基于马尔可夫链和故障枚举法的可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是电力市场中指导电网输电交易的重要指标,也是电网调度部门调整阻塞的重要参考。电力系统是一个动态时变系统,存在大量的不确定性和随机性,考虑这些不确定性因素对ATC的影响是准确计算ATC的一个难点。马尔可夫链能根据系统的初始状态和可能状态之间的转移概率预测系统未来的发展趋势,该文引入马尔可夫链对电力系统状态进行预测,并采用故障枚举法对各时刻的可能状态进行枚举,通过概率方法求取ATC的期望值,并能得到ATC随时间变化的曲线。IEEE14节点系统的计算结果表明,所提出的模型及算法是正确有效的,能给出更准确的ATC信息。     

基于粒子群进化算法的极限输电容量计算方法

针对 N -1静态安全模型的电力系统可用输电容量（ATC）计算问题，提出一种基于粒子群进化算法的新方法。其基本思想是，对得到的某个ATC可能值，验证在该功率传输水平下系统是否满足静态安全约束。对群中每个粒子对应变量分为区域交换功率值和停运支路编号2部分，二者以不同方式分别进化。计算过程中，不可行粒子用于得到ATC的值并对其采取校正措施来加快得到ATC的速度，可行粒子用于判别严重支路。计算终止时得到区域间ATC、关键支路和对ATC影响较大的严重支路集。在IEEE 118节点测试系统上，通过与其他计算ATC的方法相比较，表明该算法可以准确捕获严重支路集并得到ATC的值。     

大型互联电网可用输电能力分解计算法

中国区域电网间能源分布不均衡,要将大型能源基地的电能进行大容量远距离传输,因此,计算大型互联电网可用输电能力(available transfer capability,ATC)十分必要。然而,由于完整数据收集较为困难,大型互联电网的ATC无法直接计算。针对上述问题,提出种大型互联电网ATC的分解计算法。其基本原理是:按照自然分区,将大型互联电网划分为若干可直接计算出ATC的子系统,然后,根据子系统间的串联或并联关系,基于已得到子系统的ATC间接计算大型互联电网的ATC。分别建立了串、并联确定性ATC与概率性ATC的计算模型;在计算子系统ATC时,运用了Ward等值思想对其余系统进行等效,可有效处理子系统间复杂连接的情况。算例结果验证了所提计算原理的正确性和计算方法的可行性。     

输电系统可用传输能力的研究

针对电力工业市场化改革的需求，综述了在电力市场环境下，输电网可用输电能力ATC（Available Transfer Capability)计算问题的研究现状及发展方向，介绍了ATC的定义，分析限影响ATC准确计算的各种不确定因素，针对ATC在线计算和离线计算的特点，提出了ATC计算的确定性模型和概率性模型，分析比较了目前ATC计算的几种算法的优,缺点，最后，展望了输电网可用输电能力计算中有价值的研究方向。     

计及输气系统延时特性的电-气互联系统可用输电能力计算

电-气互联系统中燃气轮机发电比重以及天然气网络规模不断增大,而传统电力系统可用输电能力(ATC)计算方法未考虑天然气系统的传输延时特性,为此,研究计及输气系统延时特性的电-气互联系统ATC计算。采用等间隔采样法表示延时的动态变化过程,计算不同时刻采样点天然气网节点压力以及燃气轮机进气量的边界值,将燃气轮机进气量转换为发电出力上限,求解出变化过程中不同时刻的稳态ATC值。为提高计算效率,采用基于二分法原理的自适应步长法(ASBM)对ATC进行求解,以运行点与安全域边界的距离为依据,确定下一个预测运行点的位置。算例分析表明天然气系统的延时特性可以提高系统ATC值,且验证了采用ASBM求解ATC的高效性。     

考虑新能源出力不确定性的可用输电能力在线评估方法

准确、高效地在线计算新能源送出断面的可用输电能力(ATC)对于在维持系统安全稳定运行的前提下提高新能源消纳能力具有重要意义提出一种考虑新能源出力不确定性的ATC在线评估方法,在各新能源电厂出力区间概率的基础上进行概率潮流计算,获得关键输电断面的功率区间及其概率;评估断面功率区间故障后新能源机组脱网和受端负荷损失情况,获得运行风险;以收益与运行风险差值最大化为目标获得断面的ATC值。某实际电网算例验证了所提方法的有效性.     

