基于特征选择的暂态安全评估方法及其可解释性研究

随着电网复杂程度的提高,反映电网安全稳定性质的特征量的数目也越来越大。按经验挑选出的关键潮流断面特征包含的运行规律信息具有一定的局限性,需要有更好的特征选择及安全评估方法,以增强电力系统暂态安全评估的可解释性和实用性。为此,提出一种基于加权条件互信息(weighted conditional mutual information,WCMI)的特征选择方法。基于评估标准筛选出预测准确率最高的特征集合,构成优化的特征集合。并提出一种基于SHAP(shapley additive explanations)值的模型解释方法,对机器学习模型进行了全局和局部的模型解释,最后经过IEEE-39节点系统算例验证,证明了所提方法的有效性。

考虑暂态安全性的低频低压减载量的全局优化

指出了低频和低压减载装置的整定不仅要满足静态和中长期动态对频率和电压的安全性要求 ,而且要满足暂态过程中的频率和电压安全约束。通过详细模型的时域仿真 ,在各种运行方式及故障集下寻找使系统暂态安全且总体控制代价最小的减载策略。给出了其减载量优化问题的数学描述 ,以减载代价最小为目标函数 ,把低频和低压减载控制作为多级控制序列。根据暂态频率和电压安全裕度指标计算减载的性价比 ,把性价比最大的决策作为下一级的初始条件 。

考虑暂态安全的预防–紧急协调控制问题研究

预防控制和紧急控制的协调可以降低总协调控制成本、降低失稳风险,但同时增加了问题求解的困难性。提出一种求解暂态稳定预防–紧急协调控制问题的新方法。首先通过引入系统暂态安全指标,整个协调控制问题转化为对一个二层优化模型的求解,其中上层通过调节协调参数最小化协调控制总成本,下层分别求解指定协调参数下的预防控制子问题和后续各故障下的紧急控制子问题。最后提出黄金分割法和逐次线性规划法相结合的混合方法求解该二层优化模型。新英格兰经典系统算例验证了所提方法的有效性。

大停电背景下考虑系统暂态安全的动态风电穿透功率极限计算

动态风电穿透功率极限(DWPPL)代表黑启动过程中系统在不同恢复时段对风电的接纳能力,其成功求解可以指导风电在系统恢复过程中的有序接入,进而使系统依靠风电启动功率小、启动速度快的优势,加快系统恢复进程。为了更加准确地求解DWPPL,建立计及系统暂态安全约束的DWPPL非线性整数规划模型,该模型采用二元表的方式统一描述了各暂态安全约束;提出基于纵横交叉优化算法和PSD-BPA仿真的DWPPL求解方法。针对含风电的IEEE 39节点系统中某具体黑启动方案,求解了各时段的DWPPL并验证了算法的优越性;在PSD-BPA上仿真验证了所求DWPPL的正确性和考虑系统暂态安全的必要性。

采用神经暂态元网络技术的电力系统暂态安全分析

提出了一种利用神经元网络技术的电力系统暂态安全分析的新方法。本方法基于多层感知器(perception)网络模型设计分类器,并用此分类器去直接判别电力系统暂态稳定性的类别。实际解算证明,神经元网络技术的应用对于提高模式识别的正确识别率起了较大的作用,并为电力系统实时暂态安全分析开辟了一条新的途径。

复杂电力系统实时暂态安全分析的动态矩阵等值方法

联合电力系统结构复杂，要进行全局的暂态安全分析比较困难，因此提出了采用分解和协调理论的局部暂态安全分析和监测方法。在可能出现暂态稳定问题的大容量发电厂分别进行暂态安全分析和监测，将系统分为内部系统和外部系统。内部系统为待监测的大容量发电厂和它所连接的输电线路，其余部分为外部系统。外部系统采用动态矩阵等值方法，推导出它的计算电势和矩阵等值导纳，化简后的系统计算简便，可提高管态安全分析和监测的实时性与实用性。

电力系统暂态安全的观测与控制

电力系统的暂态安全问题主要是由大扰动引起的。暂态安全防御需要对大扰动引起的功角失稳进行有效的观测和控制。本文分析了紧急状态下电力系统的运动特征,并为观测和控制的配置提出了秩判据。提出了基于主导不稳定平衡点和临界割集的能观性与能控性分析方法,用于定量分析不同的地点对于故障失稳的不同的观测和控制效果。最后以10机39节点新英格兰系统为例选择了观测和控制的地点。这为设计电力系统的暂态安全防御奠定了基础。

基于改进深度置信网络的智能电网暂态安全状态感知

深度学习是感知智能电网暂态安全状态的有效方法,针对多层重构学习过程低维特征及结构参数难以全局寻优的问题,提出了一种改进深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)方法。首先,该方法利用SMOTE过采样算法,增加样本多样性,促使DBN深层架构的挖掘。其次,直接面向噪声样本,DBN通过网络中各神经元吉布斯抽样的二值状态,增强重构特征的抗噪能力。最后,建立了基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的GA-DBN模型,有效解决DBN结构参数调试繁琐的问题,确保DBN高精度地从底层量测数据提取低维特征,提高安全分类精度。新英格兰10机39节点系统的仿真实验表明,在样本不平衡、含噪声情况下,所提算法比其他算法的失稳漏判率降低,辩识准确率和F;分数提升。

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.

