交直流电力外送通道的协调控制分析

针对高压直流大功率运行时发生换相失败、再启动等故障可能引起大量不平衡功率在送端交流电网涌动甚至造成交流电网解列的问题,对比了受端故障引起的直流故障与人工设置直流故障的影响,发现用人工设置直流两次同时换相失败代替扫描受端交流故障可兼顾安全性和可操作性。比较了定功率总和情况下直流不同功率组合故障时对送端交流断面的功率冲击,提出了用直流功率之和作为分档标准。分析了送端电网开机位置及容量对直流冲击的支持作用,提出了送端交流电网开机容量分档控制策略。应用PSASP软件分析了满足直流满功率运行对交流外送断面的约束以及保证交流外送断面能力对直流功率的需求。提出了交流断面的预控策略,在保证电网安全的基础上可提高交直流协调外送能力。

兼顾正负旋转备用的华中电力调峰辅助服务市场设计与实践

由于中国华中地区区外受电不断增大、区内新能源快速发展,加之近年来区内电力平衡从华中四省富余转向部分省份部分时段紧缺,华中电网实际运行中面临部分省份低谷调峰困难和高峰备用容量不足等问题。迫切需要通过市场化机制打破省间壁垒,促进省间调峰互济,从而提升华中电网消纳可再生能源能力和系统运行经济性。文中重点介绍了华中电力调峰辅助服务市场设计的时代背景、基本原则和基本理念、市场运营规则,并针对性地分析了与水电应急交易的关系、与"两个细则"的关系、与中长期交易的关系、网省两级安全校核协调机制等相关问题。实际电网的运行实践表明,所设计的电力调峰辅助服务市场能够实现正负旋转备用在华中全网范围内的优化配置。

大规模电力系统阻尼控制器协调优化方法

为提高电力系统的小干扰稳定性,研究了阻尼控制器之间的协调优化策略,以选定的待改善模式为目标模式,采用模式追踪技术,以目标模式阻尼比最大化为优化目标建立优化模型,采用一种基于云模型理论的改进模拟植物生长算法(plant growth simulation algorithm,PGSA)对阻尼控制器参数进行协调优化。该算法通过改进搜索步长和迭代中加入云模型理论来提高算法的搜索效率和收敛速度,并且克服了常规PGSA算法无法适用于连续函数优化的缺点。进一步,基于大规模电网算例,分别以局部和区域间的低频振荡模式为目标模式进行参数优化,仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于2m+1点估计法的考虑风力发电接入时电力系统谐波概率潮流算法

谐波概率潮流是评估风电接入对电网运行影响的基础。针对具有间歇性和波动性的风力发电装置接入电网时注入的谐波电流幅值和相位具有不确定性的问题,提出了一种基于2m+1点估计法的谐波概率潮流分析方法。该方法避免建立已知随机变量和待求随机变量之间的解析关系式,也无需已知输入随机变量的概率密度分布,仅根据样本数据的高阶矩构造估计点,得到电网支路谐波电流的期望、方差等统计信息,进而求得电网各支路谐波电流的分布范围。基于实际电网算例对文中所述方法进行验证,结果表明在计算精度相仿的情况下该方法比蒙特卡洛法仿真计算量更少,并且比区间分析法所得的结果更科学、合理。此外,考虑谐波注入源谐波电流幅值和相位的双重不确定性分析所得结果更符合实际情况。

交直流混合电力系统的安全校正策略

随着交直流混合电力系统的迅速发展,直流闭锁或线路故障引发系统连锁故障的风险增加,故需要根据电网运行状态采取相应的控制措施避免潮流进一步过载。在智能电网背景下,考虑将直流和可控串联补偿器(TCSC)也作为控制措施以进一步减少负荷切除量。制定安全校正策略常用的方法有灵敏度法和优化规划法。灵敏度法便于在线切机切负荷控制,分析了直流功率和TCSC电抗值的支路潮流灵敏度是控制量的函数并非定值,故在交直流混合电力系统的安全校正策略制定中应用灵敏度法有一定困难。针对优化规划法优化变量多、计算时间长、难以在线实施,提出采用启发式搜索原理缩减优化变量数量的优化规划法,该方法基于负荷转移因子(LSF)筛选出对待调节支路控制效果最好的发电机和负荷节点,将这些节点的功率与直流功率以及TCSC电抗值一同作为优化变量,以负荷总切除量最小即经济性最佳为目标函数建立优化模型并采用智能优化算法求解,能够在较短时间内得到安全校正方案。基于改造的IEEE30节点算例系统,通过与不采用启发式搜索以及不考虑将直流功率和TCSC电抗值作为优化变量得到的结果相比较,该方法的有效性及优越性得到验证。

