基于失负荷期望的河北南部电网重要输电线路可用输电能力

研究和评估输电线路的可用输电能力,对于确定电网的合理运行方式和优化配置电网资源具有重要意义,为此,将失负荷期望概率应用于可用输电能力计算,以河北南网重要输电线路为研究对象,基于重要输电线路的典型潮流对河北南网进行地理分区,分析了典型运行方式下各分区的失负荷期望概率。最后确定了使河北南网各分区失负荷期望概率小于0.1 d/a的廉彭双回、清沧和辛沧两线的可用输电能力。研究结果可为确定线路输送功率和减小电网失负荷期望概率的措施提供参考。     

未来实际输电线路利用率估算及应用

提出一种估算未来实际电网中输电线路容量利用率的方法。该文考虑未来负荷增长与变化、发电机与输电设备停运以及发电机机组经济分配等多种因素,采用蒙特卡罗仿真算法求出线路未来的潮流概率分布,进而获得利用率指标。计算结果能够反映未来电网容量利用水平,参与电网的可靠性评估以及计算项目的投资回收周期,更好地指导未来电网的规划与设计。以国内某实际输电系统为例,阐述了建模过程,验证所提方法的可行性以及实际的应用价值。     

基于可靠性定量分析的输电网规划软件包开发及应用

在综合应用电网规划理论、电力系统可靠性评估方法和面向对象(OOP)的计算机技术基础上,采用V isual C 6.0和SQL数据库开发了输电网规划软件包。该软件包具有图形界面功能和各种分析计算功能。在软件包操作界面上通过绘制待规划网的初始网、输入规划年负荷参数、电气设备各种参数和属性,以及选定计算条件后即可自动进行基于可靠性分析的电网规划计算。软件包可以同时给出一批综合考虑供电可靠性和经济性的最优方案、次优方案、次次优方案……,为电网规划人员根据实际情况进行选择提供科学决策依据。实际应用表明该软件包的实用性。     

考虑安全约束的未来输电网利用率评估

根据电改"9号文"的规定,未来电网公司将按照政府核定的输配电价收取过网费。设备的利用率将决定未来电网公司的收入,成为电网规划经济性评估的主要因素。为此,提出一种考虑安全约束的未来输电网利用率评估方法,在基于蒙特卡罗仿真的概率潮流计算过程中,引入考虑安全约束的发电调度算法,通过对未来输电网运行状态的大量仿真,计算输电设备的利用率指标。利用IEEE RTS 24节点系统对本文提出的方法进行验证,并定量分析了安全约束发电调度对输电网利用率的影响。仿真结果表明,所提方法使调度安排更加合理,无线路过载等故障问题出现,所得利用率指标能真实客观地反映实际系统利用水平。     

考虑分区最小骨干网架的抗灾型输电网规划

针对传统的输电网规划未计及抗灾能力,使得在灾害情况下,电网大面积停电问题,根据抗灾型输电网划要求,建立了满足刚性负荷持续、可靠供电的抗灾型输电网规划模型。该模型引入了分区最小骨干网架,能够保证刚性负荷持续、可靠的供电的前提下,减少差异化输电线路投资。将模型应用于IEEE18节点系统,并从投资用、灾害下二次建设费用、灾害下刚性负荷供电量以及灾害下输电容量等方面分析了模型用于输电网规划抗灾的正确性和有效性。为进一步研究输电网抗灾能力打下了基础。     

考虑负荷和风电出力不确定性的输电系统机会约束规划

提出了一种考虑负荷和风电场输出功率不确定性、基于机会约束规划的输电系统规划方法。将Monte Carlo方法与解析的概率潮流计算方法相结合,得到含风电场电网输电线路的有功概率潮流分布。通过改进经典的输电系统规划模型,得到考虑负荷和风电场有功出力的概率分布、基于概率潮流计算的输电系统机会约束规划模型。为了有效求解该模型,设计了一种两步式遗传算法。该方法可以有效处理输电系统规划中的不确定性,并为规划人员提供比传统方法更丰富的信息。算例证明了该方法的有效性。     

可再生能源和特高压接入的输电系统规划研究

可再生能源与特高压在输电系统层面高渗透,给电网安全可靠运行带来一定影响。为全面评估输电系统运行状况,首先从经济性、可靠性、潮流、负荷、环境角度分析了可再生能源接入对输电系统运行规划的影响,从短路电流、穿越无功的角度分析了特高压接入对输电系统运行规划的影响,然后根据不同利益主体的侧重点不同,建立了考虑电网企业、政府、终端用户三个多利益主体的输电网规划方案评估指标体系,包括全寿命周期成本、风电场容量可信度等合计6种实用指标,采用模糊综合评估方法进行综合评估,最后通过某实际区域的输电网规划方案比选算例验证了方法的有效性并给出了比选结果。所提综合评估方法因考虑了可再生能源和特高压的广泛接入而更有应用前景。     

