拓扑参数多变场景下的暂态电压安全域快速计算

作为安全域体系中的重要组成部分,电力系统暂态电压安全域的边界会随系统运行方式和拓扑参数的变化而改变。为实现更加准确的安全域边界表征,本文充分考虑负荷的动态变化,提出一种安全域边界快速计算方法。首先,给出保证电力系统暂态电压不失稳的安全运行区域描述及其边界表征形式,构建仿真训练集并研究暂态电压安全域的边界变化特性;然后,基于安全域边界的二次拟合表征形式,采用轻梯度决策树机器学习框架实现电力系统暂态电压安全域的快速修正;最后,在IEEE标准算例系统中验证了本文方法的有效性和适用性。

基于区间估计的风电出力多场景下静态电压安全域研究

提出一种建立风电多场景的新方法,用于计算发生概率较大的风电出力场景及该场景下的系统静态电压安全域边界。该方法依据风速的威布尔分布特性,能够在参数未知的情况下,利用实测风速的极大似然估计和Fisher信息矩阵,对风速的形状参数、尺度参数进行满足置信度?的区间估计,再根据Gamma函数与威布尔分布n阶矩阵的关系,来计算实际风速期望的近似区间,继而计算风电的出力水平;再依据该出力水平区间的上、下限求得能适应大部分风电扰动的基于割集功率空间的静态电压稳定域实用边界。最后通过实例验证该方法的实用性和有效性。

注入空间中电压安全域最短半径的估计

基于电压稳定量化指标对节点注入的灵敏度提出了一种估计注入空间中电压安全域最短半径的启发式方法,该方法以一定的步长逐步逼近注入空间中电压安全域的最近边界,可以考虑各种系统运行参数的约束,不存在数值收敛性问题。原理上,这种方法的基本思想也可用于估计注入空间中暂态安全域的最近边界及小干扰安全域的最近边界,提供了一种可以估计各种安全域最近边界的统一数值途径。数值仿真表明,该方法是正确、有效的。

同步发电机进相机端电压安全域的解析计算方法

为准确计算发电机进相机端电压安全域,本文建立了发电机进相的保留完整阻抗的单机无穷大系统模型,以该模型为基础给出了电压和发电机功率约束方程,得到了进相边界的解析表达式。针对等值系统阻抗和系统电压难以获得的问题,给出了一种精确计算方法。仿真结果表明:用本文计算方法所得到的功率极限具有很好的精确度,可以满足发电机进相计算的需要。

基于电压灵敏度的交直流电力系统静态电压安全域评估方法

特高压直流可能导致近区电网潮流分布不合理,造成电压越限。针对这一问题,提出了一种基于灵敏度分析的交直流混联系统静态电压安全域的快速评估方法。首先结合直流系统准稳态模型得到交直流系统潮流方程,通过对系统功率方程求偏导数得到节点注入功率和支路导纳对电压的灵敏度,进一步给出基于灵敏度的节点电压变化量计算方法。然后设置预想故障集,并将其中的事故等值为节点功率扰动与支路导纳的变化,计算出各种事故后节点电压的变化量。最后基于电压变化量最大值和最小值评估静态电压安全域,给出具体的节点电压安全运行范围。通过对四机两区域的交直流系统及江西500 kV电网的仿真,验证了所提出的评估方法的可行性。

电力市场环境下基于电压安全的最优预测控制

提出了电力市场环境下基于电压安全的最优预测控制的模型及算法。在市场环境下,以系统预测控制付费最小为目标函数,求解为保证系统电压在一定安全区域内,系统需进行的最优预测控制。引入基于电压稳定指数L值的电压安全灵敏度和等效发电机无功补偿的概念,根据各补偿设备对系统电压安全贡献的大小及所需购买发电机无功出力的减少,对各节点的无功补偿给出了明确的价格信号。最后以WSCC9节点系统为算例,对各种无功补偿方式进行了比较,并对电力系统安全性和经济性之间的协调关系进行了分析。

风电并网系统的无功补偿决策方法

针对具有强不确定性大规模风电并网系统的电压安全问题,提出了一种基于电力系统安全域的无功补偿选点及定容方法。首先,结合静态电压安全域模型与空间几何学方法,设计了基于安全域的电压安全裕度计算方法,并将其作为节点电压稳定性评估指标,用以识别电压薄弱节点和无功补偿点;然后,基于静态电压安全域模型获得表征电压安全运行的线性约束条件,建立了计及电压稳定性的无功优化模型并加以求解。最后的算例分析表明所提无功补偿决策方法的可行性及有效性,对系统电压安全运行具有一定指导意义。

面向扰动的多尺度交直流混联电压校正策略

目前,中国电网已建成多个交直流混联系统,运行中遇到的扰动带来的电压安全问题备受关注。传统电压校正控制受限于调控能力及响应速度,无法应对所有扰动。因此,文中提出运用直流系统的调控能力对越限电压进行校正。首先,基于不同动作方式及扰动的特性,分多尺度建立交直流系统电压域优化模型,作为电压校正控制的基础。其次,针对不同尺度的电压安全域建立了电压校正控制模型,以最小动作代价为目标,保证系统电压在正常情况下和N-1故障后均能满足安全性要求。最后,以某实际系统为模型进行仿真验证,证明了该方法的可行性与有效性。

风电接入系统的电压越限薄弱节点综合识别

针对风电接入系统的电压安全问题,提出了一种电压越限薄弱节点综合识别方法。首先,引入拉格朗日乘数法快速计算节点电压越限临界点、静态电压安全域边界,提出了判别节点电压安全状态、强弱的有向电压安全裕度计算方法;然后,利用熵值法计算多风电场系统无功-电压灵敏度权重,提出对风电无功敏感的节点识别方法;最后,结合电压安全裕度和无功-电压灵敏度制定了电压薄弱节点综合识别方法。算例分析表明,所提方法对电压越限薄弱节点的识别更加全面,对系统电压安全运行具有一定指导意义。