基于自适应解列的电力系统解列面快速搜索

当遭受大干扰电力系统的失稳模式确定后,针对快速寻找该失稳模式下的解列面的关键问题,提出了电力系统解列面快速搜索的多级收缩图分割算法.该算法将电力系统表示为有向加权图,其优化目标为解列后各孤岛内发电机和负荷不平衡尽可能小.算法具有时间复杂度小、计算速度快的特点.基于C++语言编制了算法程序,对某省网212节点系统进行了解列面搜索仿真计算,解列程序在普通的计算机上找到合适的解列面只需要20 ms,满足自适应解列的快速性要求.

从小系统解列事故的分析探讨电网相关问题

通过对浙江电网2004年发生的4次小系统解列事故的分析,探讨了发电机与电网的协调、事故后可能成为小系统的功率平衡以及线路同杆并架等与电网稳定相关的问题。

一起崇明小系统解列事故的处理与分析

因220kV外来电源故障造成崇明小系统运行的电网事故,分析了发生故障时的稳控装置、低频减载、备自投装置的成功动作情况,针对目前崇明电网在安全、稳定运行方面存在的不足,提出了改进建议。

考虑系统一次频率响应特性与新能源不确定性的主动解列最优断面搜索方法

当发生严重故障时,电网状态急剧恶化,主动解列作为防止连锁故障和大范围停电的最重要控制措施之一,能够有效防止电网事故的扩大,而确定合理的解列断面是主动解列控制的核心。随着新能源的快速发展,需考虑其出力不确定性对电网解列后子系统频率稳定的影响。为此,提出一种考虑系统一次频率响应特性与新能源不确定性的主动解列最优断面搜索方法。首先,以总切机切负荷量和开断线路成本最小为目标,在孤岛连通性以及系统基本运行约束基础上,对解列后系统一次频率响应特性进行建模,结合频率变化率和频率最低点等频率稳定相关约束,来保证解列后系统运行的频率稳定。其次,引入负荷侧需求响应来有效减少解列后孤岛的源荷不平衡量,以支撑系统频率稳定;并且,为考虑新能源出力不确定性对解列后频率稳定的不利影响,建立了考虑新能源出力不确定性的主动解列断面搜索模型。最后,通过修改后的新英格兰39节点算例验证了所提出主动解列最优断面搜索方法的有效性。

一种电力系统失步解列面的实时搜索方法

为故障后失去稳定的电力系统确定解列断面以平息系统振荡可以防止系统完全崩溃,如何快速寻找不同失稳模式下的解列面成为解列控制的关键问题之一。提出电力系统失步解列面实时搜索方法,该方法的优化目标为解列后各孤岛内发电机和负荷不平衡尽可能小。方法包含3个阶段:基于潮流追踪的系统分区、基于发电机分群信息的解列面初步确定和基于初步解列断面的解列断面改善。算法具有时间复杂度小、计算速度快的特点。基于C++语言编制实时搜索程序,对IEEE118节点系统进行解列面搜索仿真计算,仿真算例验证了方法的有效性和快速性。

电力系统紧急情况下的动态分区和自主解列策略

在电力系统第三道防线的紧急控制中,当系统发生严重级联事故时,为保持系统稳定运行,自主解列控制是最后的有效手段。它的目标是保持各子分区的稳定性,并使整个系统在故障后的负荷总损失最小。本文讨论了电力系统紧急控制中的动态二分区和自主解列策略,首先结合发电机的慢同调分群算法,确定了系统的最优慢同调分群数,将振荡模式相近的发电机组等效为虚拟的发电机节点,然后在Laplace分区策略的基础上,提出新的加权指标,对Laplace分区策略进行改进,并提出启发式邻域搜索分区方法。最后将启发式就近削负荷方法应用于所有这些可能的割集,并计算各分区的负荷削减量,得到系统故障后总负荷损失最小的割集,即最佳解列控制策略。在IEEE118系统上的应用验证了改进的权重指标和所提出的混合分区策略的有效性。

一种系统断面自适应复合解列判据

基于广域测量系统(WAMS)信息,提出了一种断面自适应复合解列判据及相应的解列方案。该自适应复合判据不仅利用Ucosφ的原理反映振荡中心电压的变化规律,而且加入动作特性独立于振荡中心位置的电流变化辅助判据,可及时检测系统是否失步。山东电网仿真结果表明:该判据能自动适应运行方式的变化,动态捕捉振荡中心,弥补单一判据的不足。