计及地理环境因素的输电通道路径优化与扩展研究

传统输电网规划中一般由规划设计人员凭经验给出初选方案,然后通过技术、经济比较选出最佳方案。然而,由于复杂的地理环境因素的影响,优选方案不可避免地包含局限性和人为因素,方案评估工作进行较为困难。文中将输电通道扩展与路径设计相结合,分析施工条件、地形地质条件等地理环境因素对路径规划的影响,建立了输电通道规划双层运行优化模型,顶层模型以输电规划经济性为目标,底层模型以线路地理环境总成本为目标进行输电通道路径优化,并将底层优化得到的待选线路集返回顶层模型进行输电网络规划,结合遗传算法实现模型求解。最后针对修改后的Garver-6节点系统进行仿真分析,结果表明利用文中所提的方法得到的输电通道规划方案可以有效适应工程现场实际,保障输电网络的经济效益。     

输电网规划方案的可靠性评估研究

研究了输电网规划方案供电可靠性评估,在传统方法的基础上扩展了电网供电可靠性评估准则,重点研究了重要变电站故障、母线和同杆双回线共模故障以及外来电电量变化对电网供电可靠性的影响。在扩展供电可靠性评估准则下建立了定量分析计算的模型,并研究了模型的求解方法。最后,应用所研究的成果,对2010年华东某地区城市220 kV~500 kV输电网规划方案的安全可靠性进行了评估,分析存在的薄弱环节,为规划方案的进一步修订提供依据。     

计及输电线路利用率的阻塞场景筛选及输电网扩展规划

能源转型背景下,输电网电源侧和负荷侧不确定性增强,输电网传输能力要求提高,阻塞风险加剧,将对输电网运行和规划产生深远影响。本文首先提出了衡量阻塞缓解的输电线路利用率指标,定量评估输电线路扩容对缓解输电网阻塞风险的投资效益和输电网运行场景的阻塞程度。在此基础上,提出了考虑输电线路利用率的阻塞场景筛选方法,建立了以最小化输...     

基于多场景概率的含大型风电场的输电网柔性规划

由Monte Carlo模拟法得到风电场输出功率的概率分布.应用多场景概率的方法.将风电场的输出功率和在电网规划中涉及到的负荷变化、经济等不确定性因素,以场景分析和概率计算的方式加以描述.目标函数以发生概率为基础,按场景发生概率的大小加以区分.采用以最大单条线路过负荷率为基础的柔性约束准则,同时考虑了单条线路过负荷和总的线路过负荷情况.分别对稳态下和N-1事故条件下的线路过负荷情况进行分析.根据决策者对N-1事故校验下线路过负荷率重视程度的不同,采用权系数的方式加以区分,能够快速准确地得到基于决策者偏好的含大型风电场的输电网柔性规划方案,并更符合工程实际需求.以Garver 6节点系统为仿真算例,证明了该方法的可行性.     

考虑需求侧管理的输电网扩展规划方法研究

随着用电负荷的增长和输电走廊的日趋紧张,需求侧管理已成为减小或延缓电源和电网投资的重要手段。首先通过持续负荷曲线分析了需求侧管理对高峰负荷功率的影响,提出了在输电网扩展规划中对需求侧管理的建模方法,然后提出了考虑需求侧管理和投资成本约束的输电网扩展规划数学模型。该模型为混合整数线性规划模型,采用优化软件求解。通过算例分析了需求侧管理对电网规划方案的影响,验证了采用需求侧管理对降低输电网扩展规划投资的有效性。     

输电线路最佳经济寿命区间评估

为提高电网规划与运维决策的科学性,提出了一种以全寿命周期年平均成本最小为依据的输电线路最佳经济寿命区间评估方法。该方法在计算输电线路故障率时,不仅考虑了线路役龄,还考虑了气候与自然灾害、地理与外力破坏环境因素,以及部件与土建、运行与检修质量状况对输电线路故障率的影响;并采用最小二乘支持向量机按故障后果严重程度分别计算一般故障、较大故障和严重故障3类故障率,使得故障率的计算更加可信。此外,该方法采用区间分析法计算输电线路寿命周期的各项成本,消除了单一定值带来的成本计算误差。算例验证了输电线路最佳经济寿命区间评估方法的有效性,并指出了评估结果对电网规划与运维决策的指导作用。     