考虑稳态频率约束的含大规模风电电力系统机组组合研究

风电的大规模接入给电力系统运行带来了新的挑战。随着风功率的渗透率逐渐增加,由风功率预测误差带来的不平衡功率将导致频率波动量的增加。含风电电力系统的机组组合问题往往没有考虑系统的安全约束,尤其是频率安全约束,而频率安全约束将直接影响发电计划的可行性。搭建考虑稳态频率约束的含大规模风电机组组合优化模型,并采用CPLEX优化软件来进行求解,从而得到系统常规机组发电成本最小。最后,以小规模电网算例对所提方法进行测试,将测试结果与传统的考虑频率约束的机组组合方案进行比较,验证了该方法的有效性与优越性。

应对特高压直流阀组相继故障的跨区交直流协调控制方法

特高压直流控制保护的最小单位由极控制保护变为阀组控制保护,有可能发生阀组相继闭锁故障,而传统交直流协调控制方法针对直流紧急功率1 s内仅能进行1次,无法多次动作,直流快速功率支援能力不能充分发挥。应对特高压直流换流器短时相继故障,提出延时调制直流的交直流协调控制方法,通过优化直流功率紧急控制时机,充分发挥了直流对切负荷措施的替代作用,解决了因直流功率调整功能约束导致切负荷量过大的问题。该方法已应用于华中电网跨区交直流协调控制系统。

基于电力调度数据网双平面的主站控制多机多链路采集方案

为提升电网调度自动化系统数据采集的稳定性,结合国家电网公司调度数据网双平面(SGDnet)建设模式,遵循智能电网调度技术支持系统数据采集与交换标准,提出基于电网调度数据网双平面的主站控制中心系统多机多链路的采集方法。该方法采用了多通道负载均衡、多级并列运行、多链路热备冗余、多源数据处理等技术,提高了数据采集的稳定性和可靠性,同时结合主站控制中心系统节点管理等技术解决了因单点故障导致数据不刷新等问题,保障了调度生产需要。通过此方法所研究的数据采集系统已在多个调度中心投入现场运行。

华中电网联络线计划优化建模与求解

华中电网联络线计划编制工作量大,计划调整复杂繁琐,同时现有的人工编制模式将无法满足后续的大电网网省协调计划。针对上述问题,根据华中电网的实际情况建立了电力交易与联络线的链表模型及跨区、跨省大电源与联络线的图论树模型,并以此为基础提出了以调整量最小为优化目标,以合同电量、电源出力、联络线传输功率为约束条件的计划编制优化模型,且采取广度优先搜索的遍历技术与循环迭代对模型进行求解。该模型完整描述了华中电网联络线计划所涉及的各类问题,实现了计划的自动编制与灵活调整。实际运行结果证明了所提出模型的正确性与有效性,模拟仿真结果表明该模型在联络线计划调整时,具有独特的技术优势。

跨调度中心WAMS动态数据的新型互联互通方案及关键技术

我国广域量测系统(wide area measurement system,WAMS)主站一般仅接入具有调度管辖权的相量测量单元(phasor measurement unit,PMU),其监测范围局限于直接采集的数据,难以从全局范围内了解电网动态特性。同时,传统的WAMS互联方案还存在数据模型不一致、互联主站数少、交换数据少等问题。为解决这些问题,文章基于智能调度技术支持系统基础平台,设计了一种面向请求的动态数据互联服务结构,研究了一种跨调度中心WAMS动态数据的新型互联互通方案。在既有的电网设备唯一标识方法和电网设备统一命名方法的基础上,提出一种适用于WAMS数据模型的建模方法。文中对实时数据和历史数据的API访问接口进行扩展,使之支持跨调度中心互访功能;同时讨论了动态数据压缩传输技术和协议。最后,对所设计的方案进行工程推广应用和性能测试评估,结果表明该方案切实可行。

基于前K最短路径的电力系统低频振荡源定位方法

为了快速定位低频振荡源并及时采取相应措施抑制振荡的扩散,提出一种基于电力网络拓扑的振荡源定位方法。利用局部振荡及区间振荡模式下振荡源所在区域发出能量的特点,结合图论思想,在割集能量的基础上,提出最大振荡能量流割集的概念,将振荡源定位问题转化为最大振荡能量流割集的搜索问题。根据振荡能量流传播转移的特点,运用前K最短路径收缩搜索空间,利用往返替换算法找出所有割集,将振荡源所在范围限制在最大振荡能量流割集的内侧。利用蒙西电网进行仿真验证,结果表明,该方法能够快速有效地定位振荡源,且同时适用于局部及区间两种振荡模式,有一定的实用价值。

华中电网在线安全稳定分析系统应用探讨

本文论述了华中电网在线安全稳定分析系统的基本原理和机制,在线实时态实时发现电网运行薄弱点和风险并给出辅助控制策略,在线研究态可进行预想方式和应急状态分析评估,提前拟定电网控制策略,能大幅提高电网安全运行水平和降低大范围停电风险。以特高压线路为实例进行了详细分析探讨,验证了在线分析系统功能,为调控人员掌控大电网运行提供了深入研究手段。

