基于潮流转移识别的紧急减载控制策略研究

提出了一种基于图论分析和路径搜索的关键支路识别方法。依据图论中割点、块和最短路径的概念,结合潮流转移分布系数和潮流冗余量,对受支路开断影响最严重的支路进行识别。对新英格兰10机39节点的算例分析表明:能克服以往识别关键支路的不完整性和仅采用潮流转移分布系数确定支路受影响程度的不足,将网络安全性分析的幅度由整个网络缩小到关键支路集内部支路,为潮流转移识别和减载控制策略减小了分析范围。同时提出了基于网络相关度系数和灵敏度的减载策略,该策略能在准确识别潮流转移基础上以最小的调整量快速消除过载,并保证其余支路不过载,算例分析验证了其可行性、正确性。     

基于双向邻接路径和多支路断开 的快速潮流转移识别

为了加快输电断面搜索速度,提出了一种基于双向邻接路径的输电断面搜索方法.利用双向邻接路径算法搜索前K最短路径,对K的取值进行优化.基于叠加定理分析多支路断开情况下的潮流转移特点,并推导在多支路断开情况下线路功率变化量的表达式,估算潮流转移后线路的功率.定义并结合危险系数选取危险线路集.New England 39节点系统的仿真结果表明,此方法有效避免线路漏选,并适用于多支路断开情况,无需对全网进行计算分析,减小了大量的计算量,满足搜索的快速性和全面性,为过负荷控制做充分准备,对预防连锁跳闸事故的发生意义重大.     

基于多支路切除和背离路径的潮流转移识别算法

给出了一种基于多支路切除和路径搜索的潮流转移快速识别算法。该方法根据故障支路切除后的潮流转移特征,首先深入分析了转移到非故障线路上的潮流组成,其次在一定的节点深度内搜索切除支路两端节点间的前K条最短路径集,最终识别出受潮流转移影响较大的线路构成输电断面。文中在切除支路的潮流转移估算、K值选取和断面判据方面作了重要改进,以适应于发生多支路切除情况下潮流转移的识别;重新建立了一种K的取值方案,并采用背离路径算法确定最短路径集,在减少分析计算量的同时有效避免了输电断面漏选问题。IEEE30节点系统的仿真验证了本文算法的有效性。     

基于图论和电压相角的潮流转移危险线路快速搜索

为避免潮流转移导致线路连锁过载跳闸,提出一种基于图论和电压相角的潮流转移危险线路快速搜索方法。利用矩阵运算和节点电压相角搜索开断线路的等相角并行输电线路,由等相角并行输电线路出发,寻找经过该线路的开断线路两端节点之间的最短路径得到潮流转移线路集合。利用潮流转移后的线路功率和有功功率传输极限定义潮流转移危险指数,并利用该指数从潮流转移线路集合中筛选潮流转移危险线路。克服以往方法仅依据潮流转移量判断潮流转移危险线路的缺点,并且在寻找潮流转移传输路径时更加有针对性,避免了漏选或多选线路的情况,同时该方法不涉及电网分区,不会漏选区内潮流转移危险线路。在IEEE39和IEEE118节点系统中对该方法进行了验证。     

基于图论和电压相角的潮流转移危险线路快速搜索北大核心

为避免潮流转移导致线路连锁过载跳闸,提出一种基于图论和电压相角的潮流转移危险线路快速搜索方法。利用矩阵运算和节点电压相角搜索开断线路的等相角并行输电线路,由等相角并行输电线路出发,寻找经过该线路的开断线路两端节点之间的最短路径得到潮流转移线路集合。利用潮流转移后的线路功率和有功功率传输极限定义潮流转移危险指数,并利用该指数从潮流转移线路集合中筛选潮流转移危险线路。克服以往方法仅依据潮流转移量判断潮流转移危险线路的缺点,并且在寻找潮流转移传输路径时更加有针对性,避免了漏选或多选线路的情况,同时该方法不涉及电网分区,不会漏选区内潮流转移危险线路。在IEEE39和IEEE118节点系统中对该方法进行了验证。     

基于关键线路的输电断面识别

为提高电网实时监控水平,提出一种基于关键线路的输电断面识别方法。以功率灵敏度矩阵为基础,计算改进线路电气介数识别电网关键线路。以关键线路为主导线路,在其所属的潮流转移区域内搜索相应的输电断面。改进线路电气介数计算简单,符合实际电网潮流分布特点;将电网划分为多个潮流转移区域,并结合局部灵敏度计算法及稀疏向量技术,大幅度减少了搜索输电断面时的计算量;基于关键线路识别输电断面,避免了计算电网所有割集,同时保证了所得断面为在功率传输中起重要作用的关键断面。在IEEE39节点系统中对本文方法的正确性进行了验证。     