暂态安全分析的局部能量函数法

电力系统发生扰动时系统能否保持稳定,决定于倾向从系统其余部分分离开的发电机群。从这一事实出发,本文采用率先失稳机群的局部能量函数法进行电力系统的暂态安全分析,用位能边界法确定率先失稳局部机群的稳定域,并提出将发电机的初始加速度与故障清除后的同步加速度作为识别率先失稳机的综合指标,31机167节点的实际网络计算证明了上述方法的有效性。

电力系统实时暂态安全分析的综合参数识别法

本文提出了一种应用综合参数识别进行电力系统实时暂态安全分析的新方法、用在电力系统实时暂态安全分析监测系统上，提高了暂态安全分析的实时性、通过对某一实际电力系统的仿真研究表明．这种方法具有好的实时性和实用性。

考虑暂态安全的电网线路电流过载均衡控制方法

微电网接入电网后,容易受到电网冲击,引发电力过载问题,不利于电网稳定运行。针对上述问题,研究一种考虑暂态安全的电网线路电流过载均衡控制方法。通过计算过载率,构建过载判断依据,确定存在电流过载问题的电网线路。考虑电流调整量、负荷损失量、过载成本等三个方面构建多目标函数控制模型,以线路最大传输功率、线路潮流稳定、暂态安全、切负荷量、节点电压偏移等作为约束条件,利用改进布谷鸟搜索算法求取满足多目标函数控制模型的最优解,得出电网线路电流过载均衡控制量。结果表明:电网线路电流过载均衡控制方案应用下,电流均衡指数达到1.5876,表明该控制方案的有效性。

基于EEAC的考虑暂态安全稳定约束的最优潮流计算

基于扩展等面积准则(EEAC)这一稳定性量化分析理论和算法,提出了求解含暂态安全稳定约束的最优潮流(OTS)计算方法。该方法将OTS分解为最优潮流(OPF)和暂态安全稳定预防控制2个子问题。基于安全稳定模式的预防控制在OPF运行点上求取满足暂态安全稳定约束的优化经济调整方案,据此将暂态安全稳定约束转化成相应控制变量的不等式约束,并以此作为OPF计算的附加约束条件,通过OPF和预防控制2个子问题的"相互解耦,交互迭代"得到OTS的解。以广东电网为仿真算例验证了算法的有效性。

直接法与时域法相结合用于电力系统暂态安全分析

本文将ＥＥＡＣ法与时域法相结合用于电力系统的暂态安全分析．用基于简单模型的极快的ＥＥＡＣ法扫描预先指定的事故集，求出各种情况下的稳定裕度，把明显稳定的情况过滤掉，剩下的情况再用时域法详细仿真．这两种方法的结合。

东北电网在线暂态安全分析──EEAC在东北电网中的应用

本文介绍了在东北电网ＥＭＳ系统中利用ＥＥＡＣ算法实现在线暂态安全分析功能。简述了算法原理、系统环境、软件结构、功能设计和在线运行情况。一年多的实际运行结果表明，ＥＥＡＣ法在线暂态安全分析已达到实用化水平。它具有速度快、精度高、操作方便、输出直观等特点，是调度运行人员保证电网安全稳定运行的得力工具。

在线暂态安全稳定评估的分类滚动故障筛选方法

为满足在线暂态安全稳定评估对计算时间的要求,提出了基于模式和裕度估算的在线暂态安全稳定故障筛选方法。分别基于上一轮在线暂态安全稳定评估结果中各个预想故障的暂态功角稳定、暂态电压跌落安全、暂态电压稳定和暂态频率偏移安全的裕度及模式信息,并结合各个故障安全稳定模式中相关元件的潮流变化和投/退等信息,估算出新一轮在线暂态安全稳定评估所对应的运行状态下各个故障的暂态安全稳定裕度,并确定其相应的安全稳定模式,从而筛选出本轮在线暂态安全稳定评估需详细计算的预想故障子集。通过对实际电网在线数据的仿真分析,验证了所述方法的有效性和实用性。

基于人工神经网络的电力系统暂态安全域估计

本文提出了一种利用人工神经网络来描述和拟合电力系统暂态安全性能的方法,介绍了一种将集总学习规则和最小二乘法结合起来的快速学习算法。利用某一简化的电力系统,对本方法进行了验证,并将所提出的快速学习方法和传统的B—P学习法进行了比较。

一个用于电力系统暂态安全分析的混合系统的初步设计

本文提出了一个用于电力系统暂态安全分析的混合系统结构。该系统将相互协调的算法,即:基于简单模型的快速扩展等面积准则算法和基于复杂模型的数值积分法,与基于知识的推理有机地结合起来,建立了分层知识库及其相应的推理机。低层次的子系统用于解决不同的领域任务,而包含元知识的高层次系统则起着协调作用;同时利用误差域和可信度来反映描述性知识和过程性知识的不精确性和不确定性。该混合系统为我们提供了一个较实际的规划决策支持系统,类似于人类专家求解问题的模式,可用于在线和离线暂态安全分析。

计及关键场景的电力系统暂态安全风险评估

在极端天气和新旧能源交替过程中,各类电力故障频发,为此研究一种计及关键场景的电力系统暂态安全风险评估方法,设置计及关键场景安全评估指标,建立暂态稳定组合模型,连续比较双层指标风险等级,最大系数预测电力系统风险概率。实验结果表明,相对于传统轨迹分析与相位校正评估方法完成评估需要120 s以上,新的暂态安全风险评估方法可将评估时间控制在11 s以内,可以较好地维护计及关键场景的电力系统稳定运行。

交直流混联电网暂态安全域构建方法研究

为了研究交直流混联系统暂态稳定性评估方法,基于新英格兰10机39节点交流系统改造后的交直流混联系统,利用PSD-BPA软件,对纯交流系统和交直流混联系统的交流母线三相短路故障进行暂态稳定性数值仿真分析,并运用MATLAB程序求解其有功功率注入空间上的暂态安全域。最后可知直流传输容量在一定范围内增加时,二维暂态安全域边界曲线向上移动,拟合直线倾斜角随直流传输功率增加而增大,其变化关系近似线性,暂态安全域扩大。