利用网络等值进行图降维的图注意力暂态功角稳定评估模型

省级以上实际大电网节点众多,用于电网暂态稳定评估的深度学习模型输入特征空间面临维数灾,训练成本高且泛化能力难以保证,成为该类方法难以应用于实际大系统的一个瓶颈。针对这一问题,提出了一种面向稳控校核、利用网络等值进行图降维的图注意力深度学习暂态功角稳定评估模型。首先,建立全网发电机图,基于转子惯量等决定暂态功角稳定的关键参数构建其节点相似度,并利用节点相似度改进发电机图的边权重;作为一种领域知识嵌入方式,借鉴电网动态等值思路,对待研究稳控系统所涉及区域以外的网络部分,基于发电机图和分层聚类算法进行分区,将所形成分区对应成等效节点形成降维发电机图,并建立原图到降维图节点、边权重参数的映射,实现对原输入空间的降维。最后,以降维图作为输入建立图注意力深度学习模型,实现对复杂网络的暂态功角稳定评估。在南方电网某实际稳控系统算例上进行对比分析,验证了模型的有效性及准确性。

计及新能源虚拟惯量的电力系统最低惯量评估

电网频率安全和稳定性是电力系统的重要性能指标,而电力系统的惯量水平是影响频率响应能力的关键因素。由于我国实施双碳战略,新能源发电比例持续提高,导致电力系统的惯量水平不断下降,使得电网在遭受有功扰动时的频率波动加剧,系统运行边界收缩。为了提高电力系统在高新能源渗透场景下的惯量态势感知能力,增强电力系统对有功扰动的频率适应性、量化系统运行边界,基于电力系统频率响应模型,分析了电网在受到有功扰动后不同时间尺度下的频率响应过程,构建了系统频率响应数学关系。基于频率响应全过程,构建计及新能源虚拟惯量的电力系统最低惯量评估模型及其求解算法。最后,基于IEEE-39节点模型,通过仿真试验验证了所提方法的有效性和准确性。

考虑光伏预测误差兼顾平抑波动的双层储能运行策略

为满足新能源发电并网要求、保证电力系统稳定运行,针对间歇性新能源发电的不确定性及波动性给电网设备稳定运行带来的安全问题,文中提出一种以补偿预测误差和平抑并网功率波动为目标的双层规划模型。首先,构建容量与误差满足率特性曲线得出最优储能容量,提高储能系统的经济性。其次,上层规划模型以预测误差最小为目标,建立储能系统充放电功率分配策略,并考虑储能电池循环寿命,设置非必要补偿值以避免其过充过放;下层规划模型以并网波动率最小为目标函数,采用模型预测控制算法对补偿后的光伏出力进行超前滚动优化控制,实现对光伏出力波动的平滑。最后,以上述模型为基础建立模型评估指标函数,以新疆某21 MW光伏电站为例进行算例分析,验证了策略的可行性。

电池储能跟踪发电计划及平抑风电波动的多目标优化控制

针对风电并网问题,综合考虑并网发电误差、时段功率波动和电池荷电状态,提出了一种电池储能补偿发电计划曲线误差及平抑风功率波动的多目标优化控制策略.首先,通过分析风储联合发电特性,建立包含多项考核指标的评价体系,并构建电池储能系统输出功率的多目标优化控制模型;然后,结合NSGA-Ⅱ智能优化算法及模糊综合评价方法对多目标优化控制模型进行求解和决策,实时优化电池储能系统的输出功率指令;最后,基于某风电站的实测发电数据进行对比仿真,验证所提出的多目标优化控制策略能够在有效提高跟踪发电计划曲线的能力、降低风功率频繁波动的前提下,通过优化电池储能系统有功出力及荷电状态来延长储能电池的使用寿命.