基于改进递归融合算法的电力系统主动解列断面搜索方法

电力系统主动解列作为电力系统三道防线的最后一道防线起着至关重要的作用。提出了一种新的电力系统主动解列断面搜索算法。该方法基于图割集的搜索算法,通过"定位+搜索"的二阶段方法来求出最终的电网解列断面。相比于其他方法,该方法具有如下特点:根据电流追踪法确定了解列断面搜索区域,减小了解列断面的搜索范围;保证了非解列区域结构的合理性,减小了解列之后潮流计算不收敛的可能性;未对解列断面搜索区域内的节点进行合并,避免了合理解列断面的丢失;运用改进的递归融合算法进行断面搜索,可以搜索出区域内的全部的解列断面。通过对新英格兰系统和IEEE-118节点系统进行解列断面搜索的仿真计算,验证了该方法的有效性和准确性。

异步联网后云南电网失步特性与解列系统方案研究

云南电网与南方电网主网实现异步联网,云南电网的失步振荡特性随之发生新的变化。利用基于电压比相原理和Ucosφ原理的失步振荡中心搜索方法,对异步联网后云南电网典型方式下的多重严重故障进行仿真研究,确定失步振荡中心的分布区域和失步断面的构成类型。云南电网目前配置的分散独立式失步解列装置,对于复杂断面的失步判别和解列效果均不理想,因此在研究云南电网失步特性的基础上,针对并列式失步断面和长链式失步断面,提出基于Ucosφ判据和电压比相判据的失步解列系统构建方法,设计并初步验证了滇西北、滇中西南、滇东北失步解列系统构建方案与初步策略。

电力系统主动解列优化断面的实用化快速搜索方法

本文提出一种电力系统主动解列断面的优化搜索方法,以多层图分割理论为框架,通过粗化、初始分区和还原优化3个阶段实现解列断面的快速搜索。结合粗化阶段信息,在还原优化阶段提出一种基于寻优和校验的优化搜索策略,依次进行寻求目标最优解和连通性校验两个过程,借此替代含复杂逻辑约束0-1规划问题的求解,在提高求解效率的同时具有更高的可靠性和可扩展性。为提高拓扑连通性校验效率,提出一种最小化校验子图的构造方法。最后通过两个算例验证了本文方法的有效性。

考虑节点电压可控性的聚类型电网解列分析

传统的主动解列研究没有针对性地考虑过节点电压的无功支撑问题,使得大量解列方案在满足了基本的发电机同调性和有功功率平衡要求后,却无法在各孤网中得到可以接受的稳态潮流。其主要原因是解列方案中构建的孤网结构不尽合理,导致节点电压偏低,甚至引起潮流解奇异。针对以上问题,文中通过在解列分析中引入电压无功控制约束来影响解列断面的形成,以改善孤网中的节点电压状况。解列分析采用效率较高的聚类型方法,并在算法中引入电压可控性要求,主要包括VQ灵敏度和无功源容量限制2个方面;同时,提出一种兼顾有功功率平衡和电压可控性的节点间电气距离表达方法;最后,利用改进的K-Medoids聚类算法获取解列方案。算例分析及对比说明了所述方法的有效性。

避免电网连锁解列的全局协调控制策略

从解列面和解列时机两方面考虑,提出一种全局协调的解列控制策略。首先通过无故障情况下的在线慢同调分析,掌握系统中发电机群的关联特性;在扰动发生后,利用平均数充分性(MIA)同调识别法获取具体的发电机摇摆分群模式;在发电机的分群模式约束下,把电网中节点间关系表达为拓扑距离,并按照该距离关系完成系统节点的K-Medoids聚类,最终得到满足孤岛功率平衡约束的解列面;为避免电网连锁解列和提前解列,对全网线路运用"激活-闭锁"的策略,使参与解列的线路在检测到可靠的失步信号后,同步速动完成解列。采用IEEE 118节点仿真系统,结果表明在扰动导致系统发生区间振荡时,所提策略成功地将系统解列为满足发电机动态平衡和静态功率平衡的孤网,且决策时间不足0.1 s。

基于频率特征的失步解列判据原理

重点研究了电力系统失步振荡时,两侧电动势幅值相等及不等情况下电压频率的特征。研究表明,当系统发生失步振荡时,不论两侧电动势幅值是否相等,电压频率都具有如下特征:振荡中心同一侧的电压频率同时增加或减小;振荡中心两侧的电压频率没有交集;且若振荡中心一侧电压频率增加,则另一侧电压频率减小,反之,则另一侧电压频率增加。提出一种新的基于频率特征的失步解列判据,该判据可以区分同步振荡和失步振荡,识别振荡中心的位置,同时不受系统结构变化和运行方式变化的影响。BPA仿真验证了分析的正确性。

