基于综合等效灵敏度的短路电流抑制措施确定方法

随着电网规模的不断增大,短路电流超标已成为电力系统安全运行所面临的重大问题。文中提出了一种限制电网短路电流的综合等效灵敏度法,将限制短路电流问题分为限制短路电流和电气安全校核2个子问题。在限制短路电流子问题中,统一了线路开断、发电机停运、线路出串、线路装设串联阻抗、更换高阻抗变压器、母线分裂等限流措施的模拟,进而利用支路阻抗追加法计算上述措施实施后的节点阻抗参数和元件开断的短路电流综合等效灵敏度。在电气安全校核子问题中,对电网进行潮流和稳定校核,实现短路电流限制。青海电网的实际算例验证了文中方法的有效性,研究成果可为青海电网限制短路电流提供借鉴。     

多直流馈入电网限制短路电流方案多目标优化

基于多直流馈入短路比,分析了限制短路电流措施对多馈入短路比影响,提出了能反映多直流馈入受端电压支撑能力、限制短路电流方案的经济性和控制效果的目标函数,构建了多直流馈入电网限制短路电流方案优化的数学模型。通过支路筛选策略进行决策变量降维,采用快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行多目标优化,找出Pareto最优的限制短路电流方案。通过实际电网的仿真结果表明所提出的方法具有较好的适用性,能满足电网规划要求。     

基于动态短路电流计算的继电保护定值在线校核系统

基于暂态仿真得到动态短路电流计算方法,比较了动态短路电流计算方法与静态阻抗等值方法对电网模型处理的差异,指出了动态短路电流计算方法的优越性。基于动态短路电流计算方法设计,建立了继电保护定值在线校核系统。通过能量管理系统获得当前电网真实的运行状态,自动进行各类故障情况下的暂态仿真计算,获得系统各处的短路电流,实现了对继电保护定值的实时在线校核计算;与继电保护装置的当前定值进行比对,对存在安全隐患的情况进行预警。阐述了继电保护定值在线校核系统的实现方案和具体功能。介绍了继电保护定值在线校核系统在华北电网的应用情况。     

省级电网在线静态安全、短路电流校核贯通计算研究与应用

构建以新能源为主体的新型电力系统对电网在线安全分析提出了新要求。针对省级调控机构调度员实时调度关注的静态安全分析、短路电流校核两项功能,开展了贯通计算研究。将备用设备合环纳入静态安全分析辅助决策,同时自动校核合环后短路电流是否超标;短路电流校核辅助决策给出方式调整建议的同时开展静态安全分析扫描,验证此方式调整是否会新增电网薄弱环节。通过全模型分析平台实现了程序开发部署,并在度夏、秋检等典型方式下进行了算例验证,证明了所提控制策略的可行性,提升了在线安全分析的便捷性和实用化水平。     

基于内点算法的电压校正控制

电力系统的实际运行中可能存在某些状态变量的越限，在线运动的无功／电压控制软件必须首先满足运行安全要求，保证电压在其合格范围内，并进一步在电压安全的基础上降低有功损耗。通过将越限约束转化为等式约束，推导了进行电压越限校正的原－对偶内点算法。求解目标函数为控制变量运作次数量少的优化问题得到电压校正控制。并针对控制变量的选取，违限约束校正方法问题进行了分析。实际计算表明，可以有效地降低问题规模，减少校正控制次数。     

含大规模风电电力系统的安全稳定风险预防控制方法

针对风电出力不确定性给电力系统安全稳定运行带来的挑战,提出了一种含大规模风电电力系统安全稳定风险预防控制方法。考虑优化目标为预防控制措施控制代价最小,包括调整火电机组出力的控制代价和限制风电集群出力的弃电风险,参照电力系统事故等级评价标准将允许的运行风险转化为机会约束条件。通过计算火电机组和风电集群的控制性能指标筛选有效控制措施,将有效控制措施控制量分档枚举组合获得所有可能的控制方案,基于集群并行计算平台对控制方案并行隐式枚举校核,获得满足目标函数的控制措施,某实际系统的算例分析验证了所提出方法的实用性和有效性。     

计及负荷转供措施的电网设备过载辅助决策

电网设备过载辅助决策是大电网安全稳定综合协调防御系统的重要功能,当电网中当前状态下和预想故障下出现过载问题时在线计算负荷转供措施,减少发电机调整量和卸负荷量,提高过载控制的经济性。采用不同的限值计算电网当前状态和预想故障下设备的过载安全裕度,计算负荷转供措施和有功调整措施的综合性能指标。若投运设备无法解决过载问题,则在此基础上确定解决过载问题的发电机、负荷有功调整措施。采用集群计算技术对调整方案进行交流潮流校核,确定控制代价最小且满足有功调整计算精度要求的调整方案。     

