基于N-1准则的配电网重构分区评估分析

为解决配电网规划和自动化中的负荷转供问题,结合电网拓扑结构与接线模式,对故障后的配电网重构方案和影响因素进行了分析,提出了配电网重构"N-1"安全准则分区扫描实用评估分析方式,可以对配电网进行完全和逐段两种形式的"N-1"准则校验。同时开发了相应的评估软件,当单馈线无法承担转供负荷时,可以提供多馈线分担转供负荷的方案,并且解决了故障后双电源自动转切负荷对电源馈线容量裕度影响的问题。通过评估软件的分区逐段扫描结果,能够全面、有效地评估配电网的负荷转供能力,并对故障重构的各种方案进行比较。经多个配电网的实际应用,验证了该扫描评估分析方式和软件的效果。

基于GPU加速的大规模系统N-1安全校验中电网连通性的检验方法

随着电力系统规模的扩大,N-1安全校验过程的计算量也显著提升。为了适应N-1安全校验日益上升的实时性需求,提出一种基于图形处理器（graphicsprocessingunit,GPU）加速的大规模系统N-1安全校验中电网连通性的检验方法。根据图论思想,电网模型被抽象为图模型,进而抽象为双向向量图模型。基于向量求和的思想在向量图模型上得到电网连通性判别条件,进行设计连通性检验算法。算例测试表明,所提算法效率高,空间占用小,与传统的连通性检验算法相比具有明显优势,能够有效提高系统N-1安全校验中电网连通性检验的速度,进而有助于大规模电网N-1安全校验整体计算效率的提升,具有工程应用的价值。

含柔性输电装置的输电网规划N-1校核准则研究

输电网规划的重要步骤就是开展比选方案的技术经济校核,其中技术校核的重点又在于规划方案是否满足"N-1"准则。在常规交流电网中,《电力系统安全稳定导则》对需满足"N-1"准则的无件进行了定义:正常运行方式下的电力系统中单一元件,如线路、发电机、变压器等。对于含柔性输电装置的输电网规划方案进行校核时,应充分考虑设备结构以及接入电网的方式等因素,合理确定"N-1"的校核范畴。本文基于柔性输电装置的特性,对其如何与"N-1"准则中"单一元件"的界定进行了研究。通过具体算例的验证,总结得出了含柔性输电装置的输电网规划方案中针对柔性装置的"N-1"校核准则建议。

湘潭二期1×600MW机组降压送出系统研究

为符合国家节能减排政策,降低系统网损,并缓解云田500kV变下网压力,湘潭二期1×600MW机组降压送出工程将在2012年实施。研究表明,湘潭二期1×600MW机组通过1回220kV大截面导线接入白马垄220kV变电站是适宜的。

电力市场环境下区域和省级电网协同安全校核及校正

省内电力市场无法获得外网出清或出力计划,不能保证联络线各支路未来潮流的准确性,尤其是无法有效考虑需省间互济的大功率缺失N-1校核,因此需要进行区域电网的安全校核和校正。为此,考虑基态潮流、未功率缺失N-1故障和功率缺失N-1故障的3种场景约束,建立考虑省级电力现货市场的区域电网安全校正模型;在模型中,考虑省级市场出清特点,提出机组调整价值分析方法;采用奔德斯(Benders)分解方法形成了功率缺失N-1场景子问题,提高计算效率;基于此模型,获得满足安全约束要求的机组组合和越限调整信息,设计分省关键安全约束集,各省基于调整后的机组组合和关键安全约束集重新出清,由此实现区域全网运行安全。以2×IEEE39节点联合算例对所提方法进行验证。

基于图计算的配电网最大供电能力评估研究

最大供电能力是配电网发展的重要参考指标,然而配电网拓扑结构复杂多变使得完整描述供电路径存在一定的局限性。图在描述事物复杂连接关系时具有天然的优势,基于此,开展了基于图计算的配电网最大供电能力评估研究。首先,利用图数据结构与配电网拓扑的一致性,建立了配电网图模型,并利用图遍历描述转供关系,打破了配电网拓扑与描述方法间的壁垒。其次,考虑实际配电网运行约束限制,从转移站内负荷和承担站外转移负荷2个角度,构建了基于图计算的配电网最大供电能力评估模型。最后,利用改进人工鱼群算法求解评估模型,并对结果进行负载修正,获得了满足N-1安全校验的配电网最大供电能力。算例表明,所提出的方法可以有效评估配电网最大供电能力,能够适应配电网拓扑的复杂变化,具有一定的实际应用价值。