基于倒序派生背离路径的输电断面快速搜索

针对因单一支路故障被保护切除引起相邻支路过载,后备保护相继动作引起大面积停电事故,分析潮流转移路径的特征,给出一种基于倒序派生背离路径的输电断面快速搜索算法。对第K条最短路径节点采用倒序派生背离路径,得到受潮流转移影响的路径集合。引入有功增加因子作为筛选指标,找出前K条最短路径中受潮流转移影响严重支路,并构成最终输电断面。当系统中某一支路故障被保护切除时,通过对输电断面的快速搜索,极大缩小了过载支路搜索范围,提高搜索速度。为闭锁后备保护防止误动及紧急减载控制策略实施提供了更充足的时间。对中国电力科学院(CEPRI)36节点系统进行仿真分析,验证算法的快速性和可行性。     

基于加权潮流冲击熵的电网节点抗干扰能力分析

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于加权潮流冲击熵的电网节点抗干扰能力分析方法。当系统断线故障和负荷水平提高时,分别利用直流潮流法和功率灵敏度矩阵估算节点所连线路的潮流增量及负载率,结合该节点度数计算其加权潮流冲击熵,进而得到其受冲击指标,反映节点对系统断线故障及负荷水平提高的抗干扰能力。直流潮流法和功率灵敏度矩阵可通过简单的数学运算准确估算系统断线故障和负荷水平提高时各线路的潮流情况,计算量少,适用性好。加权潮流冲击熵反映了节点所连线路负载率偏高甚至过载时的危险性以及不同节点度数分散节点所受冲击时的差异。受冲击指标综合考虑系统断线故障和负荷水平提高对节点的冲击影响,判断节点的抗干扰能力。在IEEE39节点系统中对该方法的正确性和优越性进行了验证。     

随机潮流在输电网安全风险评估中的应用

在综合考虑发电机故障停运、负荷随机波动以及网络结构不确定性的基础上,提出一种基于随机潮流的输电网发生断线故障时的风险评估方法。首先,建立发电机、负荷的概率模型;然后,在构造的断线预想事故集下,运用基于半不变量法的随机潮流计算方法得到未故障支路有功潮流过载概率以及各节点电压越限概率;最后,结合断线故障发生的概率和支路功率过载概率、节点电压越限概率,建立输电网断线风险指标,依据断线风险指标值的大小来评估不同断线故障对系统的影响。对IEEE 30节点输电网系统进行仿真分析,计算不同支路的断线风险指标值,辅助运行人员进行决策,对风险指标值较大的支路,应重点关注,避免由此引发的重大事故。     

基于储能的电力系统潮流协调优化控制策略

储能具有双向的快速功率吞吐能力且布局灵活，通过采用定制化的控制策略可以作为电力系统潮流控制的有效手段。针对高比例新能源电力系统因源荷波动或元件故障引起的局部输变电设备短时潮流越限问题，提出一种基于规模化储能的电力系统潮流分散协调优化控制策略。首先，基于储能的冲击能量和各支路的权重系数提出综合控制灵敏度，剔除对待调整支路控制效果较弱的可控储能节点，实现可控储能节点的优选；其次，构建以总控制代价最小为目标的动态优化模型，采用大M法将动态优化模型转化为线性优化模型，旨在考虑储能出力调整量和参与调整设备数最小，并制定优化控制策略；最后，基于改进的IEEE RTS24节点系统验证所提策略的有效性和合理性。     

基于改进电气介数的关键线路辨识

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于改进电气介数的关键线路辨识方法。推导出线路功率变量与节点注入功率变量之间的功率灵敏度矩阵,以该矩阵为基础,考虑线路负载率、不同节点发电量和负荷水平的影响,定义改进电气介数指标识别电网的关键线路。利用加权潮流分布熵反映线路断开对系统线路负载率分布及运行安全水平的影响。改进电气介数计算简单,克服了以往介数指标假设节点间功率按最短路径传输的不足,同时考虑了线路中潮流的方向性。加权潮流分布熵很好地反映了系统中部分线路负载率偏高甚至过载而导致的潮流分布不均衡。在IEEE39节点系统中对该方法进行验证,结果表明利用改进电气介数可有效识别断开后导致系统线路负载率分布不均衡的关键线路。     

基于支路复功率表达式的网损微增率计算方法

首先由支路复功率表达式得出节点电压与支路功率损耗之间的关系,结合潮流计算的雅克比矩阵,得到支路功率损耗与节点注入功率之间的灵敏度关系,然后根据网损的定义求得各节点的网损微增率。该算法与转置雅克比矩阵法相比,不但能同时给出节点注入有功、无功的网损微增率,而且能得到节点注入功率与支路功率损耗之间的关系,为分析和调整系统运行状态提供了一种方法。     

