考虑用户负荷特性的低频减载优化策略及实现方法研究

低频减载对于负荷调节的时效性以及准确性要求较高,在负荷削减的过程中存在欠切和过切的现象。同时,负荷调节涉及的用户较多,给用户带来不便,负荷削减还会对设备的正常运行产生影响。针对上述问题,本文提出一种面向用户负荷特征的低频减载分层调节策略。该策略将负荷调节偏差最低、减载用户比例最小作为优化目标;根据高污染、高耗能等不同特征,设置用户负荷的重要等级标签,以此调节参与负荷削减的用户比例,保障普通用户供电正常。此外本文设计了基于负荷控制单元的低频减载系统执行机构,通过预先向负荷控制单元下发调节策略,解决低频减载的时效性和准确性问题。本文通过仿真分析低频减载控制策略的合理性,实现了平均每轮0.87%的较低调控误差,每轮参与负荷削减用户的比例平均值为45%。该策略实现了监测更靠前、切荷更及时、管控更精准的预期目标。

基于多代理技术的低频低压减负荷控制

随着互联大电网的电压、频率稳定问题日益复杂,其分析和控制应进一步在全局范围内协调考虑。传统的低频低压减负荷控制方法,对分散安装在各地的控制装置缺乏协调,不利于实现系统整体控制的实时协调和优化。文中提出一种基于多代理技术实现多个就地减负荷控制装置协调动作的新方法。其核心思想是基于节点电压频率动态的空间分布特性,并计及当前工况及系统受扰程度自动调整减负荷控制策略。IEEE 14节点系统及国内某实际电网的时域仿真结果均验证了该方法的有效性。

计及负荷频率特性的低频减载方案研究

低频减载是电力系统抑制频率下降、维持系统频率稳定的有效方法。该文针对目前低频减载方案中忽略了负荷频率特性的不足,提出了一种新的计及负荷频率特性的低频减载方案,该方案充分利用了频率下降时,负荷自身吸收的功率也下降的特点,优先切除频率调节系数小的线路,此举有利于系统频率的快速恢复和系统稳定,文中对方案的实现进行了详细的介绍,并采用单机系统进行了数字仿真,仿真结果验证了该方案的合理性。

综合电压频率动态交互影响的自动减负荷控制新方法

基于单一的频率量测或单一的电压量测而独立动作的传统低频低压减负荷控制装置,未计及受扰系统电压与频率之间的实时动态交互,难以完全适应系统初始工况、负荷特性或扰动形式的变化,某些情况下可能出现严重的欠控制或过控制。文中提出一种在装置的实时控制算法中计及电压与频率动态交互影响的自动减负荷控制方法,其核心是测量装置安装节点的电压、频率以及负荷有功功率,并计及与当前系统初始工况、负荷特性或所发生扰动形式相对应的频率电压相关系数,实时计算综合状态量以触发自动减负荷控制装置的分轮次动作。对实际电网的时域仿真结果表明,该方法可较好地适应系统初始工况、负荷特性或扰动形式的变化。

适用于频率安全稳定的低频切泵及减载协调优化方法

基于轨迹的时域动态仿真分析方法,在比较低频切泵与低频减载性能及控制效果等方面差异的基础上,总结了电网低频切泵和低频减载的整定方法,提出了低频切泵与低频减载两者之间的协调优化方法。通过仿真算例对该方法进行了验证,结果表明该方法可行、有效。

关于低频低压切负荷决策优化协调的评述

从低频/低压切负荷优化问题的要素和研究内容出发,评述该时变非线性的时—空—物综合的风险优化问题的特点、求解技术、现状,并展望其发展方向。涉及的要素包括目标函数、约束、故障集、控制方式、控制地点、控制时间、搜索策略。传统的基于单机单负荷模型的低频切负荷和低压切负荷的整定方法不能满足现代电力系统的要求,提出基于轨迹量化分析和风险控制的发展方向,用安全裕度对控制措施的性价比来指导搜索、迭代优化。在此基础上研究切负荷控制的机理,实现低频与低压、前馈与反馈、暂态与中长期切负荷的综合协调。

计及需求响应的智能化微网频率紧急控制策略

随着分布式能源的迅猛发展，未来电网将呈现出大型电网与微网协调并存的局面。传统频率紧急控制方法主要以大电网为研究对象，故该文针对微网特征提出一种智能化控制策略以适用于分布式电源接入的微网：通过合理设置频率阈值来避免故障时急剧的频率偏移对微网稳定性的威胁；考虑对系统功率缺额实施动态估算，以准确选择负荷控制量；研究系统等效惯性常数的精确计算方法，从而降低策略的实施误差；计及需求响应的协调配置来减少策略控制代价。基于此，将所提策略设置为基于需求响应和基于低频减载两个主控制模块，并制定策略实施的具体流程。同时，在理论上对所提功率缺额动态估算的准确性进行证明。最后，在IEEE13节点微网中仿真，分析表明：在不同场景下，所提策略均能有效保障系统频率稳定；由于需求响应的合理应用，其控制代价也能有所降低。

