电网规划与电力设计对配电网安全影响的分析

电网是由发输变配组成的电力系统,人们日常接触最多的就是中低压配电网系统。电能作为经济各领域发展的基础能源,对社会的快速稳定发展有着至关重要的影响。加强配电网建设可以保证电能运输质量和效益,为社会提供安全稳定的电能资源,避免电网出现瓦解而造成大面积停电事故。因此,在电网规划与电力设计中需要加强对电网安全的考虑,确保电网能够安全稳定地运行。

新能源接入的配电网安全控制关键技术研究

随着新能源技术的广泛应用,分布式能源接入配电网已成为能源结构转型的关键。文章聚焦于新能源接入配电网的安全控制关键技术,提出动态电压稳定控制、电力平衡控制、智能负载调度、协同控制以及逆变器控制等控制策略,确保配电网运行的稳定性和安全性。此外,文章讨论了智能传感器在配电网中的应用,以及故障识别定位技术对于配电网安全控制的重要性,以期推动新能源接入的配电网进一步发展。

配电网安全域的实证分析

完成了具有一定规模的实际配电网安全域(DSSR)实证研究,并应用于该电网的夏季大负荷分析。首先,简要介绍了现有的DSSR概念和理论,并针对调度部门需求对安全评价方法与安全控制方法进行了实用化改进。其次,在天津市核心城区选择了一个4.82km2的完全配电自动化覆盖的配电网,根据电网数据计算出该电网的安全边界方程,再进一步验证了该安全边界在电网运行中是实际存在的。最后,基于DSSR对夏季大负荷数据进行了安全分析,并将分析结果与已有安全分析报告对比。对比表明,计算得到的安全边界准确地反映了该电网的N-1安全运行范围,对于夏季大负荷的分析结果也与实际情况相符。

配电网安全域的全维观测

提出了配电网安全域(DSSR)全维观测的概念与方法。首先,在总结现有2维、3维投影观测不足的基础上提出全维观测的概念。其次,提出一种基于安全距离的全维观测方法。该方法包括以下内容:(1)定义DSSR的等效半径,即原点到所有有效安全边界的距离;(2)通过DSSR半径的折线图和雷达图进行全维可视化,以观察域的特征和凹陷;(3)定义凹陷指标和形状畸变指标量化描述域的凹陷程度和圆润程度;(4)分析凹陷对应的边界表达式,得出凹陷原因及改善方案。最后,进行算例验证并与投影法对比。上述方法能完整地观测高维域的形态,发现投影法难以发现的隐藏缺陷,为安全域信息的深度挖掘提供了新的工具。

配电网安全边界的产生机理

该文研究揭示了配电网安全边界的形成机理。首先,定义了元件间的拓扑距离,根据N-X后两馈线是否产生电气连接以及故障后负荷转带路径的不同,将馈线联络关系归纳为3大类:N-1联系、N-2联系和无联系,并细分为7种。其次,在观测馈线来自同一主变和不同主变的两种情况下,分析了斜线边界、直线边界的产生原因,得出边界数量计算公式。最后,总结得到7种网络结构与完整安全边界二维视图的对应表,能无需仿真绘制安全域图像或解析列写边界方程,直接按网络结构查表确定安全边界的基本图像。总结发现了安全边界的形成机理和规律:当且仅当馈线联络为N-1联系时才会出现斜线边界;而直线边界总是存在。边界数由常量和变量两部分构成,斜线数常量随拓扑距离增加而减少,直线数常量则相反。

配电网安全控制模型及算法

从配电网的供电安全性出发,根据配电网的结构和电气特点,提出了较为完整的配电网安全控制的模型和算法。主要包括基于蚁群优化ACO(AntColonyOptimization)算法的预防控制方法,以及基于用户分级思想、分层切负荷概念和ACO算法的校正控制方法。前者能够有效地提高配电网的供电安全性,在较大程度上增强系统对负荷波动的承受能力和对偶然事故的应变能力;后者则是处理事故的一种有效手段,使最终的控制策略能够得到更为高效的实施,同时,对于配电网的安全性评价也有很大帮助。

配电网安全域的维度

提出了配电网安全域(DSSR)维度的概念及计算方法。首先,给出了DSSR维度的定义,综合考虑了DSSR边界约束个数及变量个数。其次,提出了一种基于主变压器联络关系向量的DSSR维度计算方法,该方法通过定义主变压器间的联络关系向量来体现网络结构特征,无需列写安全域表达式就能得到边界约束数及各约束中的变量数。最后,通过算例验证所提出的方法,初步分析得到了DSSR维度与配电网的关系,并归纳了边界数量取极值的条件。研究发现:对于不同规模的配电网,DSSR维度的大小受主变压器、馈线及分段开关数量的影响;对于规模相同的配电网,DSSR维度也可能不同,主要受主变压器间馈线联络方式的影响。提出的DSSR维度概念能严格地描述DSSR及对应的N-1安全性问题的规模,为DSSR安全理论提供了必要的基础。