计及间歇性新能源的弹性城市电网输配电协同供电恢复方法

极端灾害频发，给大规模接入新能源的城市电网运行带来巨大挑战。为此，提出一种计及间歇性新能源的城市电网输配电协同供电恢复方法，以提升规模化接入新能源的城市电网系统弹性。针对新能源不确定性建模，提出了一种基于高斯Copula的新能源离线概率建模和实时更新方法，通过实时更新场景预测刻画其出力时变不确定性。基于预测场景，建立了一个计及负荷转供的城市电网双层供电恢复模型。该模型考虑主动的输电系统-配电系统协同优化，通过调整负荷分布、网络重构以及应急资源实时调度进行供电恢复，最小化系统失电量。所提双层供电恢复模型在上层优化各区域高压配网与输电系统运行边界，在下层求解各区域高压配网的重构及应急资源实时调度方案，通过检验输电网交流潮流判断计算过程是否结束。由仿真结果可知所提城市电网输配协同供电恢复方法可有效提升系统弹性，在极端灾害下可保证输电网线路潮流不越限并有效降低系统切负荷量。     

考虑负荷模糊性的短期电网规划算法

文章应用基于可信性理论的模糊潮流计算方法建立了输电网短期规划模型及其算法：首先根据当前电网负载水平评估结果采用灵敏度技术自动建立候选线路集;然后从候选线路集中选出线路形成不同的规划方案,建立输电网短期规划优化模型;最后用模糊潮流算法分析预想规划网架的运行性能,并通过遗传算法求解得到优化方案。算例分析证明了该模型与算法的有效性。文章的研究成果还可扩展应用于多重模糊因素共同作用下的电网规划。文章的模型与算法已在能量管理系统(energy management system,EMS)平台上实现,借助EMS系统提供的精确电网模型以及大量完整的电网运行数据,其规划结果的可信度得到了提高。     

区间负荷下的输电网灵活规划方法

建立了区间负荷下的输电网灵活规划模型,该模型考虑负荷的不确定因素,以投资成本最小为目标,以正常情况和线路N-1情况下的网络安全为约束,求解该模型得到区间负荷下满足正常情况和线路N-1情况下系统安全的输电网规划方案。根据区间至多切负荷量的数值来判别区间负荷下电网规划方案的安全性和安全程度,使用改进的贪婪随机自适应搜索算法快速求解该模型。6节点系统和某实际77节点系统的规划结果验证了该方法的正确性和有效性。     

超高压输电线路优化设计方法的研究

本文探讨了输电线路电气性能、机械结构及环境效应三方面的制约关系,根据线路综合经济效益最佳原则,建立了平原地区的超高压输电线路电气部分优化设计模型,并提出优化方法,编制出计算程序。该程序可根据电网规划、自然环境和设计要求等给定的条件,得出线路优化设计方案,以及该方案的技术经济和可靠性指标。本文还讨论了线路设计的若干问题。     

输电网规划综合评价指标体系研究

电网规划方案的优劣与实施程度对电网的安全稳定起着关键作用;因此有必要建立一套较为完整的输电网评价指标体系和评价标准,对规划方案的优劣进行量化评估。该研究从技术和经济两方面构建输电网规划综合评价指标体系的具体指标;并通过对某电网公司的"十二五"主网架规划进行综合评价,来使用和验证此评价体系。结果表明:该研究构建的输电网规划综合评价指标体系是合理的,该电网公司的"西环东网"输电网规划是可行的。     

计及电力市场阻塞成本约束的输电网规划

针对在POOL模式下电力市场中机组容量、报价、负荷信息等不确定因素,建立了阻塞成本约束下输电网随机规划模型。在输电规划水平年,采用蒙特卡罗算法进行市场模拟来量化输电线路阻塞程度,并利用遗传算法来优化阻塞成本约束条件下以投资费用最小为目标的输电网规划方案,最后在IEEE-30节点算例系统上进行了优化规划,得到了协调满足约束条件和经济目标的优化方案。     

可靠性与经济性协调的输电线路最大利用率评估方法

电网运行由于受各种因素制约,若仅以可靠性作为判据进行评估,则输电线路最大利用率处于较低水平。针对这一问题,通过对年持续负荷曲线的分析,提出一种基于经济性与可靠性协调的输电线路最大利用率评估方法,通过协调电力系统可靠性与经济性,得出现有线路年平均利用率真正能够达到的最高水平。评估中首先计算系统满足可靠性约束的年最大负荷,进而对持续负荷曲线超过年最大负荷部分作为过负荷切除,并按照可中断负荷方式给予切负荷赔偿;对于年持续负荷曲线中保留部分,针对其电量不足期望值给予停电损失赔偿。二者共同组成可靠性的经济代价,将其增长速度与电网售电带来的经济效益增速比较,只要可靠性的经济代价增速更慢,评估中系统最大年利用率就仍有提升空间。将该方法应用于IEEE RTS79系统,结果表明此评估方法较传统安全评估结果更高,能够进一步开发线路利用空间,充分利用输电线路的可用容量。