计及极端扰动的孤岛微电网潮流优化控制

考虑源荷功率的极端扰动对微电网潮流和频率的影响,以及电流型和电压型微电源在三相潮流控制方面的差异,提出了计及源荷功率极端扰动的孤岛微电网三相潮流的优化控制模型。该模型同时考虑了电流型和电压型两种微电源的控制方式以及源荷功率的静态频率电压特性。模型的目标函数为正常状态的系统网损最小,约束条件考虑了下一时刻源荷功率的正常状态和极端扰动状态的潮流及频率安全约束。为了满足潮流在频率控制方面的要求,对正常状态,除考虑源荷功率的一次调节能力以外,还考虑了电源功率的二次调节能力。而对极端扰动状态,只考虑了源荷功率的一次调节能力。模型的求解采用预测-校正原对偶内点法。IEEE 33节点修正算例系统的仿真结果验证了该模型的有效性。     

基于内点法的含风电场电力系统随机最优潮流

基于机会约束规划的随机最优潮流模型的求解一般采用智能优化算法,提出了一种内点法结合随机调节因子更新的方法,以求解基于机会约束规划的含风电场电力系统的随机最优调度模型。模型考虑了节点电压和线路功率的机会约束,并采用半不变量和Cornish-Fisher级数结合的方法来计算机会约束的概率分布。引入调节因子,对机会约束概率进行变形,将随机最优潮流问题转化为可采用内点法求解的最优潮流模型。提出了调节因子的更新方法,通过原始对偶内点法的参数结果更新调节因子来调节机会约束满足的概率,迭代求解机会约束随机最优潮流模型。最后,以IEEE14和IEEE118节点系统为例,验证了方法的正确性和有效性。     

考虑碳捕集电厂的电力系统多目标最优潮流及其碳流分析

在考虑碳捕集电厂煤耗成本和排放特征基础上,构建一种以煤耗成本、碳排放量和网损最小为目标,以系统静态安全和碳捕集水平为约束的多目标最优潮流模型;采用NSGA-II获取其Pareto前沿及解集,以各单目标优化结果确定各隶属函数边界,然后通过最大满意度法从解集中筛选决策最优折中解。通过定义碳捕集率和煤耗成本、碳排放量目标的灵敏度,可定量评估碳捕集电厂对目标贡献;结合碳流分布理论获取碳捕集电厂影响的系统节点碳势和支路碳流率分布特征。IEEE 6机30节点系统算例结果验证了所提模型的有效性及优越性,该文方法为考虑碳捕集电厂的系统多目标协调和系统相应电碳特征分析提供了理论支持。     

基于双向广度优先法的输电断面搜索方法

为了快速、精准、完整地搜索出受潮流转移影响较大的支路组成的输电断面,采用了基于图论中改进的双向广度优先搜索算法。该方法首先以加权邻接矩阵表示电力网络,然后根据改进的双向广度优先法搜索得到开断节点间前K最短路径,通过计算路径中支路的开断分布因子选取初始输电断面,进一步计算初始输电断面的暂态稳定安全裕度筛选出关键输电断面,以此代替对全网的安全性分析,大大缩减了计算量,为后续过载控制策略争取了时间,对防止连锁过载跳闸意义重大。对IEEE39节点系统的案例仿真分析,验证了该算法的可行性和准确性。     

基于动态规划原理分支界限算法的关键输电断面搜索方法

提出了一种快速识别与过载支路相关的关键输电断面的新方法。该方法通过人工智能搜索原理快速搜索开断支路节点之间的最短电气路径,确定受潮流变化影响较大的关键输电断面,为实现快速的关键输电断面安全性保护、避免连锁跳闸奠定了基础。采用IEEE 14节点系统进行仿真计算,结果验证了该方法的可行性和有效性。     

一种新的快速阻塞责任确定方法

在一定的假设条件下,根据潮流追踪技术推导了发电机的输出功率与其在阻塞线路上功率份额的关系,结果表明两者近似呈线性关系。依据论责分摊的基本原则,提出了通过阻塞消除前后发电机输出功率变化量确定阻塞责任的方法。无须追踪阻塞消除前后阻塞线路上各发电机的功率份额即可定量阻塞责任。算例结果表明:通过该方法计算的阻塞责任与依据阻塞消除前后各发电机的功率变化量确定阻塞责任的结果基本一致,但该方法计算过程简单,计算量小。     

基于广域测量系统的潮流转移关键线路快速搜索

提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的快速搜索潮流转移关键线路的方法。采取先缩后扩的搜索模式,即由断线线路的并行输电线路出发,先缩小范围,寻找其中与断线线路相角相近且潮流转移电气距离最小的线路构成等相角并行线路;再扩大范围,根据潮流走向寻找等相角并行线路的上游或下游线路。等相角并行线路及其上游或下游线路即为潮流转移关键线路。利用图论确定搜索范围,根据电压相角和线路电抗筛选潮流转移关键线路。在IEEE39节点系统进行仿真计算,验证了该方法的有效性和优越性,通过对仿真结果分析,该方法在准确率、计算量以及电网适应性上有显著优势。     

电力系统线路潮流控制的广义分析

基于对串联补偿、并联补偿、移相调节和统一潮流控制的统一分析，利用广义潮流控制器模型，提出了电力系统线路潮流控制的广义分析方法，实例分析表明，本文方法为分析各种潮流控制方式的作用提供了有效的工具。