可再生能源接入下考虑短路电流限制的发输电鲁棒规划方法

随着用电负荷密度增大、电网结构紧密程度提高及可再生能源接入带来的不确定性,短路电流越限问题突出.文中提出了一种可再生能源接入下满足短路电流限制的发输电系统鲁棒规划方法.首先,改进了计及网络拓扑结构和电源接入的短路电流计算方法,并内嵌网络结构优化和机组开停机操作优化短路电流水平.其次,采用自适应多面体不确定集合,考虑可再生能源出力不确定性和N-1随机故障,建立发输电系统三层鲁棒规划模型.上层为短路电流限制下的规划决策问题,以输电网扩展、电源建设年投资成本以及最差场景下的年运行成本之和最小为目标;中层寻找包含可再生能源出力与N-1随机故障的最差组合场景;下层为满足不确定场景运行约束的最优潮流问题.然后,利用对偶变换将三层问题转化为经典双层模型,采用列与约束生成算法进行有效求解.最后,IEEE 24节点系统的结果表明,规划方案在可再生能源出力不确定性下均能满足短路电流要求.     

基于动态短路电流计算的继电保护定值在线校核系统分析

在暂态仿真基础上得出动态短路电流的计算方式,把动态短路电流的运算方式以及静态阻抗等值方式对电网模型进行处理所产生的差异来比较,具体的提出了动态短路电流运算方式所独具的优越性。在动态短路电流运算方式设计的基础上,所建立起来的继电保护定值在线校核系统。经由能量管理系统明确的了解到目前电网真实的运转情况,然后自行在各种各样的故障情形下进行暂态仿真运算,从而获取存在于系统各个部位的短路电流,完成对继电保护定值在线和校运算;在对继电保护设备进行当前定值对比的时候,对于所存在的一些安全隐患情况要进行提前预警。本文就继电保护定值在线校核这套系统的具体实现步骤、方案以及其功能进行了阐述。并且对基于动态短路电流计算的继电保护定值在线校核系统进行分析研究。     

宁夏交直流混联送端电网规划研究

随着宁夏电网逐步形成高电压、大电源、交直流混联的送端电网,短路电流越限问题已成为限制宁夏电网发展的主要问题之一。采用电网分区供电、网架结构优化调整、限流电抗器等高电压等级短路电流限制措施,以网架坚强、结构合理、安全可靠为目标,提出了2030年宁夏电网750 kV目标主网架规划方案,通过网架结构、潮流和短路、实施难度、方案投资等多方面比较分析,明确了宁夏电网750 kV目标主网架推荐方案和330 kV/220 kV电网分区方案,为"十四五"和"十五五"期间宁夏电网的规划、建设指明了方向。     

基于IEC60909的南方电网短路电流计算方法分析及优化

随着电网负荷的持续增长和网架结构的不断增强,短路电流超标问题已成为影响南方电网安全运行的关键因素。实测对比表明,在现有的短路电流计算方法下南方电网短路电流计算结果偏乐观,这给电网的运行方式安排带来困难。基于最新版的IEC 60909和GB/T 15544短路电流计算标准,对比南方电网短路电流计算方法与国内外短路电流计算方法之间的差异,并以南方电网2013年丰大方式为基础分析了短路电流计算方法中几个重要因素对短路电流计算结果的影响,结合精度要求、保守原则、设备能力等工程实用要求提出了南方电网短路电流计算方法的改进建议。     

河南电网短路电流水平分析及限制措施研究

随着电网规模的不断扩大,短路电流超标已成为困扰电网安全稳定运行的关键问题.针对河南电网当前存在的这一突出问题,研究分析2011年短路电流水平,通过计算提出相应控制措施.同时分析特高压南阳变投运后对短路电流产生的影响,综合相关因素提出河南电网短路电流治理建议.     

基于WARD等值的电网限流运行方式优化方法

控制短路电流水平,保证断路器安全是电网运行方式安排的重要任务。线路开断及母线分裂以增大变电站母线与电源之间的电气距离是限制电网短路电流水平的有效措施,但同时也可能引起电网运行可靠性水平的降低。首先根据对网络拓扑结构的分析及线路开断前后超标站点的短路电流变化确定可开断支路集;然后添加功率平衡方程约束、支路潮流约束以及N-1安全约束;以开断线路数最少为目标,提出了控制短路电流水平的电网运行方式优化模型,并借助WARD等值缩小模型规模,提高了模型的求解效率。所提模型为混合整数线性规划模型,可以采用线性规划单纯形法及分支定界法迅速求解。使用C++编写了仿真程序,通过对IEEE39节点系统和某实际电网的仿真分析验证了所提模型的正确性和算法的有效性。     

