含具有风速相关性风电场的发输电系统可靠性评估

提出了一种改进相关矩阵蒙特卡罗模拟法与拉丁超立方采样法相结合的多维相关风速抽样方法,并把该方法应用于含多个风电场的发输电系统可靠性评估。通过实际风速数据对模型的验证表明:提出的风速相关模型能够充分保持实际风速数据的概率分布,基本统计量和相关特性。将该模型和方法应用到MRTS可靠性测试系统中,证明了该方法适用于含具有风速相关性的风电场的发输电系统可靠性评估。并通过算例,对风速相关性程度、风电场接入位置和风能渗透水平三个因素对含风电场的发输电系统可靠性的影响进行了分析。

发输电系统可靠性评估的启发式就近负荷削减模型

为提高发输电系统可靠性评估的计算效率,提出了一种启发式就近负荷削减模型,其基本思想是:按照就近原则在故障元件附近的一定区域内通过潮流追踪搜寻能有效缓解系统故障情况的负荷削减节点集。该模型避免了在整个系统范围内进行全局优化以求取最优负荷削减量,因此具有较高的计算效率。通过对RBTS和IEEE-RTS79可靠性测试系统的计算分析表明,该模型能在保持较高精度的前提下大幅度提高计算速度,为缓解发输电系统可靠性评估的计算瓶颈提供了良好的解决方案。

自适应重要抽样技术在发输电系统可靠性评估中的应用

将自适应重要抽样技术应用在发输电系统可靠性评估中,并提出根据系统的概率特点构造抽样密度初值的方法,从而改善最优抽样技术在元件故障概率减小时出现的退化现象。应用该方法对IEEE-RTS系统及修改后的测试系统进行发输电系统可靠性评估,结果表明该方法在保持计算精度的情况下能加快可靠性评估的速度,特别是在元件故障概率较小时,能显著提高可靠性评估的计算效率。

含VSC-HVDC的交直流混合发输电系统可靠性评估

建立了含柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)的交直流混合发输电系统的可靠性分析模型,该模型既考虑了VSC-HVDC的稳态功率特性,还计及了发输电网络的故障率和输电线路的有功限制,采用非序惯蒙特卡罗仿真实现;在满足系统安全约束的前提条件下,对系统进行模拟调度,重点评价了与发输电网络连接的VSC-HVDC对电网可靠性的影响,给出系统和节点的风险指标,为VSC-HVDC规划和运行提供参考依据,最后算例分析证明了该算法的可行性和合理性。

发输电组合系统可靠性评估中的最优负荷削减模型分析

介绍了基于直流潮流的负荷削减线性规划模型和基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型的基本原理,对它们各自的优缺点进行了分析,并使用它们对RBTS(RoyBillinton Test system)可靠性测试系统进行了评估。计算结果表明,直流潮流的负荷削减线性规划模型由于忽略了节点电压约束的影响,存在较大的模型误差,要得到精确的可靠性指标,应该使用基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型。

超大规模发输电系统可靠性充裕度评估及其应用

超大规模发输电系统充裕度评估的2个主要困难是潮流计算和切负荷计算。论文基于元件状态持续时间抽样的蒙特卡罗模拟法,采用嵌入BPA潮流软件进行交流潮流计算,解决了充裕度评估中潮流计算受系统规模限制和潮流计算模型适应能力较差的问题。提出了基于区域深度搜索的潮流灵敏度方法计算系统切负荷,解决了超大规模发输电系统充裕度评估中计算速度与计算规模的矛盾。南方电网2005年系统元件数达到1 437个,充裕度评估结果表明文中提出的算法和软件在超大规模系统中的应用是可行的和有效的。

发输电系统扩展中可靠性的经济价值评估与决策

电力市场环境下发输电系统的规划评估决策在某种程度上是可靠性和经济性的博弈,其关键是可靠性的经济度量,由此决策发输电系统应该预留多少安全裕度。目前发输电系统扩展规划中的可靠性决策,往往利用单一用户停电损失值将发输电系统可靠性指标化为经济性指标,作为发输电系统规划的优化目标。针对这一不足,该文应用经济学中无差异曲线的分析方法,建立了发输电系统扩展中可靠性的经济价值评估与决策模型,解决了从经济性角度对可靠性进行度量的关键问题。据此对发输电系统规划方法进行改进,并用实例验证了该经济价值评估方法的有效性和实用性。

基于网流规划的发输电组合系统可靠性评估模型研究

发输电组合系统的可靠性评估主要采用解析法和蒙特卡洛模拟法。这两个方法各有优点,但在可靠性评估过程中都要反复进行潮流计算,以判断是否违反运行约束,从而确定系统是否处于故障状态,并计算恢复策略实施过程中的负荷削减量,这将花费大量的计算时间。为改善发输电组合系统可靠性评估的计算效率,缩短评估时间,适应实时在线评估的需要,该文提出基于网流规划(NFP)的评估算法。计算结果表明,此算法是高效和合理的。