配电网安全域的全维直接观测

该文进行了配电网安全域(DSSR)的全维直接观测。首先,总结了现有观测方法。其次,提出DSSR的全维直接观测方法。对两供一备和柔性两供一备接线的全维直接观测发现:两供一备的安全域是凹多面体,由一个“域核”和多个“域角”构成;域表面有“山脊”和“山谷”,“山谷”形成了域凹陷。柔性两供一备的安全域是凸多面体,不存在“山谷”,填补了传统两供一备的域凹陷。可见,全维直接观测清楚地展现了不同电网结构体现在安全域上的不同几何特征。该文还进一步给出了“域核”、“域角”、“山脊”、“山谷”的物理意义和形成原因。最后,将该方法与其他安全域观测方法进行对比和总结。

配电网安全域的表面积、体表比及圆润度

该文提出配电网安全域(distribution system security region,DSSR)表面积的概念,并结合体积描述高维DSSR几何上的圆润度。首先,将DSSR表面积定义为安全边界的整体大小。其次,提出一种降维采样的DSSR表面积算法。再次,深入研究DSSR的表面积与体积的关系。定义能反映DSSR整体形状特征的新指标——体表比,即围成单位体积所需表面积的倒数,得到几种典型接线模式的体表比参数。研究发现,接线模式具有固定的体表比,几何形状也具有固有的体表比,等周定理证明了圆的体表比最大。以高维空间球体的体表比作为基准,提出DSSR的几何圆润度定义,即安全域接近圆的程度。最后,用配电网算例验证所提概念和算法,并总结相关概念的物理意义。该文提出的圆润度定义可描述高维空间DSSR超几何体接近圆的程度,对评价和规划安全高效配电网具有直接指导意义。

配电网安全域的特殊二维图像:发现、机理及用途

二维图像是配电网安全域(distribution system security region,DSSR)可视化观测的最常用方式,所有可能出现的图像被归纳成DSSR图谱。该文发现现有图谱外的2种新图像,并揭示了图像的产生机理。首先,简介DSSR二维观测和现有图谱。其次,给出新发现图像,其特征是斜线边界上具有直角"凸起"或"凹陷",故命名为"斜线凸"和"斜线凹"。然后,分析得到特殊图像的产生机理:若配电网N-1后存在多种负荷转带方式,对应DSSR为非凸集,造成域表面的凸起与凹陷,二维切割后出现"斜线凸"和"斜线凹"。实际配电网一般具有多转带方案,因此特殊图像是普遍存在的。为阐述机理,该文3D打印了两供一备接线的完整DSSR,二维剖面后成功复现了新图像,并采用分段联络接线及2个IEEE RBTS-Bus4扩展算例进行了验证。该文是完整DSSR图谱的重要补充,能帮助人们更全面认识DSSR的几何特征。研究结果具有应用价值,不仅能提高安全性评估的准确性,还能引导工作点规避凹区和利用凸区,从而达到安全高效。

配电网安全域的凹凸性:定理、证明及判定算法

配电网安全域(distributionsystemsecurityregion,DSSR)是状态空间中的超多面体,凹凸性是其基本性质,该文提出和证明了DSSR凹凸性定理,并提出了判定算法。首先,给出凸集的定义、性质以及凹凸多面体的定义。其次,提出4条DSSR凹凸性定理和2条推论,并完成数学证明。定理1表明域为凸超多面体与DSSR为凸集等价。定理2、3和4为DSSR凹凸性判定定理,表明单负荷转移方案的DSSR为凸集;多负荷转移方案的DSSR有两种情形,当某负荷转移方案形成的域空间可以完全包含其他所有方案形成的域空间时,多负荷转移方案的DSSR为凸集,否则为非凸集。推论1表明凹域一定具有多种负荷转移方案,反之不成立;推论2表明单/多种负荷转移方案都可形成凸域。进一步,将抽象的定理实用化,提出2种多负荷转移方案DSSR凹凸判定算法,为判定凹凸、分析域空间的构成和性质提供2种不同路径。最后,采用主备接线模式和IEEE RBTS-BUS4扩展算例验证了所提定理。该文是DSSR理论的基础性工作,能帮助人们从数学角度更深刻认识DSSR的凹凸性,为基于安全域的安全性分析方法研究提供理论支撑。

配电网安全域的二维图谱

提出了配电网安全域(DSSR)图谱的概念,并绘制了无源配电网和2种典型有源配电网的DSSR二维图谱。首先,给出了DSSR图谱的定义和绘制方法。DSSR图谱是某一类型配电网所有可能的安全域二维图像的集合,包含了域的象限、形状等图像特征。然后,针对无源配电网、高渗供电网(容量渗透率约为40%)和自给网(容量渗透率约为100%),分别绘制其N-0(正常运行)和N-1的2套DSSR图谱。最后,对比分析了不同渗透率下的DSSR图谱变化规律。DSSR图谱的建立使得DSSR二维图像研究更具系统性,有助于直观理解配电网安全运行范围的几何特征。

