限风险指标以分析不同风速条件对系统运行风险评估的影响,为含风电电力系统运行风险评估提供参考。

基于最大流传输贡献度的电力网关键线路和节点辨识

从结构性视角提出一种准确辨识电力网关键线路和节点的方法。该方法基于网络最大流和复杂网络理论,定义传输贡献度作为电力网关键线路和节点辨识依据,表征它们对实现电力网电能传输功能体现出的承载和贡献能力。该方法克服了现有研究中假设潮流沿着母线间最短路径传输的缺陷,依据网络整体结构考虑不同电源—负荷节点对间所有参与功率传输的路径;同时将电力网作为有向加权网络考虑,计及了线路最大有功传输容量约束,物理背景更符合电力工程实际。对IEEE 39节点系统进行仿真计算并将结果与现有方法对比,验证了所述方法的合理性和有效性。

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。

计及静态安全约束的跨区域双边交易最大交易量实用计算方法

提出了基于直流潮流分布因子的区域电网之间双边交易最大交易量的快速计算方法。该方法考虑了线路热稳定、区域间联络线割集潮流的动稳定约束和计及“N-1斁蔡踩际８梅椒墒视糜谇蚰诤颓蚣涞慵缘慵淖畲蠼灰琢康募扑恪EEE 30节点系统的计算结果验证了该方法的快速性与有效性。

基于模糊聚类和最短路径的关键输电断面确定新方法

针对因支路故障或过载被切除之后的潮流转移关键输电断面如何正确快速确定问题,提出了基于模糊聚类和最短路径的潮流转移关键输电断面快速搜索新方法。该方法首先采用具有自适应选择最佳分类数的随机聚类方法,对所有线路功率构成进行分类,获得故障或过载支路的并行支路集构成初始输电断面,以避免由于人为给定分类数的不恰当所产生的多选及漏选问题;然后对初始输电断面中的每一支路,依次从故障或过载支路的一端开始搜索包括相应支路的到故障或过载支路另一端的最短路径,在该路径上所有与故障或过载支路潮流方向相同的支路,均为关键输电断面中的候选支路,以补充单纯由聚类方法确定的候选支路可能的漏选;候选支路再经简单的分布因子校核即可确定是否为关键输电断面中的支路。该方法实现了基于支路功率聚类关键输电断面选择方法和最短路径关键输电断面选择方法的有机融合和优势互补,提高了辨识精度。多个算例证实了文中方法的有效性。

分布式发电对可用输电能力的影响

可用输电能力(available transfer capability,ATC)的大小不仅能够衡量电力系统安全和可靠性,同时在一定程度上能够反映电力市场交易双方获得利润的多少。随着分布式发电(distributed generation,DG)的广泛开展,其对ATC的影响不容忽视。为此,首先基于ATC的定义,阐述了DG对ATC的影响机理;提出了考量DG对ATC影响的分析方法,利用交流潮流法建立了DG输出功率对线路潮流和节点电压影响的数学模型。采用MAT-LAB6.5编写相关的计算程序,通过6节点和30节点测试系统的算例分析,证明了分析方法和数学模型能够有效考量DG对ATC产生的影响。且方法可应用于含有DG设备的配电网规划及电力市场的交易决策中。

基于功率传输转移分布因子的简化电网潮流计算方法

为了减少大型电力系统的潮流计算时间,研究简化电网的潮流计算方法具有重要意义。现有方法将传统Ward等值技术用于电网简化后,简化电网却产生与原始电网不同的潮流结果。针对这种情况,提出了一种改进的简化电网的直流潮流计算方法。在已有研究的基础上,给出了基于功率转移分布因子的直流潮流算法以及使用Ward技术对电网的简化方法。结合上述两部分,给出了基于功率转移分布因子的简化电网潮流计算方法。通过仿真算例表明,所得的结果具有较高的精度,可用于简化大型电网的潮流计算、潮流预报等应用中。

潮流转移诱导线路触树故障的时间与概率预测

潮流转移诱导的线路触树故障是造成电网连锁性事故的重要原因之一,预测线路触树故障时间和概率是防止系统灾变的关键。在综合考虑树木生长、环境条件、潮流变化,在提出各影响因素定量刻画方法的基础上,提出一种预测线路触树故障时间和概率的方法。结合环境因素的随机性和线路潮流变化量,用近似线性化算法确定线路的热时间常数,通过触树故障时间概率密度函数,预测触树故障期望时间和初始故障后任意时段内线路触树概率。仿真证明,触树时间与概率主要取决于稳态电流和所处环境,当潮流剧烈变化时,本方法可及时获得各层故障路径中线路发生触树故障的时间和概率,为调度人员及时采取安全措施提供了决策依据。

基于倒序派生背离路径的输电断面快速搜索

针对因单一支路故障被保护切除引起相邻支路过载,后备保护相继动作引起大面积停电事故,分析潮流转移路径的特征,给出一种基于倒序派生背离路径的输电断面快速搜索算法。对第K条最短路径节点采用倒序派生背离路径,得到受潮流转移影响的路径集合。引入有功增加因子作为筛选指标,找出前K条最短路径中受潮流转移影响严重支路,并构成最终输电断面。当系统中某一支路故障被保护切除时,通过对输电断面的快速搜索,极大缩小了过载支路搜索范围,提高搜索速度。为闭锁后备保护防止误动及紧急减载控制策略实施提供了更充足的时间。对中国电力科学院(CEPRI)36节点系统进行仿真分析,验证算法的快速性和可行性。