地区电网外网等值自动生成系统的开发与应用

外网等值模型必须跟踪外网运行方式的变化以确保地调EMS应用软件的计算精度。为提高地区电网EMS应用软件的实用性,作者开发了自适应的外网等值自动生成系统。该系统利用IEC61970CIM(CommonInformationModel)标准从省调EMS系统读取电网模型和实时数据,然后自动为地区电网生成外网等值模型,并按IEC61970CIS/CORBA(Component Interface Specification/Common Object Request Broker Architecture)规范通过广域网将外网等值模型发送至各地区电网,供地区电网EMS/DTS应用软件使用。该系统的外网模型可灵活定制,可在外网中自动生成或人工指定缓冲网,以满足等值精度和计算速度的要求。该系统实时自动运行,可随时为地区电网提供外网等值模型和相应的实时数据,大大提高了地区电网EMS/DTS应用软件计算结果的正确性。

基于模型拼接与外网等值的南方电网在线模型协调方法

根据南方电网的调度生产实践,给出了基于模型拼接与外网等值的网省在线模型协调方法。通过模型拼接方法,在南网总调侧形成了500 kV/220 kV南方电网全网模型、图形和数据,供能量管理系统(EMS)进行在线计算使用。通过外网等值,由南网总调为五省区中调在线生成外网等值信息。各中调将外网等值数据应用到各自的EMS在线网络分析软件,从而提高中调的在线分析精度。在南网总调和贵州中调的应用经验表明,该在线模型协调方法是实用且有效的。该方法已经在南方电网稳定有效运行了2年以上。

不同外网等值模型对EMS应用效果影响的试验研究

利用广东省调实时外网等值自动生成系统为深圳地调生成了几种外网等值模型：外网简单挂等值机模型、外网直接等值模型、缓冲网等值模型和详细外网模型。通过远程网将等值模型送到深圳地调,在深圳地调现有能量管理系统上进行了几种主要开合环操作的仿真计算,并和现场实际操作的测试结果进行了比较,评估了应用不同外网等值模型时开断潮流的计算精度。结果表明,缓冲网等值模型具有与详细外网模型一致的精度,是最佳的外网等值建模方式。

交直流混合系统外网等值研究

随着直流输电技术的发展,交直流混合系统的相关算法也日益完善。提出了在外网包含直流线路的情况下进行外网等值的方法。将外网中的直流线路用交流线路代替,应用扩展Ward等值法进行外网等值计算。建立交直流混合系统的缓冲网等值模型,用36节点交直流混合系统检验直流输电线用交流输电线代替后外网等值模型的合理性,通过开断实验检验模型的计算误差和精度。实验表明,用交流线路代替直流线路方法可行,所建的外网等值模型能够保证实时网络分析的正确性。

电网短路电流计算外网等值模型的构造

为满足电力应用软件短路电流计算模块的实用化要求,构造短路电流计算外网等值模型,实现统一进行全网短路电流计算成为了关键。以昆明电网为例,介绍了构造其外网等值模型的方法。

OS2体系下外网等值模型在线生成方法研究与实践

外网等值是现代互联电网调度运行支撑系统的基础模块。一体化智能调度系统平台(OS2体系)解决了底层数据、模型一致性和规范性的问题,为提升外网等值准确性提供了有利条件。本文首先介绍了OS2体系的基本框架,在此基础上重点介绍了该体系下区域电网外网等值模型在线生成技术的创新发展,阐明了OS2体系对外网等值的提升作用。该方法在南方电网某地区电网得到实际应用,提升模型准确率58%以上。

一种用于次同步谐振研究的电力系统外网等值方法

针对结构复杂的串补输电系统的外网采用何种方法等值及等值后系统保留多大规模这一问题,基于现有的对次同步谐振模式在电网中的传递特性的认识,提出了一种适用于次同步谐振研究的电力系统外网等值方法。根据短路等效阻抗及等值前系统平衡运行状态,确定外网等值参数,并结合次同步谐振研究结果的参数敏感性对等值参数进行适当处理。以系统频率阻抗作为评价指标确定外网合适的等值规模。该方法简单方便,易于实现,适用于结构复杂的串补输电系统的次同步谐振评估分析。通过南方电网的应用算例验证得出,采用该方法进行外网多点等值时等值参数的简化处理及等值规模的判定方法对次同步谐振研究结果的影响很小,从而说明了该方法的有效性。

长春地区电网外网等值在线自动生成系统的应用

为了提高地调EMS应用软件的计算精度和实用化程度,以长春地调为示范开发了地区电网外网等值在线自动生成系统。系统按照IEC61970国际标准导出吉林省调EMS中的实时电网模型,根据预先设定好的地调电网缓冲网边界自动为地调生成外网等值模型,再通过电力调度数据网将外网等值模型下发至长春地调,长春地调EMS系统利用模型合并等技术,将外网等值模型应用于地调EMS应用软件。现场运行表明,该系统能够大大提高长春地区调度员潮流计算的精度,有效降低地调EMS运行维护人员的工作量。