基于频率和电压稳定的紧急控制策略研究

紧急控制中的低频减载和低压减载策略作为第三道防线的重要内容,已经在电力系统中广泛加以采用,对防止系统稳定破坏具有重要意义。在分析和总结国内外低频减载和低压减载方面主要研究工作的基础上,归纳了目前切负荷方案的优缺点,着重指出系统受到大的扰动时,电压稳定和频率稳定均受到威胁,仅考虑频率或电压单一变量的切负荷策略是不可靠的。因此,新提出的紧急减负荷策略还需要考虑系统网络拓扑的变化,以及频率稳定和电压稳定的相互影响,以实现切负荷的动态自适应性。

低频低压切负荷的控制负效应及其机理

在有关文献研究功角稳定控制负效应的基础上,分别发现切负荷对暂态频率及电压安全的控制负效应现象。利用扩展等面积准则及暂态频率和电压安全量化理论揭示其机理,探索电力系统稳定问题的复杂性,提高了切负荷控制优化的强壮性。给出一个简单的3机9节点算例可用于重现该现象,并通过大系统中的仿真实例说明问题的现实性。

低频低压切负荷布点及轮次的优化与协调

低频切负荷和低压切负荷的协调优化是离散变量(地点和轮次)和连续变量(各轮的控制量)的混合优化问题。它具有高维时变非线性微分代数方程组的稳定性约束,包括功角有界稳定性和振荡阻尼及代数变量的偏离量,并考虑多工况、多场景、多控制点、多轮次。将其解耦为4个子问题:按控制点的贡献度动态排序优化布点;从有效控制母线数最少和故障严重程度最小的故障开始,逐个故障确定切负荷点和切负荷量,并将已有整定结果作为场景,对余下母线的贡献度动态排序,迭代优化首轮初值;以多工况下各故障的欠切风险和过切风险代价之和最小为目标,按替代前一轮的机会性价比将各控制母线动态排序,确定后续轮的控制量;按解耦优化-迭代协调方式协调低频切负荷和低压切负荷。通过实际系统的算例验证了算法的有效性。

电力系统仿真软件PSASP接口研究与应用

对电力系统仿真软件PSASP的结构和作业数据库进行了剖析,开发了能自动循环调用其暂态稳定计算模块和访问其计算数据的接口。针对传统基于单机单负荷模型的低频减载方案整定方法的缺陷,将所开发的接口应用到基于时域仿真的方案优化程序和方案校核程序的编写。最后对某地区电网进行低频减载方案整定计算和方案校验。仿真结果表明,所述接口对增强PSASP的计算功能和提高计算效率,降低现场工作人员工作量具有很好的效果。

基于负荷频率特性的低频减载方案优化

针对当前低频减载整定方案大都没有计及负荷重要性,及负荷切除对于系统频率恢复的灵敏性的问题,本文建立了同时考虑上述两种负荷特性的低频减载优化新模型。该模型基于对系统负荷的分类、设置与每类负荷对应的低频减载方案。在保证全局统筹切负荷的情况下,以系统切负荷量最小和频率偏移最小作为优化目标,基于机电暂态仿真与粒子群算法相结合的方法,对低频减载方案中各类负荷的各轮次切负荷比例参数进行优化,从而获得最优的低频减载方案。实际算例证明了本文方法的有效性与正确性。

并联电容投切对孤立系统低频减载设计的影响

进行系统低频减载方案设计时 ,简单的频率响应模型由于未考虑系统电压对频率过程的影响而导致不少情况下无法适用。文中针对孤立小受端系统 ,通过仿真表明在大有功缺额扰动下此类系统极易出现低电压问题 ,从而很大程度上影响了频率行为 ,并影响了低频减载装置的动作。通过比较不同的并联电容投切模式对频率过程的影响 ,提出了合理抑制电压升高基础上的更为合理的减载方案 ,以更有效地恢复系统频率和电压。