考虑多次转供的配电网最大供电能力评估方法

最大供电能力是配电网发展规划的重要参考数据,现有评估方法未考虑多次转供,评估结果偏于保守,不能适应配电网自动化发展趋势。鉴于此,提出一种考虑多次转供的配电网最大供电能力评估模型。首先基于路径描述方式,建立负荷的供电路径集。然后以路径的通断状态为变量,以系统负荷之和最大为目标函数,以配电网N-1安全校验准则为约束条件,建立了配电网最大供电能力评估模型。最后采用粒子群算法求解该问题,并设计了粒子N-1校验不通过时的罚函数。算例证明,该方法可以充分挖掘配电网的供电潜力,同时可以针对各类主变故障提出相应的失电负荷转供策略,破解了传统评估方法的局限性。

考虑风电接入和负荷转供的配电网可靠性成本

为了研究风电接入和负荷的一次转供对输配电成本中的可靠性成本的影响,基于配电网的“N-1”安全校验、配电系统安全域和最大供电能力,建立基于主变压器互联的最大供电能力模型;并考虑停电损失费用现值和未来投资成本现值,建立配电网扩容规划模型;根据Beta分布确定风电机组的出力,得出风力发电机组的最佳投资运行时间。在此基础上,根据配电网总额定容量与最大供电能力求出配电网为了保证供电安全稳定而付出的可靠性成本。结果表明,在接入风电机组后,配电网的最大供电能力得以增加,而配电网为了保证供电的安全可靠所需要的成本也相应地减少。

主动配电网可靠性规划

经济性和可靠性是考量主动配电网规划的两大重要指标,但二者又相对矛盾。基于广义Benders分解算法,建立了以年均综合费用最少为目标的上层规划问题和以年均缺供电费用最小为目标的下层可靠性问题,迭代获得主动配电网可靠性规划方案,实现网架规划、分布式电源规划和可靠性校验的统一求解。结合54节点系统验证所提模型和算法能快速收敛于最优方案。

基于Infomap算法的配电网边缘划分方法

在能源互联网时代,配电网面临着海量分布式数据的计算和存储需求,而边缘计算可以利用网络末端资源就近提供配用电分析和计算,从而减轻主站计算、存储压力。为了充分发挥配电网边缘计算的优势以及提高配电网精细化运行管理水平,文章提出了一种基于Infomap算法的配电网边缘划分方法。首先,考虑配电网边缘规模和自治需求,明确定义配电网边缘范围并设计边缘划分原则;然后,构建基于路径描述的配电网N-1安全校验模型,并用求解出的联络开关动作次数量化边缘间联系的紧密程度;最后,基于复杂网络社区检测的思想,将配电网抽象为图模型,并结合Infomap算法和配电网运行管理特点进行边缘划分,通过实际配电网的算例验证了文中方法的有效性与合理性。

开环运行直流配用电系统安全域模型建立与应用

根据直流配用电系统安全性要求,针对一组预想故障,系统应具有对负荷持续供电的能力。N-1校验作为系统故障情况下能否持续带载的评判标准,反映了系统安全性的强弱。当前对直流配用电系统安全性研究较少,为了研究故障后系统的转供机理,对开环运行的直流配电系统进行分析,以此建立简化的安全域模型。首先定义N-1校验所需参数,推导各参数之间的数学关系,以期用较少的参数表示出系统的网络架构。在此基础上分析馈线N-1故障及换流站N-1故障的转供机理,利用已定义的参数描述此转供过程,得到了馈线和换流站的N-1约束条件,建立安全域模型。随后基于安全域模型对系统最大供电能力进行求解,推导分析供电能力与负载均衡度之间的关系,绘制最大供电能力-方差曲线,并利用熵权理想度排序法找到最优解。通过算例与现有安全域模型对比校验,验证了所提模型的可行性,为直流配电系统规划、建设、运行和维护提供理论基础。