风电并网系统区域间概率可用输电能力计算

为了准确评估风电场接入电网对系统可用输电能力(Available Transfer Capability,ATC)的影响,针对风电并网系统的概率可用输电能力计算展开研究,详细分析不同风电并网情况下ATC的变化规律。首先基于风速Weibull分布,建立了大型风电场输出功率数学模型;进而采用原-对偶内点法完成风电并网系统可用输电能力单一样板值的求解。在此基础上,采用蒙特卡罗仿真法从广义角度对风电并网系统的ATC进行概率评估。仿真结果表明,所提算法能够有效评估风电这种波动性电源对ATC的影响。研究成果可为风电并网系统安全经济性能评估提供有效参考信息,对未来电网规划扩建具有指导意义。     

电网区域间可用输电能力的计算方法分析

分析了在计算可用输电能力(available transfer capability,ATC)时考虑的2种容量裕度的含义及使用容量,对基于确定性模型和概率性模型的各种ATC计算方法及其优缺点进行了比较和分析,指出ATC在实际计算时仍存在的一些问题,提出应从总体上进行优化算法的设计、采用混合优化结构、探索新策略等方面入手解决存在的问题。     

计及相关性的含风电场电力系统概率可用输电能力快速计算

风电并网对于电力系统运行中的可用输电能力(available transfer capability,ATC)计算提出了新的要求。如何全面地考虑多种不确定性因素所具有的波动特性及其在地域上的相关性特点,进而准确地评估ATC,并提高计算速度成为亟待解决的问题。为此,提出了一种快速计算含风电场电力系统概率ATC的新方法。该方法采用拉丁超立方采样提高了蒙特卡罗仿真的采样效率,利用Cholesky分解对输入随机变量进行相关性建模。对于所得到的样本场景,基于聚类思想和现代内点法提出了快速计算大量场景下ATC的最优潮流灵敏度方法。通过IEEE-RTS79测试系统验证了所提方法可在确保计算精度的同时提升计算效率,算例结果表明,风速强相关将加大ATC的波动性,需要在分析计算中予以考虑。     

基于无迹变换的含风电场电力系统可用输电能力计算

随着风电接入电力系统的规模不断扩大,风电的波动性和间歇性以及风电场间的风速相关性对电力系统可用输电能力(available transfer capability,ATC)的影响不可忽视。为此,针对含风电场的电力系统概率ATC展开研究,建立了含双馈风力发电机的概率ATC计算模型,对无迹变换(unscented transformation,UT)的多种采样策略进行了分析和比较,进而提出一种基于UT技术的概率ATC快速计算方法。该方法具有较高的计算效率,同时保持了良好的计算精度,并且能够方便处理输入变量间的相关性。在此基础上进一步研究了风速相关性和风电容量对系统ATC的影响。最后,通过IEEE 30和IEEE 118节点系统算例仿真结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于半光滑牛顿法的可用输电能力新算法

提出了计算电网可用输电能力(ATC)的一种新方法。将ATC计算问题描述为特定发电节点与负荷节点的交易量最大的优化问题,考虑了多种系统运行约束和交易规则约束。针对这一优化问题,通过引入非线性互补问题函数,将原优化问题转化为非线性方程组,并采用半光滑牛顿法进行求解。算法的显著优点是避免了不等式约束的识别问题,从而极大地提高了计算效率。IEEE系统的多个算例表明该方法非常有效,具有很好的应用前景。     

基于SDAE特征提取的含风电电网可用输电能力计算

风力发电的不确定性显著增加了电力系统可用输电能力(ATC)计算的难度。基于点估计的Gram-Charlier级数展开理论和深度学习技术,提出了一种计及越限概率要求的ATC快速计算方法,考虑的约束类型包括静态安全、静态电压稳定和暂态稳定约束。假定风电出力概率分布已知,结合两点估计法和Gram-Charlier级数展开,通过两个确定性场景的最大输电能力(TTC)计算结果逼近TTC的累积分布函数。为了快速、准确地获得确定性场景的TTC,利用堆叠降噪自动编码器(SDAE)建立了TTC计算的深度学习模型。获得TTC的累积分布函数后,将断面功率超过TTC的概率定义为越限概率,推导了给定越限概率要求下ATC计算的表达式。实际电网仿真结果表明,所提方法能够有效计及多类安全稳定约束,快速、准确计算不同越限概率要求下的ATC。     

Fast evaluation of available transfer capability using cubic-spline interpolation technique