青海电网外网等值模型对潮流计算影响研究

外网等值是电力系统研究的重要分支之一,通过静态等值和动态等值等手段,描述外部电网特性,以便能够完整的描述所研究的电网特性。潮流计算是研究电力系统的重要手段之一,利用电网模型和参数、拓扑连接关系和电网运行方式数据,求解母线电压幅值和相角,并计算电网各支路的功率,获取电网信息。文章对青海电网D5000系统现有的外网等值模型通过典型案例验证了等值模型的合理性,并分析了对潮流计算的影响。

基于外网等值模型的输电线路不平衡度计算方法

同塔双回、多回及未换位线路不断的增加,使得输电线路不平衡度越来越受到重视,为此从系统外网等值模型等方面就输电线路不平衡度计算的关键问题进行了研究。基于国内广泛使用的电力系统短路电流程序(power system department-short circuit current program,PSD-SCCP)提供的外网等值阻抗参数,建立了外网等值模型并给出求取等值参数的方法,由此得出更易理解且物理含义清晰的外网等值参数;根据以上等值模型,且输电线路采用精确的π型等值电路,计算输电线路不平衡度。通过与仿真结果的对比表明,所提出的不平衡度计算方法具有极高的准确性,且相关结论已在实际工程中应用。

公共信息模型在佛山地区电网外网等值的应用

广东省电力调度中心的地区电网外网等值自动生成系统为各地区电网进行了实时外网等值,各地区电网调度只要建立组件接口规范(CIS)服务器,采用CIS数据接口与广东省电力调度中心进行数据通信,就可以实时获取符合公共信息模型(CIM)标准的本地区电网的外网等值模型和参数。佛山地区电网能量管理系统(EMS)通过这种方法获得了本地区电网的外网模型数据和实时数据,并通过把此模型与地区电网模型合并,生成了完整的佛山地区电网计算模型。

基于外网静态等值与无迹变换法的互联电网概率潮流计算

随着电力系统的发展,为计及新能源发电和负荷波动等不确定性因素的影响,须对互联电网进行概率潮流分析,而电网规模的不断扩大会显著增加相应的计算负担。因此,为提高互联电网概率潮流的计算效率,提出了一种基于外网静态等值方法与无迹变换法相结合的互联电网概率潮流计算方法。首先,采用无迹变换法生成用于边界处等值参数概率建模的样本点集,提出基于多运行点的外网静态等值方法,即每个样本点基于其改进直流潮流计算得到的结果获得等值参数,以建立等值后内网输入随机变量的概率模型。然后,通过该概率模型再次采用无迹变换法生成新的样本点集,从而进行等值后内网的概率潮流计算。最后,在多个测试系统证明了所提方法的准确性与速度优势。该方法借助概率等值技术同时降低了概率潮流计算中输入随机变量的维数与系统规模,从而减少了其分析所需的确定性潮流计算次数及其单次计算时间,实现了该应用在计算方面的双重降维。

基于分解协调及外网浓缩等值的多代理状态估计

传统分布式状态估计中,各分区子网独立估计时未考虑相邻子网的网络模型及运行状态,而只在协调时才弥补之前忽略的信息。针对此问题,文中结合多代理理论,提出一种基于分解协调及外网浓缩等值的状态估计方法。采用搭接式分区方法实现系统分解,构建了适用于分布式状态估计的二维联盟多智能体架构;通过建立外网浓缩等值模型,各子系统能够计及相邻系统影响,即使未经外层协调,独立估计结果也能满足一定的精度要求;构建了基于黑板模型的启发式协调修正机制,加快了信息融合速度,且使得相邻系统受到来自非边界节点的影响;并根据节点状态量对注入功率的灵敏度分析实现外层迭代,避免了重复估计。IEEE 14节点、30节点及118节点系统的仿真结果验证了所述算法的正确性及有效性。

电力系统外网在线动态等值方案

为提高在线暂态稳定仿真的精度,需要提高外网动态等值精度。首先需要引入缓冲网,将靠近内网的少量外网厂站详细建模,以保留外网重要的动态响应细节;其次应保留外网中对内网动态过程影响较大的发电机的详细模型。为此,文章提出了外网动态等值中缓冲网设定策略和保留发电机策略,并给出了判定标准和公式。算例表明,采用上述策略后,内网的仿真精度可大大提高,与标准曲线十分接近;在外网非常庞大的情况下,虽然判定标准和公式所确定的保留发电机和缓冲网规模相对很小,但基本上提供了外网动态模型的重要细节,适于在线应用。