大电网交流联络线功率协调控制考核方法

针对省级电网在考核周期首末时段的大幅调整行为与跨区特高压交流联络线控制要求不能协调的现象,提出了一种协调性更好的省间联络线控制考核方法。首先分析得出了当前华中区域省间联络线控制与跨区特高压交流联络线控制不协调的原因:一是目前省间联络线控制采用的CPS2标准的考核周期为15min,对特高压联络控制采用的1min考核周期内的功率波动难以形成有效约束;二是CPS2标准与T1标准的区域控制偏差(area control error,ACE)可行域不能协调统一。其次,为抑制省级电网在考核周期首末段的大幅调整行为,提出将CPS2考核指标替换为各省15min内每分钟ACE均值绝对值的均值。最后,对新办法的实施效果分析发现:每个考核周期15 min首、末2 min内特高压考核点所占比例由27.54%降为26.95%,接近26.67%的平均分布概率;跨区交流联络线考核点数由1660减少为1040个;跨区交流联络线波动幅度平均每月>300 MW的波动时长占比由3.219%降为2.506%;省级电网在考核周期内的ACE曲线形态更为平坦;省网每分钟ACE均值降低。该考核办法有效抑制了省网在考核周期首末段大幅调整的行为,省间联络线控制与跨区交流联络线控制的协调性更好。

大规模复杂网络的电力通信可靠性评估算法研究

在基本可靠性框图RBD的基础上,介绍了一种新的电力系统通信可靠性计算方法,其具有扩展性强、计算效率高、仿真精度高、建模方便的优点,可用以解决目前大电网可靠性分析方法的计算过程复杂、工作量巨大、计算速度慢、分析结果不够准确的问题,具有重要的推广应用价值。

考虑风电出力概率分布的电力系统可靠性评估

由于风电出力的波动性,大规模风电并网会对电力系统的可靠运行带来影响。基于风速威布尔分布和单台风电机组功率特性,建立了考虑机组强迫停运率的风电场可发出力概率模型,模型能够反映风电场出力的随机性。同时,研究了电力系统可靠性指标随风电场可发出力的变化趋势,在此基础上,考虑到传统单一可靠性指标的不足,对含风电场电力系统的可靠性指标概率分布情况进行研究,求得风电场接入电网产生的风险价值和条件风险价值指标,为风电场的规划和运行提供基础。

含CAES和多类型柔性负荷的电力系统多时间尺度电能-备用联合优化调度

为了应对大规模风电接入,压缩空气储能(CAES)技术和柔性负荷主动响应技术在近年来发展迅速。以含CAES电站、可转移负荷、可中断负荷、可直接负荷控制(DLC)负荷、风电场、常规机组的电力系统为研究对象,综合考虑CAES电站和多类型柔性负荷在日前、日内、实时时间尺度下的调度特性及其在备用与调频方面的应用潜能,建立考虑源-荷-储协调互动的电力系统多时间尺度电能-备用联合调度模型。该模型以最小化电网运营商的总支出成本为优化目标,能够同时制定系统的发电计划、旋转备用购置与调用计划和自动发电控制(AGC)参与因子配置计划。基于修改版PJM-5Bus系统的仿真结果验证了所建调度模型的有效性。

提高电力系统稳定器增益的相位幅值协调优化方法

特高压互联电网的建设造成了系统低频振荡和阻尼的降低,增加了电网动态失稳的风险。电力系统稳定器(PSS)可以有效地提高系统的阻尼。由于常规的参数设置方法可能造成PSS运行增益偏小的问题,文中提出了一种新的参数设置思路和方法。通过相位和幅值协调优化,提升PSS增益的稳定裕度,从而大幅提高PSS正常运行时的交流增益,明显地增强PSS的阻尼效果。仿真及实际现场PSS投运试验验证了新的参数设置办法在基本不影响角度补偿的情况下,大幅提高PSS运行增益,提升抑制低频振荡的能力,提高小干扰稳定性和电网故障后的恢复能力。

华中电网安全稳定控制装置技术管理现状与发展

本文介绍了华中电网稳控装置技术管理的现状,分析了稳控装置配置日益复杂的根本原因,深入剖析了华中电网稳控装置在技术管理方面存在的相关问题,并在此基础上提出了进一步提升稳控装置技术管理水平的发展思路。

华中电网调试操作票智能成票系统设计与开发

结合华中电网调试操作经验,将调试操作票的操作指令按功能进行模块划分,逐一研究各模块成票机理;依据《华中电网状态令术语规范》定义描述电网各类设备元件状态的数据结构(状态表单),并用于记录和流转设备状态信息;根据调试带电路径特征,编制了基于电网拓扑的链式推理成票规则及防误规则。通过对调试操作票成票过程的模块化、数据化和流程化处理,设计和开发了华中电网调试操作票智能成票系统,提高了华中电网调试操作效率与安全性。

特高压交流线路大功率北送方式下华中电网运行分析

2012年特高压交流扩建工程进行了北送大负荷试验,利用华中电网水电大发时期,丰沛的水电对特高压交流扩建工程大功率向华北送电能力进行了考验。本文基于试验期间华中电网运行情况统计数据,进行了电网潮流、电压、稳定水平分析评估,并得出有关结论。