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。

基于0-1规划的农网规划新方法

电网规划是各类电力工程项目的立项依据,也是实现"多供电、供好电"目标的技术基础。经历多年的发展,电网规划的方法可谓五花八门。本文从农村电网的实际特点出发,深入分析电网规划的本质,提出以0-1整数规划为基础、以lingo软件为手段,综合考虑资金时间价值的多阶段网架动态规划模型。算例表明,本文所构建的方法对于节点数量不是非常多的农村电网是有效的,为农网规划的辅助决策开辟了一块新天地。

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。

GIS平台电网规划辅助决策系统开发与应用

针对以往电网规划主要以历史发展情况为基础,通过规划人员的经验判断得出结论的现状,文中研究开发了新一代基于地理信息系统GIS(geographic information system)平台的电网规划辅助决策系统。系统以先进的规划理论、规划方法为指导,以GIS技术为基础,实现与其他基础电力系统数据库共享与交换,具有技术先进、智能化程度高、实用灵活等特点。在广州供电局的实际应用表明,该系统能够有效提高规划工作的科学性、实用性和及时性,为电网规划的管理与决策提供可视化的操作平台。

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。

基于配电网最大供电能力理论的规划应用研究

基于对配电网最大供电能力理论的研究,文章深入分析了目前配电网存在的主要问题,并结合所在县域城区配电网的特点开展了规划应用,同时利用Lingo软件对提出的规划方案进行优化计算。当配电网在满足N-1校验时,对比分析规划前后的配电网最大供电能力,有效挖掘配电网供电潜力,有利于更经济合理地规划配电网,并为配电自动化在县域城区的推广应用打下坚实基础。

配电网剩余供电容量分析系统研究及实现

由于我国经济发展较快,用电量逐年上升,配电网经常需要新增配电变压器来满足负荷增长的需要。在配电网电源点不足的情况下,充分挖掘现有配电网潜力具有非常重要的现实意义。分析现有配电网各个环节的剩余容量是对配电网充分利用的前提,研究了配电网剩余容量算法,开发了配电网剩余容量分析系统,并且在实际电网中进行应用验证,取得了良好的效果。

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。

配电网最大供电能力的规划与应用

基于配电网最大供电能力的理论分析现状中压配电网存在问题,提出新的规划与改造建议,运用Lingo软件进行优化计算,通过对比改造前后配电网的最大供电能力计算结果,有效挖掘配电网供电能力,为配电自动化在县域城区的推广应用打下坚实基础。

网格化规划系统中电气计算核心算法的实现

为解决目前国内外电气计算方法对规划电网输入参数要求过高的难题,将地块预测负荷转变成电气计算负荷,提出对地块未来负荷进行空间分配的实现方法;并在研究经典可靠性公式的基础上提出综合故障率的概念,给出了更具实用性的可靠性工程计算公式,简化了经典公式的使用条件。将电气一体化计算(含潮流、短路、可靠性及N-1校验)、负荷预测和负荷空间分配等核心算法应用在德州晶华网格化规划项目中,结果表明,该工程化实现方法准确、快速,能满足电网规划工作的需要。

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。

直流缺额模式下广州电网风险评估及对策研究

采用了电网分区域评估和重点线路或设备N-1校核相结合的方法,对广州电网在直流缺额模式下进行了风险评估及其对策的研究;依据缺额期间的电力平衡和控制要求,从广州的中部、北部和南部电网,地方电厂、区局负荷控制5个方面出发,结合电网各区域的负荷预测情况,确定电力平衡和调度的方案;针对天广直流闭锁、北郊变电站主变压器、黄埔B电厂、广瑞线、增棠线等几类重点设备进行了N-1校核,分别制定了相应的对策。电网的实际运行情况表明,采用分区评估和设备N-1结合的电网风险分析方法是有效的。

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。

基于潮流介数的电网关键线路辨识

为满足电力系统实际运行中对关键线路重点监测的需要,提出线路的潮流介数用于电网关键线路辨识。辨识方法基于复杂网络介数理论,结合电网线路负载率大小、支路潮流追踪以及各发电机与负荷之间的功率传输分布因子构建介数指标,能够有效量化电网线路在发电机和负荷之间的功率传输过程中的作用,物理背景符合电网实际特点。新英格兰39节点系统的仿真结果表明:潮流介数较大的线路往往为具有较高N-1热稳定风险的线路,验证了潮流介数在电网关键线路辨识中的准确性和有效性。

藏区孤网QV特性与过电压风险防控

工频过电压问题是威胁四川藏区偏远山区孤网运行时的主要问题。首先提出了适用于偏远山区电网孤网运行的N-1校核标准。在此基础上,以四川藏区典型结构的电网为例,从稳态QV特性以及考虑发电机低励限制的机电暂态特性的角度,分析了偏远山区电网孤网运行时的过电压产生机理。最后,提出了降低偏远山区电网孤网运行过电压风险的运行措施。所做研究对于提升偏远山区电网运行的安全稳定性具有指导性意义。

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。