高比例可再生能源新型电力系统长期规划综述

大力发展风电、光伏等可再生能源是实现电力系统低碳转型的重要途径。由于可再生能源出力具有波动性与不确定性,为应对大规模可再生能源并网给电力系统长期规划带来的挑战,近年来相关研究成果不断推出。为全面综述该领域的研究现状,该文首先分析新型电力系统的主要技术特征,然后,从能源供应的经济–政策不确定性与低碳转型带来的能源供应安全两个方面分析新型电力系统长期规划模型所面临的挑战。并从长期不确定性、短期不确定性、电力系统充裕性、电力系统安全性4个方面,综述当前新型电力系统长期规划研究成果,分析其中需要关注的重点、难点问题。最后,对新型电力系统长期规划模型的构建与应用进行总结与展望。

兼顾物理状态和用户行为的虚拟电厂紧急功率调节能力量化评估

高比例新能源、电动汽车、储能电站等并网,迫切需要改进电网安全稳定控制技术体系,将海量分散可控资源纳入电网紧急控制范畴。针对紧急控制在线决策需求,该文给出以虚拟电厂(virtual power plant,VPP)为管控形式的分布式能源(distributed energy resources,DERs)紧急功率调节能力量化描述和在线评估方法。首先,分析紧急功率调节能力的内涵及表述要求,给出调节能力的量化描述方法;其次,构建反映物理特性及考虑用户行为约束的VPP紧急功率调节能力评估综合模型;最后,给出考虑状态转移及边界约束的紧急功率多时间尺度调节能力计算方法,设计相关仿真计算模块,并实现与PSS/E接口。以含300台电动汽车及1000台空调的VPP为例,仿真验证所述方法的有效性。

面向暂态功角稳定提升的水光互补发电系统紧急切机控制

我国西南地区水电和光伏资源丰富,利用水光资源的互补特性,促进清洁能源的高效消纳,是实现“双碳”目标的有效途径之一。水电资源一般集中于偏远地区,长距离输电导致其与主网连接较弱,暂态功角稳定问题较为突出,水光互补系统中高比例光伏发电的接入进一步增加了系统暂态稳定问题的复杂性。然而当前光伏发电对互补系统暂态稳定影响机理尚不明晰,且缺乏基于定量计算的紧急切机控制方法。为此,首先建立了水光互补系统的等效功角曲线,详细分析了光伏接入前后系统的加减速面积变化情况。在此基础上,基于等面积法则提出水光协调的3种紧急切机控制方法,并根据综合评价指标选取优化切机方案。最后,基于单水单光-无穷大系统及四川省某县水光互补系统验证了所提方法的有效性。研究结果有助于推动解决新能源电力系统中新能源机组和同步机的切机量定量计算缺乏数学理论指导这一难题,能够提升水电和光伏的消纳与送出能力。

北京怀柔后安岭发电站崩塌特征及稳定性评价

后安岭发电站后崩塌特征复杂,存在稳定性难以控制的技术难题。本文以后安岭发电站后崩塌地质灾害治理项目为工程背景,基于对后崩塌特征以及稳定性评价等基础资料,分别对其进行稳定性分析、危岩体计算分析、稳定性评价、崩塌危险性预测,其次对后安岭发电站后崩塌防治对策进行分析,包括危岩清理与主动防护网的设计与施工。本文相关结果和认识能够为后安岭发电站后崩塌特征及稳定性评价提供数据支撑,具有一定的工程意义。

地磁暴影响下特高压交流电网电压稳定性量化评估方法

地磁暴时,地磁感应电流(GIC)流经变压器会产生大量无功损耗,引起电网电压波动。随着我国特高压交流电网规模的扩大,地磁暴给特高压交流电网电压稳定带来的威胁越来越大。为了准确评估地磁暴对电力系统电压稳定的影响,该文建立了适用于地磁暴期间衍生无功扰动影响电压稳定的分析模型,通过对线路的等效变换,适应于多电压等级电网的多进线节点电压稳定分析。该文将地磁暴造成的无功扰动加入电压稳定分析模型得出地磁暴影响下的PV曲线解析式,并提出电压失稳指标,避免了连续潮流法预测校正过程中步长难以准确选取、计算复杂等问题,便于确定电网遭受地磁暴侵害时的电压稳定薄弱点和负荷裕度,并通过规划的华东特高压交流电网算例对该方法的有效性进行了验证。