This paper presents a new computationally fast and accurate method for evaluating available transfer capability (ATC) based on a curve fitting technique so-called as the cubic-spline interpolation technique. The advantage of the technique used in the computation of ATC is that it has the ability to reduce the time consuming ac power flow computations. The cubic-spline interpolation technique traces the curves of voltage magnitude and power flow variations with respect to the increase of real power transfer. ATC is then determined at the point where the voltage or power flow limits intersect the curves. Prior to the ATC evaluation, contingency ranking and selection techniques are used to define the critical lines in a system that can adversely affect the transfer capability assessment. The effectiveness of the proposed method is verified by illustrating the ATC evaluation on a practical test system. ATC results obtained from the proposed cubic-spline interpolation technique prove that the method is satisfactorily accurate and it is faster than the ATC method using the recursive ac power flow computations.     

计及风电相关性的区域间可用输电能力概率评估

大规模风电并网给电力系统区域间可用输电能力(available transfer capability, ATC)评估带来了新的挑战,为更加准确地评估高风电渗透率不确定性条件下的区域间ATC,文章提出了一种计及风电空间相关性的ATC概率评估方法。首先,利用条件概率原理对历史数据进行处理,并应用Copula函数对风电相关性进行建模;其次,区域间ATC的评估过程涉及到最大输电能力和现有输电协议的计算,因此提出一种ATC双层优化模型,在此基础上,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优条件,双层模型即转化为均衡约束的数学规划(mathematica program with equilibrium constraint, MPEC)模型;再次,再将MPEC模型转化为混合整数二阶锥规划问题;最后,采用蒙特卡罗仿真对计及风电相关性的区域间ATC进行概率评估,并以IEEE 30节点系统为例,分析风电相关性对区域间ATC的影响,验证所提模型的正确性和有效性。     

考虑经济性收益最大的可用输电能力计算

电力系统区域间电网的可用输电能力(ATC)是所有电力市场参与者进行交易活动所必须了解的一项重要参数。文中将基于可靠性分析技术的枚举法和基于序列二次规划的最优潮流算法相结合,用于求解电力系统不同区域间的最大输电能力(TTC)及其概率分布。提出了一种考虑经济性收益最大的ATC统计计算模型,并利用二分法作统计优化搜索,提高了ATC统计计算的速度。计算机测试结果表明了该方法的有效性。     

考虑新能源发电不确定性的可用输电能力风险效益评估

随着新能源发电的迅速发展,其功率输出的间歇性、随机性将对可用输电能力(ATC)产生显著影响。利用蒙特卡洛仿真法模拟新能源发电出力间歇性、随机性和负荷波动以及系统设备状态的不确定性,通过最优潮流求解特定系统状态和参数下的ATC;利用概率统计理论确定ATC样本值的概率密度,基于此建立ATC的风险效益模型,通过数值分析技术确定综合效益最大的ATC。从发电设备位置、功率输出不确定性、穿透率等方面研究新能源发电对ATC的影响。用包含风电、光伏电源的改进IEEE 118系统验证了方法的有效性。     

考虑FACTS配置的电网输电能力计算

灵活交流输电(FACTS)技术是提高电网输电能力的有效手段。文章基于连续潮流法，将静止无功补偿器(static var compensator，SVC)和可控串联补偿器(thyristor controlled series capacitor，TCSC)的稳态模型加入潮流方程中，建立了计及SVC和TCSC的可用输电能力计算模型。考虑到确定元件安装位置的重要性，利用连续潮流法求取系统极限功率点的输电能力，以该值与网络参数的灵敏度系数作为指标，选择最有利于提高输电能力的SVC和TCSC安装位置。对IEEE 30和IEEE 118节点系统进行的仿真计算证明了所提出模型和方法的有效性。     

计及风险控制策略的电力系统可用输电容量决策

针对风电装机容量较高的电力系统,在可用输电容量计算时需要合理计及风电机组出力不确定性可能导致的各种风险,文中在可用输电容量决策中引入了风险控制策略,在保证由于风电出力不确定性所引起的系统潮流越限风险不超过给定允许水平的同时,将由于风电机组实际出力不足而导致购电成本超过给定限值的风险控制在一定范围内。首先,将计及风险控制的可用输电容量决策描述为机会约束规划问题;然后,利用半不变量的Gram-Charlier级数展开理论计算相应可用输电容量决策方案下系统的安全风险和经济风险;最后,采用多目标差异进化算法求解所发展的优化模型,并以IEEE 118节点系统为例验证了所提出模型和方法的可行性与有效性。