福建风电仿真的外网等值

近年来,风电发展迅速。单一风电机组对电网的影响有限,然而大规模风电接入地区电网对电网电压的影响就不可忽略。风电机组内部动态特性较为复杂,用电网分析常用的机电暂态仿真程序(BPA)不能仿真其内部的详细动态,而电磁暂态仿真程序(PSCAD)则可以详细描述风电机组的特性,但由于我国缺少电磁暂态仿真数据,对于外部电网需进行BPA到PSCAD模型转换,这部分建模工作量巨大,且意义不大。本文提出一种基于实际电网BPA数据的外网等值结合PSCAD进行地区电网详细建模仿真风电接入影响的方法,可简单有效地仿真外部电网对地区电网的影响,解决了仿真准确度和工作量的矛盾。该方法应用于福建电网风电接入项目分析,取得了很好的效果。

考虑灵敏度一致性的外网静态等值新理论研究

提出一种新的外网静态等值理论,该理论不仅可以保证等值前后系统潮流状态的一致性,还能保证如下两类灵敏度关系在等值前后的一致性:非发电机节点电压与发电机节点电压之间的灵敏度关系、非发电机节点电压与非发电机节点注入电流之间的灵敏度关系。已有的外网静态等值方法往往只能保证潮流状态的一致性,所以文中所提等值理论更为严格,从而能获得更高的外网等值精度。基于节点电压方程,以潮流状态和两类灵敏度关系在等值前后应保持一致为前提条件,结合Ward等值理论推导所提外网静态等值网络及其参数。IEEE39节点系统和广东电网的仿真结果表明所提理论的准确性和有效性。

基于内网实测信息的两端口外网静态等值参数估计方法

为求解外网信息未知的外网静态等值参数,提出了外网扩展电压源支路Ward等值电路模型(extended voltage-source branch Ward-equivalence model,EWM)及其等值参数的2阶段估计方法。第1阶段,以边界点的等值注入功率和边界点间的等值导纳为等值参数,形成外网的简化Ward等值电路,建立其等值参数的多时段最小二乘估计模型。第2阶段,以电压源串联阻抗的等值支路代替边界点的等值注入功率,形成扩展电压源支路Ward等值电路模型,然后考虑2个电路模型等值参数间的约束关系,建立第2阶段等值参数的最小二乘估计模型。最后,采用高斯牛顿法,依次求解2阶段的等值参数,并以后者作为外网的等值参数。由于第1阶段等值参数的约束作用,降低了第2阶段等值参数间的耦合作用,从而保证了其等值参数的准确性。IEEE 39节点系统计算验证了论文方法的有效性。

基于支路开断模拟的双端口黑箱外网静态等值方法

在电力市场坏境下,黑箱外网静态等值是有效解决互联子网独立潮流安全分析结果准确性的关键技术,现有研究存在参数估计值不稳定的严重问题。为此,提出一种基于支路开断潮流灵敏度的双端口黑箱外网静态等值方法。首先,针对常规的双端口互联电网,将外网等值为简化Ward模型。然后,利用支路开断潮流的灵敏度构造等值转移导纳与边界关联节点电压增量之间的线性关系。最后,在上述线性关系基础上采用最小二乘估计方法实现转移导纳的高效求解。一方面,利用上述线性关系,参数的估计只需要边界关联节点及其支路的几个电压量测和导纳参数,所需数据量和计算量较少,且不存在非线性方程迭代求解的初值设置问题和计算收敛问题。另一方面,除线性化误差外,上述线性关系严格成立,因而在估计精度方面也具有明显的优势。最后利用IEEE39节点系统和广东电网的仿真结果验证该论文所提方法的有效性。

考虑线损灵敏度一致性的外网静态等值模型

目前的网络等值模型均不能保证等值前后线损灵敏度的一致性,不适用于线损分析,针对该问题,提出考虑线损灵敏度一致性的外网静态等值模型。首先,分析传统WARD等值应用于线损分析的弊端,提出适应于线损分析的等值模型新理论,该新模型通过在边界节点外接虚拟等值发电机节点,平衡等值前后线损灵敏度的误差,可保证等值前后线损对内部节点注入有功功率、注入无功功率、节点电压幅值和电压相角4个灵敏度的一致性;然后基于改进的雅克比矩阵计算线损灵敏度的表达形式,并基于等值前后潮流一致性原则、线损灵敏度一致性原则,求取等值模型参数。采用IEEE 39节点系统及甘肃实际电力系统进行仿真计算,验证文中等值模型的正确性和实用性。

基于递推最小二乘法的多端口外网静态等值参数辨识方法

为了能够在外部网络信息不足的情况下在线等值系统网络,提出了利用递推最小二乘法实时辨识多端口外网静态等值参数的方法。该方法利用阻断外网后内网的一步式状态估计,在不要求内网支路开断情况下获取优化后的实测边界信息。基于该边界信息,选取多端口扩展电压源网络模型和?型等值支路分别对外部网络建模,并采用含有数据纠错功能的两步式递推最小二乘法辨识外网等值参数。IEEE30节点系统和湖南528节点系统的仿真结果验证了该方法的准确性,以及该方法可应用于在线外部网络的静态等值。