基于最小惯量评估的高比例新能源电力系统优化运行策略

高比例新能源接入给电力系统频率稳定带来了严峻挑战,同时也给电力系统的安全经济运行提出了新要求。现有研究大多采用内嵌频率稳定约束的方式来应对该问题,但该应对手段通常需要通过线性化处理或复杂的非线性优化手段进行求解,且通常仅从调度手段出发应对惯量不足问题。从最小惯量评估的思路出发,提出了一种面向高比例新能源电力系统优化运行方法。该方法基于“预处理”–“最小惯量评估”–“优化运行”三阶段运行架构,将内嵌频率稳定约束的优化运行问题解耦为“最小惯量评估”和“优化运行”2个步骤。该方法通过加入最小惯量约束的方式保障系统的频率稳定性,且可兼顾考虑调度手段和虚拟惯量补充手段对惯量不足场景的支撑作用。该方法思路清晰、易操作,优化运行模型的线性程度高,具有一定工程应用前景。最后,通过仿真分析验证了该方法的有效性和优越性。

考虑频率稳定性的新能源电力系统惯量水平多区间评价方法

随着大量新能源机组取代同步发电机接入电网,系统惯量水平的下降将威胁系统频率稳定,但基于频率稳定评价系统实际惯量水平与充裕度的方法仍相对较少。本文通过量化分析惯量与频率动态响应的关系,提出一种新能源电力系统的惯量分区评价方法。首先,基于新能源电力系统频率响应模型求解,并借助提出的惯量灵敏度指标分析惯量对相关频率安全指标的影响。然后,依据频率稳定约束与综合惯量灵敏度指标确定区间边界,构建惯量危险区、惯量敏感区和惯量饱和区三类惯量水平区间,并分析潜在最大扰动功率及调频能力对区间边界的影响。进而,提出惯量安全性系数与充裕度系数评价系统当前惯量的水平高低。最后,在DIgSILENT中建立IEEE10机39节点标准系统,仿真验证了所提系统惯量分区评价方法的有效性与可行性。

采煤沉陷区光伏电站地基沉降及稳定性研究

地基稳定性直接决定了采煤沉陷区光伏电站项目的可行性和运行长久性,以采煤沉陷区光伏电站建设项目为背景,按照地表变形敏感程度将建(构)筑物分为三类,归纳了地基沉降变形的主要来源,确定了采煤沉陷区建设光伏电站工程荷载影响深度,融合土力学分析法与概率积分法计算了光伏电站累计沉降变形,并分别采用现行规范和非线性模糊综合评价法开展了地基稳定性分析,最后指出了两种地基稳定性分析方法对光伏电站在采煤沉陷区建设的适用条件。结果表明:荷载影响深度判别标准的选取应依据设施结构抗变形能力与采空区赋存条件综合选取,高耸构筑物及复杂采空区地基宜用高判别标准;土力学分析法和概率积分法计算的光伏电站建设沉降量分别为164.2 mm、1291.8 mm,该工程地基沉降主要为采空区地表残余变形;现行规范与非线性模糊综合评价法均适用于面状对象,但对于高压输电线塔等点状对象,后者更加适用;非线性模糊综合评价结果与现场实际更为一致,证明该方法可有效评价采煤沉陷区光伏电站地基稳定性。

