静态安全距离:概念,模型和意义

线路的负载率或可用传输容量是电网常用的安全裕度指标。然而随着新能源广泛接入电网,一条支路的安全性将不仅决定于其负载程度,还决定于新能源发电波动对其潮流的影响程度,单纯的负载率指标将难以准确反映各支路在新能源波动下的安全裕度。静态安全距离是刻画电网以及电网中各支路安全裕度的一种新方法。该文通过静态安全距离模型的解析化表达式,揭示了静态安全距离的物理意义:静态安全距离能结合一条线路的负载程度与其拓扑位置,刻画电网中每条支路对新能源波动的抵御能力。计算结果表明:相对于支路负载率,静态安全距离能更科学地反映电网对新能源发电波动的承载能力,精准辨识电网的薄弱环节。最后,探讨了静态安全距离在制定发电计划中的应用。

考虑静态安全距离的含风电电网安全优化调度

大规模风电的接入给系统优化调度带来了严峻的挑战。传统含风电电力系统调度方法高度依赖于精确的风电概率分布或高精度的风电预测区间的建立,在处理风电不确定性超出预计值时可能存在校正调度、弃风的问题。为促进风电的消纳,引入安全域理论的概念,分析安全域、静态安全距离与风电出力不确定性间的关系。在此基础上,提出了添加系统静态安全距离为约束的电网安全优化调度模型。IEEE39节点系统算例的仿真结果表明,所提模型面对当前风电预测精度较低的实际情况,具有一定的鲁棒性和较强的可操作性。

计及电网时序特征的静态安全裕度评估方法

静态安全距离是评估电力系统运行安全裕度的重要方法之一,传统以最短安全距离为指标的评估方法不考虑不同运行断面之间的演进规律,导致评估结果具有一定的保守性。文章提出一种计及电力系统运行时序特征的静态安全裕度评估方法,利用对历史负荷变化规律的特征提取,获得电网负荷的时序规律和延拓方向,可以依据获得的负荷延拓方向进行静态安全裕度评估。通过IEEE 9节点系统标准算例与实际电网在某一时段内的实测数据对所提方法的有效性和可行性进行了验证,结果表明,该方法能够提供反映实际电网运行规律的安全裕度信息,改善了传统方法评估结果相对保守的问题,为改善复杂电网静态安全的优化调度运行提供新依据。

考虑安全约束耦合辨识的日前发电计划求解

日前发电计划的求解通常是先不考虑安全约束获得一个初始解,然后再将越限的安全约束添加至发电计划模型中进行迭代计算。如果仅考虑越限约束进行求解,则可能引起新的约束越限,由此导致迭代计算次数增加。为改进安全约束反馈机制,提出了一种约束耦合关系辨识的方法,并将其用于辅助发电计划的求解。首先,基于安全域对现货市场背景下日前发电计划的闭环求解过程进行解析;然后,提出了安全约束耦合距离的概念,量化表达了越限的安全约束与其他未越限的安全约束之间的耦合关系,并且设计了耦合距离的适应性解法;最后,将安全约束耦合关系的辨识纳入日前发电计划闭环求解框架,进而利用迭代的过程信息来发现潜在的安全越限约束,辅助分析电网运行中不同约束的耦合程度。基于IEEE 118节点系统和IEEE 300节点系统的算例分析,验证了所提方法的有效性和适用性。

面向现货市场出清的发电计划校正决策方法

边界条件设置不合理等原因导致现货市场预出清结果不能满足全部安全约束时,应采取必要的安全校正措施。文中提出了一种消除安全越限的发电计划校正方法。首先对非市场化机组实施安全校正,得到满足全部安全约束的可行解,再通过市场化机组的优化得到最终的出清结果。将静态安全域(SSR)的原理应用于非市场化机组的校正。在SSR边界的表述中纳入了机组爬坡约束,利用静态安全距离(SSD)矢量揭示最优校正方向,并基于安全距离灵敏度系数和机组的调节能力,评估各台机组对消除安全越限的有效性。基于此,提出了发电计划校正决策的方法,并在计算流程中考虑了各个时段的校正对相邻时段SSD的影响,以此增强校正优化的效果。以IEEE 118节点系统为例,分析了发电计划校正的结果,以及安全约束限值、机组爬坡能力对安全校正的影响,由此验证了所提方法的有效性。

日前电力现货市场的调度计划综合校正

充分挖掘机组的调度计划校正潜力,有助于增强调度机构对市场出清可靠性的保障能力,为此,提出一种现货市场条件下日前调度计划综合校正的方法。首先,利用带松弛约束的静态安全距离的计算结果,评估市场预出清的安全越限程度以及非市场化机组消除越限的可行性;然后,考虑机组调节能力以及安全距离灵敏度系数,量化分析各台机组对消除安全越限的有效程度,据此构建日前调度计划综合校正的模型与方法。最后,基于某区域市场模拟运行边界的算例结果表明:带松弛约束的静态安全距离计算结果能直接反映非市场化机组的校正潜力及其局限性,更好地确定越限严重场景下的校正机组的范围;相比于将全部机组直接纳入调度计划校正的结果,所提方法各时段校正机组的数目更少,体现了静态安全距离原理在安全校正应用中的全局性优势。由此验证了所提方法能进一步增强调度计划校正的潜力,保障现货市场下的电网安全经济运行。