配电网安全域的N×N形式维度

配电网安全域(DSSR)的维度描述了DSSR的问题规模,提出了一种新的维度定义,相比现有定义不仅更符合人们看待问题空间的习惯,还能得到单一数值表示问题规模。首先,提出了采用形式的DSSR维度定义。其次,给出了这种维度定义的计算方法和一般算法流程图,先根据馈线关联矩阵得到馈线组合,再计算虚拟全联络时的馈线组合数,最终得到维度定义中的等价馈线数。再次,研究了DSSR维度与网络结构的关系。最后,采用算例验证了文中定义和方法,并将维度用于解决DSSR二维观测组合规模大的难题,即任两回馈线都可能组合观测,但很多组合都不必要,根据文中方法能精确得到真正需要的组合,简化DSSR结果的使用。

基于改进配电网安全域的规模化电动汽车入网影响分析

我国电动汽车的潜在市场规模巨大且增长迅速,部分经济发达城市所在地区已形成规模化充电负荷需求。为评估规模化电动汽车接入给配电网带来的影响,提出了改进配电网安全域评估模型。在配电网-交通网耦合架构下提出一种计及电动汽车时空特性的“混合法”潮流可行域边界模型,从而模拟规模化电动汽车的充电过程。基于传统的配电网安全域的概念,提出计及电动汽车接入的配电网改进安全域模型,并由此给出电动汽车出行潜力指标的定义,从而分析规模化电动汽车接入对配电网的影响。算例分析表明所提方法可求得不同时刻不同节点处的配电网运行范围,通过电动汽车出行潜力指标可引导电动汽车用户的出行,从而为规模化电动汽车入网调度管理等应用提供支撑。

配电网安全导向的分布式资源P2P区块链交易机制研究

配电网中分布式可再生能源的持续增加以及以区块链为代表的分布式记账技术的快速发展,为配电网展开去中心化的点对点(P2P)交易提供了发展动力和技术支持,然而持续增多的分散P2P交易可能导致节点电压越限、系统网损增加等问题。为此提出一种以配电网安全为导向的分布式资源P2P交易机制。首先,基于配电网节点电压和系统网损的线性化推导,提出一种P2P交易对于配电网安全影响的灵敏度模型,从而将传统高低价匹配的交易撮合策略修正为以配电网安全为导向的P2P交易策略;然后,基于以太坊平台运算能力的限制提出具有简单运算特性的去中心化的交易机制,并设计了相关智能合约。算例分析表明,所提出的以配电网安全为导向的P2P交易机制,可以在交易撮合过程中有效反映P2P交易对配电网运行的影响,能够根据电网安全裕度水平优化交易次序,撮合更多有利于配电网安全运行和降低网损的交易达成,并且交易模型复杂度低,可以实现链上求解,不需要链下配置优化软件,避免了隐私泄露。

考虑配电网安全性的虚拟电厂博弈优化调度

虚拟电厂(VPP)的调度研究多以经济性为主,忽略了对配电网安全运行的影响。基于非合作博弈理论提出一种兼顾经济性和安全性的优化调度。首先,分别以VPP收益最大和配电网电压平方差最小为目标,建立经济调度模型和安全性模型;其次,分析博弈要素,建立考虑经济性和安全性的非合作博弈模型;最后,通过算例仿真,对3个模型的仿真结果进行对比。结果表明:所提优化调度在VPP经济收益较大的同时使配电网各节点电压更趋近额定电压。

分布式光伏发电并网对配电网安全的影响分析

分布式光伏发电并网在节能减排、推动经济可持续发展的同时对配电网安全产生了很大的影响,主要表现在配电网的运行安全、检修安全以及计量安全上。现在就这些影响进行分析,并从管理方面、技术人员的专业要求方面提出一些相应措施,以最大限度地避免分布式光伏发电并网对配电网运行的危害,促进分布式光伏发电与配电网协调发展。

解析配电网安全运行管理的有效策略

做好配电网安全管理,最根本的是加强配电安全基管理,抓好配网作业安全风险管控和配电规范化管理,落实配网反事故措施,提升配网运行及作业安全水平。文章主要分析了配电网安全管理与维护的策略,探讨了在工作中常见而又易被忽视的事故发生根源。

配电自动化技术应用与配电网安全运行管理

配电网是国家电力系统的重要组成,承担着传输电能的重要作用,其运行质量直接影响电网的运行安全。但实际配电线路本身具有线路长、范围广特点,且在运行中会受各方面因素影响,给配电线路管理工作增加了难度,而自动化技术在配电网中的应用,可为配电网安全运行和管理提供保障,改善工作环境,提高劳动效率,为提高供电质量创造了条件。文章就此展开论述。

配电自动化技术应用与配电网安全运行管理分析

配电自动化技术主要依赖于信息技术、自动化控制技术等,它是各种技术所形成的系统的控制技术的产物,配电自动化技术也借助了有关的人力管理、设备功能等内容,从而更好的实现了其技术自身的高效性,保障配电网运行起来更加规范和高效。在保证配电网自身运行效率的同时,也能够大大的提高整体配电网的安全和可靠。基于此,本篇文章对配电自动化技术应用与配电网安全运行管理进行研究,以供参考。