安全稳定控制系统动作行为敏感度评价方法研究

随着电网规模的不断扩大和运行方式的日益复杂,电力系统的安全稳定运行日趋重要。安全稳定控制系统作为电力系统安全稳定的“第二道防线”,其动作行为结果直接影响电力系统在故障情况下能否维持安全稳定运行。通过研究安全稳定控制系统动作行为的敏感度评价方法,首先介绍了影响稳控系统动作行为的敏感因素,其次介绍了基于灰色关联度的敏感度分析方法,并通过算例分析了某地区电网安全稳定控制系统的各敏感因素,为稳控系统的建设与策略制定提供参考。

基于蚁群算法的电力系统干扰稳定评估研究

电力系统是电能生产与消费的系统,对于保证用户用电质量具有重要作用。在外界干扰因素的影响下,电力系统的稳定性降低,针对上述问题,提出基于蚁群算法优化神经网络的电力系统干扰稳定评估方法。设置电力系统稳定分级标准,根据电力系统的组成以及干扰因素的作用原理,构建电力系统干扰模型。在该模型下,采集电力系统实时运行数据,利用蚁群算法优化的神经网络,提取电力系统的运行特征,设置干扰稳定评估指标并确定指标的具体取值。通过与传统评估方法的对比,发现优化设计评估方法的稳定等级评估正确率提高了7.5%,评估运行时间更短,将其应用到电力系统的管理工作中能够有效地降低因干扰引起的经济损失。

特高压同步电网安全性评估

重点研究特高压同步电网是否能满足我国电力系统安全稳定性的标准要求。在总体评估特高压同步电网安全稳定性的基础上,探讨进一步利用新技术提高系统安全稳定水平的可能性及效果。电网安全性分析的内容主要包括:电力系统的潮流及静态安全分析、暂态稳定性、动态稳定性、抵御严重故障能力及稳定控制措施、特高压交、直流输电系统相互影响及送、受端系统安全、无功平衡及调压、短路电流水平、提高系统稳定性及特高压电网输电能力的先进技术措施等。

我国互联电网电压稳定评价标准框架探讨

作者介绍了我国电力系统电压无功管理标准,指出了无功管理标准中存在的问题,推荐了静态电压稳定评价指标,并结合我国电网的发展现状,借鉴国外电压稳定的评价标准,分析了影响电压稳定评价的相关因素,提出了适合于我国互联电网电压稳定性评价的标准框架。

短期和中长期电压稳定仿真及评价

阐述了短期及中长期电压稳定分析方法和建模要求,并针对我国电网仿真分析的现状,指出了电压稳定仿真和建模方面存在的主要问题;结合实际电网的短期及中长期电压稳定仿真计算,分析了短期电压崩溃和中长期电压崩溃过程的事故特征,并对电压失稳机理、暂态电压稳定和中长期电压稳定的评价方法做了进一步的探讨。

电力系统有功和无功功率充裕度评估

无功功率与系统电压稳定及电压崩溃现象密切相关,其对系统稳定运行具有重要意义。然而,在传统可靠性评估中,很少计及无功功率的影响。文中分别从有功和无功功率两个角度对电力系统可靠性进行研究。在评估中,考虑了有功和无功功率短缺以及由于系统故障引起的电压扰动问题,在事故后采用三级切负荷技术来确定有功和无功功率对电力系统可靠性的影响,并找出最经济的方法来缓解网络参数越限问题。

一种考虑排序稳定分析的电能质量综合评估新方法

在电能质量综合评估时,多位专家应用层次分析法确定其各指标权重,考虑到多位专家意见不统一造成的权重分配错误,运用熵值法求解出各位专家在确定电能质量指标权重时的作用大小,从而求得各指标的最终权重;然后,针对电能质量综合评估指标的不确定性,引入联系度概念,应用联系度处理电能质量综合评估指标的不确定性,将各评估指标值与标准值比较,建立电能质量综合评估的联系度模型;联系度中差异度系数是一个不确定的区间值,对其进行研究,可为电能质量优劣排序做进一步的稳定性分析,因而给电能质量综合评估提供了一种更精确全面的新方法。