基于支路暂态势能函数的失步解列研究

电力系统遭受故障导致发电机组失去同步后,必须及时地解列控制平息振荡,防止系统崩溃。如何快速寻找系统的失步模式是解列控制的关键步骤之一。本文提出了基于支路暂态势能函数的失步模式实时判别方法。该方法首先通过量测各支路的两端电压相角差和流过支路的有功功率,然后将这些量测数据进行综合分析得到发电机组是否失步以及判断失步模式。基于得到的失步模式和快速的解列面搜索方法确定系统合适的解列断面。本文所提方法具有可操作性、实时性强的特点。对IEEE118节点系统进行了失步模式仿真搜索,仿真算例验证了方法的有效性。

电网第三道防线问题分析及失步解列解决方案构想

三道防线是电力系统安全防御体系的重要组成部分,第一道是继电保护系统,第二道是包括稳控装置及切机、切负荷等措施在内的电力系统安全稳定控制系统,第三道由失步解列、频率及电压紧急控制装置构成。鉴于目前第三道防线尚存漏洞或不足,分析了振荡中心转移至主网内部、故障点切除不掉引起远后备保护无选择动作、重要联络线的相继开断造成的潮流大转移引起受端系统电压不稳定、距离保护三段在线路严重过载时误动作引起的连锁反应及大机组保护装置参数与电网不协调引发的事故等五种情况。针对这些情况提出了若干解决的对策,特别是研究和提出了构建互联电网的综合解列控制系统的方案,解决了振荡中心转移到主网内部时能及时采取解列等优化措施,解决了电压不稳定事故发生前隔离故障区域或将难以控制的电压崩溃事故转化为容易解决的频率稳定问题等,这些对策可显著增强电网的第三道防线。

从“1.19”事故谈安装系统安全自动装置的必要性

随着系统容量的不断扩大,系统运行方式日趋复杂;作为系统运行最后一道防线的系统安全自动装置,将起着越来越重要的作用。我省电网1990年1月19日事故发生的经过及事后的计算分析更加证明了这一点。 1990年1月19日,天气寒冷,外部气温在-25℃左右,事故前,系统运行无异常,有关联络线潮流如图1所示。

浅析国内外电力系统有功备用规定

有功备用是维持电力系统稳定运行的重要手段,合理安排备用是当前电网运行的重要目标。文章对国内外备用安排进行详细分析,指出当前备用安排存在的问题,提出在电力系统运行中要预留足够有功备用,在进行备用分配时,要考虑机组爬坡率、断面监控等约束条件,指出应进行分区备用配置,从而保证备用的有效性。对电网规划、运行有积极的指导意义。

拉西瓦水电站主变冷却系统改造及应用

青海拉西瓦水电站作为“西电东送”北通道的骨干电源点,对西北电网750KV网架起重要的支撑作用,是实现西北水火电“打捆”送往华北电网的战略性工程。在机组投运初期,由于拉西瓦水电站主变冷却系统二次控制故障,从而造成了跳750KV开关,两台机组从系统解列,导致非计划性停运的严重后果。文章通过对事故的细致分析,认真梳理,总结出了拉西瓦水电站主变冷却系统二次控制部分所存在的缺陷隐患。针对此次事件,拉西瓦水电站进行了主变冷却系统的改进换型等一系列工作,作者将结合基础理论及现场实际,详细总结改造换型工作和应用维护。

电网冰灾事故应急处理及反思

2008年1月至2月期间,中国南方数省因罕见的雨雪冰冻天气使得输电线路覆冰严重,导致断线、倒塔/倒杆等严重事故频繁发生,众多骨干输电线路被迫长期停运,电网稳定运行和电力可靠供应面临巨大的挑战。江西电网是受灾最为严重的省份之一。文中简要介绍江西电网冰灾事故的形成和发展过程,总结了电网应急处理的经验和教训,并对电网抗灾预防体制、电网稳定运行与控制、电网的发展与规划、电源的布局和规划等提出相关建议。

应急控制中的阻隔控制策略

阻隔控制作为应急控制的一种非常有效的方法,已经在电力系统和疾病控制等实际领域中被大量采用.在已有的具体工程实践方法基础上,进一步引入一般意义下基于系统分割的阻隔控制概念.利用图论理论讨论了在应急状态下大系统的分割问题,得到了可选和可行阻隔控制策略满足的必要条件.此外还给出了代价最优和时间优先两类阻隔控制实施方案,分别讨论了在网络蠕虫爆发控制和电力系统解列中的应用.