发输电组合系统可靠性评估的蒙特卡罗模拟

发输电组合系统是指包含发电机、变压器、母线段、断路器、继电保护装置、自动重合闸和输电线路构成的电力系统。文中讨论了系统故障模式判断、各子系统数学模型及算法的实现问题 ,用算例进行了计算 ,验证了该方法的可行性及正确性。相应的应用软件已用于实际系统的可靠性评估。

考虑负荷重分配攻击和脆弱线路防御的发输电系统可靠性评估

负荷重分配(LR)攻击是一种特殊的网络攻击形式,对LR攻击进行建模并研究其对电力系统运行的影响具有重要的现实意义。首先,对LR攻击过程进行了分析,并基于半马尔可夫链建立了LR攻击的随机过程模型;其次,对LR攻击作用下攻击者与调度员之间的交互作用过程进行分析,建立了考虑LR攻击的发输电系统负荷削减模型;然后,从保护关键量测数据的角度出发,提出了一种基于输电线路利用率的脆弱线路防御策略,并进一步提出了考虑LR攻击和脆弱线路防御的发输电系统可靠性评估算法;最后,以IEEE 14节点修改系统为例进行算例分析,验证了所提出的考虑LR攻击的发输电系统可靠性评估算法的正确性以及脆弱线路防御策略的有效性。

计及FACTS元件的发输电系统可靠性评估模型

灵活交流输电(FACTS)技术的利用能够对电力系统可靠性产生重要影响.晶闸管控制的移相器(TCPST)和串联补偿器(TCSC)作为串联FACTS设备能够改变电力潮流的自然分布和有效缓解输电阻塞,静止无功补偿器(SVC)作为并联FACTS设备能提供无功支持和维持系统电压稳定,将它们对电力系统可靠性的影响进行了定量评估.研究了TCPST、TCSC的潮流计算模型以及计及TCPST、TC-SC和SVC的最优负荷削减模型,从而将FACTS设备有效纳入可靠性评估模型中.提出的方法在RBTS可靠性测试系统上进行了验证,计算结果表明FACTS设备能对系统可靠性产生重大改善作用.

基于PC机群的发输电系统可靠性评估

为提高发输电系统可靠性评估的计算速度,提出了一种可靠性评估并行交流潮流法。该方法的核心是基于大规模电网分解协调原理的粗粒度空间并行快速解耦潮流模型和算法。其特点是:把系统划分为几个子网络;用LU分解法计算子网络和边界节点的交流潮流;根据进程间交换的潮流违限消息进行校正控制;最后计算可靠性指标。提出的方法在用个人计算机和1000M以太网构建的计算平台上实现了大电力系统充裕度评估交流潮流法的并行计算。通过对IEEE-118、IEEE-RTS96系统和一个实际电力系统进行的计算分析,验证了方法的正确性、可行性和有效性。

考虑网损及电压约束的发输电系统可靠性评估

基于直流潮流的有功调整模型广泛应用在发输电系统可靠性评估中,但其忽略了系统网损,当系统出现发电容量不足时,网损的存在会使系统切除更多的负荷,从而影响系统的可靠性;同时,该模型没有考虑系统电压/无功因素的影响,无法发现系统存在的电压问题。因此,将网损引入到可靠性评估的有功调整模型中,使系统状态调整后的交流潮流计算结果变得合理,避免出现平衡机出力越限问题;然后在潮流PQ分解法的基础上提出了电压/无功调整的线性化模型,以研究电压因素对系统可靠性指标的影响。最后,对IEEE-RTS系统进行了发输电系统可靠性评估,研究了网损及不同调压手段对系统可靠性指标的影响。

基于Johnson分布体系的发输电系统可靠性评估

提出了基于Johnson分布体系的非序贯蒙特卡罗模拟法用于评估含可再生能源发输电年度系统可靠性,该方法利用可再生能源历史数据和年度负荷数据模拟可再生能源和负荷的概率分布特征,进而通过模拟相关多维标准正态变量来实现对多维可再生能源相关性的模拟.通过算例分析,验证了算法在模拟负荷和可再生能源分布时的精度以及应用于含可再生能源发输电组合系统年度可靠性评估的适用性.