区域电网内多输电断面有功协同控制策略在线生成方法

以多个断面功率不越极限为控制目标、调整量最小为优化目标,基于直流潮流法的断面有功灵敏度建立求解多断面有功协同控制策略的非线性规划模型;为提高模型求解的可靠性和速度,引入辅助变量将该模型转化为线性规划模型;利用交流潮流法进行安全校核,以检验策略的有效性。从计算启动、建模求解及安全校核三方面设计闭环的在线滚动计算流程;提出适用于各种网络拓扑变化的节点电纳矩阵及其逆矩阵的滚动修正方法;采用可调元件有功调节限值修正策略剔除无效的调整措施。案例结果验证了所提方法的有效性;且每轮计算耗时在2 min以内,表明所提方法的计算速度满足实时调度要求。     

采用异步联网限制短路电流的实际应用和分析

500 k V主网短路电流超标问题已成为广东电网近年来运行最突出的问题之一。现有的运行措施可将超标站点短路电流暂时降低至安全水平,但电网整体的短路电流水平仍较高,且牺牲了部分系统安全可靠性,从长远来看通过直流背靠背异步互联限制短路电流是可行的解决办法。以2018年广东500 k V电网为研究对象,建立直流背靠背异步联网模型,从短路电流限制效果、系统可靠性等方面进行仿真计算,并与传统运行措施进行对比,可以得出,采用直流背靠背异步互联措施具有更好的限流效果和更高的安全可靠性,验证了该方案在短路电流限制方面的有效性和优越性。     

内蒙古电网短路电流水平分析及限制措施研究

内蒙古电网整体短路电流水平逐年升高,且因地区发展不平衡,部分地区短路电流超标问题严重,已成为限制电网发展和制约运行方式的重要因素,严重影响电网的安全稳定运行。以2016—2020年内蒙古电网短路电流变化结果为依据,分析短路电流分布特性和变化规律,采用二端口等值电路分析造成短路电流超标的主要影响因素,并总结近年来已采取的短路电流限制措施,研究分析基于故障电流限制器(FCL)的短路电流控制措施,最后得出故障电流限制器不仅能够针对性地解决短路电流超标问题,而且不会对系统安全稳定产生影响,但其在内蒙古电网中应用的必要性及可行性需进一步研究。     

智能电网调度控制系统新型应用架构设计

提出了基于分解协调和多目标趋优控制的智能电网调度控制系统应用新架构。利用分解协调策略,在各级电网实时数据和模型数据不逐级集中的条件下实现系统级分析计算(包括短路电流、潮流、小干扰、机电暂态、机电—电磁暂态混合仿真等),实现各类应用的完全分布化,降低对分析计算程序和硬件的要求,同时提升各类分析计算收敛性和建模精细度。利用多目标趋优技术,实现大电网安全、经济、环保多目标自动趋优运行,提升电网调度控制系统的智能性。同时,提出了带潮流方程的状态估计方法,为各类在线应用提供在线电网模型;提出了具有最小/最大稳定裕度计算功能的在线安全分析方法,为多目标优化提供稳定裕度指标。     

特高压接入对天津500 kV电网短路电流影响及限制措施

采用中国电力科学研究院开发的PSD-BPA软件,详细分析了特高压接入对天津500 kV电网的影响。天津南特高压站投产对天津500 kV电网潮流、电压和暂态稳定水平影响不大,但对短路电流影响较大,提高了天津500 kV变电站的短路水平,使得天津南和静海500 kV侧短路电流超标。针对短路电流超标问题提出限制短路电流的3种措施,采用PSD-BPA软件对3种限制措施进行分析,检验3种限制措施的效果。最后,从限制短路电流效果和对电网安全稳定运行的影响2方面对3种限制措施进行比较分析,论述了3种限制措施的优劣性。     

含换流器型分布式电源配电网的不对称短路电流计算方法

为了满足配电网不对称短路计算的通用性要求,针对换流器型分布式电源(inverter based distributed generation, IBDG)不对称短路特征的多样性,研究含IBDG配电网的不对称短路电流计算方法。该方法从通用计算模型出发,根据IBDG不对称短路的正负序电流控制原理及在不同控制目标下的短路电流输出特性,结合低电压穿越和限流控制对IBDG输出不对称短路电流的具体要求,建立一种通用的、适用于多种控制目标的IBDG不对称短路正负序等效模型。基于该模型建立含IBDG配电网通用的不对称短路等效电路和计算方程,得到一种适用于多种IBDG控制目标的、配电网任意节点发生任意不对称短路的短路电流通用计算流程。最后,在一个配电网算例中对所提计算方法进行验证,结果表明了所提方法的正确性和有效性。