解列后局部孤网的自适应第三道防线配置方法

通过薄弱交流断面与主网相连的局部电网在断面解列后转为孤网运行时,容易出现频率稳定或电压稳定破坏问题。以某实际局部电网发生的一起全停事故分析了现有低频低压切负荷和过频切机配置方法的不足,提出一种适用于解列后局部孤网的低频低压切负荷和过频切机配置方案,以改善第三道防线对孤立电网运行方式或电网规模变化的适应性。其主要思路是将低频低压切负荷及过频切机方案分为速动区和补偿区,前者用于快速平抑不平衡功率冲击,避免频率或电压大幅偏移;后者用于避免频率或电压快速变化时,低频低压切负荷或过频切机多轮次相继动作导致过控。基于实际电网的仿真结果验证了所述方法的有效性。

调度自动化系统负荷切除和恢复功能的设计与实现

针对现有调度自动化系统没有提供专门的负荷切除和恢复工具的问题,综合考虑调度员所关心的与切负荷相关的因素,提出了基于调度自动化系统平台开发的调度负荷切除和恢复系统,介绍了设计思路和实现方案。系统提供了低频减载装置以及变压器绕组过载监视功能、负荷投切方案制定功能,以及手动和自动投切负荷功能,方便了调度系统投切负荷的操作。系统已在苏丹国家电力公司(NEC)投入运行,在菲律宾投入试运行。

适用于微网孤岛运行的低频减载方法

提出了一种微网频率控制新策略。该策略由PID控制器构成频率的闭环控制回路,根据系统的功率缺额,调整PID控制算法,并分别采用粗调轮与细调轮低频减载(under-frequency load shedding,UFLS)、紧急启动轮UFLS等策略进行频率控制。紧急启动轮UFLS控制策略可以提高微网的系统稳定性和可靠性;粗调轮与细调轮UFLS控制策略可以适应不同的功率缺额,使控制的负荷量尽可能细化。仿真结果验证了方法的有效性。

计及同调分区和全局优化的电力系统低频减载方案

电力系统低频减载方案是低频减载保护的重要方面,分区低频减载方案的性能直接决定了低频切负荷的效果。针对以往低频减载方案设计方法的不足,提出了一套新的整定方法。首先通过分析方案特性,提出了一种基于参数取值集合的基础集整定方法,该方法能够整定出相对完整的候选方案集合;然后讨论了电力系统发生解列时,独立行政分区中的分区组合情形,给出了低频减载同调分区及相关概念的定义,并提出了建立系统同调分区集合的算法;最后给出了计及同调分区的方案全局优化算法。上述整定方法可以获得全局最优方案,使低频减载方案在不同事故情况下都能有优良的切负荷性能。

计及低频减载动作的最大暂态频率偏移快速估计

随着大容量远距离高压直流输电工程建设和大规模可再生能源的接入,受端电网频率安全风险增大。针对大容量直流闭锁等可能触发低频减载的严重扰动,文中提出基于机器学习的电力系统最大暂态频率偏移快速估计方法。将问题分解为低频减载响应判断和最大频率偏移估计两个子问题,通过子模型交替求解估计最大暂态频率偏移;基于支持向量回归方法构建最大频率偏移估计子模型,以支持向量机为个体学习器构建基于Bagging集成学习的低频减载响应判断子模型;以运行方式信息和扰动信息为输入,采用ReliefF算法和主成分分析法对输入特征进行选择和提取,降低模型复杂度。以某多直流馈入受端系统为例构建最大暂态频率偏移估计模型,验证所提方法的准确性和适应性。

考虑暂态频率特性的孤立电网低频减载方法

针对孤立电网运行频率波动范围较大且负荷有限的特点,提出一种考虑系统暂态频率特性的孤立电网低频减载方法.该方法采用较低的频率启动值及较少的启动轮次;根据实际系统暂态频率特性,对于频率启动值较大的轮次,采用较长的动作时限;并采用最低频率轮先动作其他轮间并行或的动作逻辑;且在特殊情况下,采用低频减载与快速连切负荷相结合的措施确保系统频率稳定.应用实例分析表明该方法能在很大程度上提高低频减载的有效性,避免低频减载装置无谓动作,有利于孤立电网运行的安全稳定.

基于暂态频率偏移安全性的低频减载方案优化

基于启动频率和动作延时的低频减载方案应用广泛,但传统整定方法的模型高度简化,整定方案较为粗糙,难以适应运行方式变化。以满足系统最大功率缺额为目标,将基本轮启动判据视为暂态频率安全二元表,定量分析暂态、稳态频率约束,提出基于暂态频率偏移安全性的低频减载方案优化整定方法,并考虑电压波动对低频减载方案的影响,将电压波动折算为频率偏移以提高低频减载方案适应性。仿真表明,该方法能准确整定低频减载方案,有效控制系统频率,并给出系统频率稳定信息。