基于函数型连接神经网络的发输电系统可靠性评估研究

发输电系统可靠性评估的枚举法需要大量的计算时间。为减少可靠性评估的计算量,特提出一种用于识别偶发事件的函数型连接神经刚络(FLNN)分类模型。根据潮流计算特点,构造了一种能够计及有功且能够计及电压和无 功影响的简化潮流模型来快速计算行为指标(PI),形成FLNN分类器输入模式集。将FLNN分类模型和简化潮流模型相结合,提出了一种基于偶发事件筛选的函数型连接神经例络(FLNN)可靠性评估方法。用该方法对IEEE-RTS79测试系统进行计算,结果验证了该方法的正确性和有效性,同时表明了该方法在保证精度的前提下减少了计算时间,在目前情况下改进计算方法来提高计算精度比计及高阶事件的影响来提高计算精度更为有效。

考虑风电场影响的发输电系统可靠性评估

风能具有随机波动性,相应的风力发电机出力具有不确定性。对含有风电场的发输电系统可靠性展开研究,在考虑风速的时序性和自相关性、风力发电机输出功率特性以及强迫停运影响的基础上,把风力发电机可靠性模型与输电网可靠性模型相结合,在满足电力系统安全性约束条件下,建立以电网最大负荷供应能力为目标的发输电系统可靠性评估模型,用于评估风电场并网后对输电网可靠性的影响。以IEEE-RTS79测试系统为算例,对反映风电场影响的相关可靠性指标进行分析计算,研究结果可为风电场接入电网方案的合理制定提供科学决策依据。

含多状态机组风电场的发输电系统可靠性评估加速方法

随着现代电力系统的发展,其失负荷概率逐渐降低。而风电大规模接入系统后,发输电系统中的不确定因素进一步增多。基于上述原因,现代电力系统可靠性评估的难度也相应地加大。该文以此为研究目标,依据交叉熵思想,提出一种能够计及风速波动性和风电机组降额状态的加速采样的改进交叉熵重要性采样法,称为IKL-IS法。该方法通过求取和利用发输电系统内各随机性元件的最优概率分布,降低了待评估的系统状态示性函数的方差,从而减小了评估指标的数值波动,加快了其收敛速度。最后根据调整后的IEEE-RTS 79发输电系统设计了算例,算例内部同时考虑了风速、负荷的波动性以及风电机组的多状态特性。同时将所提IKL-IS算法和传统蒙特卡洛采样法(MCS)、分散蒙特卡洛抽样法以及既有重要性采样法(KL-IS)应用于该算例,并比较4种方法评估得到的测试系统可靠性指标,验证了该算法的正确性和有效性。

基于ANN削减负荷的发输电组合系统可靠性评估

为提高计算效率 ,提出了基于人工神经网络 ( ANN)的发输电组合系统可靠性评估模型。该模型为一个 3层前向神经网络 ,其中输入层为参与可靠性计算的元件的信息 ,输出层为系统中节点负荷的信息。用改进的 BP算法训练该网络 ,经训练后的网络具有负荷削减计算功能。由于该模型不需进行在线的故障状态潮流计算以及负荷削减计算 ,大大提高了计算效率 ,在缓解“计算灾”方面取得了较大进展。该 ANN模型考虑了发电机出力、变压器和线路容量以及负荷等的变化 ,比通常的可靠性计算模型具有更强的实用性。用实例验证了方法的正确性和有效性。

插电式混合动力汽车大规模接入环境下的发输电系统可靠性评估

电动汽车的充电行为具有随机性,未来插电式混合电动汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)的大规模接入将对发输电系统的可靠运行造成重要影响。文章系统地研究了PHEV大规模接入环境下发输电系统可靠性评估的模型、指标和算法。首先,建立了PHEV充电需求仿真模型,包括PHEV的动力电池特性模型、用户随机出行特性模型以及PHEV充电功率需求仿真方法;其次,提出了PHEV对电网的穿透水平指标和PHEV接入规模对系统可靠性的灵敏度指标,能够表征PHEV接入对电网的影响;最后,提出了PHEV大规模接入环境下的发输电系统可靠性评估算法,采用扩展的状态空间分割算法可快速有效地评估PHEV接入后的系统可靠性水平。通过IEEE RTS算例分析了PHEV接入规模及充电策略等因素对系统负荷曲线和可靠性水平的影响,验证了所提指标和算法的有效性。

大型发输电组合系统可靠性评估方法

为解决大型发输电组合系统可靠性评估中计算费用过高的问题,提出了利用改进的重要抽样法模拟系统运行状态以减小抽样方差,结合线性规划松弛技术和两阶段修正单纯形法进行系统分析计算以降低线性规划的阶数的算法,并实现了相应的的评估软件。用该软件依据计算指标可评估IEEE-RTS系统与节点的可靠性水平,并为寻找制约系统可靠性水平的主要因素提供理论依据,且在相同精度要求下,计算时间与传统算法机相比明显下降。对大型发输电组合系统可靠性水平的仿真分析表明,该算法可做出准确、快速地评估。