基于映射弹性势能的电网有功承载能力定量指标

电网的有功承载能力取决于电网结构、支路承载能力以及电源和负荷的分布,其定量的分析方法及指标仍然是电网安全分析中的难题。基于支路有功、相位角及电网接线拓扑映射的纵向受力弹性力学网络模型,采用支路势能叠加法和边界势位法得到总的映射弹性势能。分析表明,该映射弹性势能可表征电网的有功承载能力和支路负载均衡性:其值越大,则电网的有功承载能力越弱,支路有功功率分配越不均衡。算例仿真验证了这些特性,该映射弹性势能也适用于识别电网的关键线路。该定量指标可用于电网规划、运行方式分析、离线或在线安全分析。     

结合图嵌入算法的电力系统多任务暂态稳定评估

电力系统功角稳定与电压稳定是电力系统安全稳定运行的基础,稳定性分析是制定稳定控制策略的依据之一.考虑电网拓扑对电力系统暂态稳定性的影响,利用Node2vec图嵌入算法将电网拓扑映射为低维稠密矩阵,获得电力系统的空间拓扑特征向量,并将其与电气量测数据相组合形成重构数据集,作为评估模型的输入.考虑到电力系统多种稳定性问题往...     

基于动态分区的电网状态估计方法

针对传统固定分区方法无法反映电网运行拓扑结构发生的变化,导致其计算效率不高,提出一种新的动态分区方法,基于电网运行物理拓扑结构,逐一搜索出所有辐射状网络分区、仅存在唯一电气连接线路的分区和仅存在唯一电气连接节点的分区,并在此基础上提出一种基于边界节点状态量灵敏度协调的整体状态估计方法。通过两个算例验证该方法能够快速响应电网拓扑变化,降低某区域中量测数据误差对其他区域状态估计结果的影响,提高了电网状态估计的整体准确率。     

电力系统网络拓扑分析的有色Petri网模型

考虑了电力系统网络拓扑分析问题,研究了实时拓扑分析的动态特性,并提出了改进的拓扑分析算法,把整个电网拓扑分析问题分解为若干个基本分析单元,提出了基本分析单元的有色Ｐｅｔｒｉ网模型,用令牌表示母线,用令牌的颜色表示连接在同一母线上的结点,基于基本分析单元有色Ｐｅｔｒｉ网的电网拓扑分析,当某个开关改变状态时,只重新计算包含该开关两端结点的结线,基本分析单元的有色Ｐｅｔｒｉ网描述了开关状态变化引起网络拓     

基于长短期记忆网络的电力系统量测缺失数据恢复方法

随着电力系统规模不断增大,电力系统量测数据呈现快速增长趋势。然而海量数据的采集、测量、传输和存储等过程均可能出现数据缺失问题,从而威胁电网安全。针对电力系统量测缺失数据问题,文章提出了一种基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络的缺失数据恢复方法。首先,基于LSTM网络具有提取电力系统量测数据时序规律的特性,提出一种双层全连接LSTM网络模型,利用已知数据建立对缺失数据的映射。其次,为提高系统不同数据状态下的恢复精度,提出了一种随机森林状态辨识方法和考虑缺失数据位置的恢复策略。最后,利用仿真数据和实测数据验证该方法的有效性和准确性,结果表明该方法无需系统拓扑参数即可显著提高电力系统量测数据质量。     

基于关联矩阵化简的电网拓扑辨识新方法

电力网络拓扑分析是电力系统各种分析计算的基础.针对传统矩阵法计算量大,计算速度慢的缺点,提出一种基于矩阵化简的电网拓扑新方法.该方法用节点一支路关联矩阵表述电网的拓扑结构,根据布尔向量的“与”和“或”运算规则以及节点合并原理,对关联矩阵进行修正和化简,以实现电网的拓扑辨识;将母线分析与系统分析的数据及算法进行统一化处理,可通过局部拓扑实现网络状态变化后的快速动态拓扑.通过算例分析,以及该方法在某省实际电网拓扑分析中的应用,验证了所提方法的特点和有效性.与传统矩阵法相比,该方法不需进行复杂的矩阵运算,算法简单,计算量极小,适合于复杂电网的快速拓扑分析.     

基于状态量测的电网拓扑结构反向识别方法研究

针对大电网状态变化轨迹,反向识别电网拓扑结构,对实现数据驱动的大电网运行态势感知与智能控制具有重要意义。该文直接根据电网节点支路潮流信息,提出一种基于状态量测的电网拓扑结构反向识别方法。首先从状态量到节点关联的全新角度,将电网拓扑结构反向识别归结为节点进线与出线间全局最优组合问题。然后根据全网支路功率、电流流通特性,建立电网拓扑结构反向识别数学模型;根据电网潮流特性,生成接近电网真实拓扑的初始解,为加快求解速度对解空间进行了优化。其次基于电网量测单时间断面数据,采用遗传智能算法对该模型进行求解,引入支路电流、电压差值率克服电网拓扑结构反向识别不唯一问题。理论上,当全网有功损耗等于量测损耗、有功电流差值等于量测差值,且电压差值率为零时,即得到电网唯一拓扑。最后利用IEEE39、IEEE 118节点系统进行测试,验证了所提方法的有效性。     

大规模风电接入对系统功角稳定影响的机理分析

随着风电规模的不断增大,风电接入对系统功角稳定影响机理的研究值得重视。该文基于双馈风电机组在故障期间的等效外特性和单端送电系统的功率特性方程,研究不同风电规模对送端电网和受端电网之间电气距离的影响,以及不同风电规模在不同故障状态下对系统暂态功角稳定性的影响机理。得出了近距离故障和远距离故障下,系统功角特性随着风电装机规模的提高而改善,当风电装机规模达到一定程度后,功角稳定性不再改善反而出现恶化趋势的结论。通过对实际电网进行仿真计算,证明了不同规模的风电接入对系统功角稳定影响结论的正确性。     

基于电气距离的复杂电网关键节点识别

深入研究电力系统复杂网络特性及连锁故障传播机理对预防大停电事故至关重要。在分析电力网潮流分布机理的基础上,针对经典复杂网络模型不能很好地结合决定网络潮流分布定律的问题,提取蕴含于电网特征参数中的物理信息,根据叠加原理计算得出电网节点间电气距离,基于电气距离提出了网络节点电气耦合连接度的概念。建立基于节点电气耦合连接度的电力系统复杂网络特性辨识模型。与已有复杂电网模型相比,该模型更符合电力系统实际。通过对IEEE标准示例系统的计算,揭示电网内在的异质结构特性,并将该指标应用于电力网关键节点识别。对IEEE 39节点系统和湖南某地区电网进行分析计算,时域仿真结果表明,所提指标比拓扑度指标更为合理有效。     

小世界网络下电网连锁故障预测

电网连锁故障可能导致大规模停电等严重后果,小世界网络是复杂网络理论中重要网络模型之一.该文首先提出了基于小世界网络构建合理的拓扑模型,建立预测连锁故障优先级的方法.其次,构造了建立在物理特性、电气参数、功率损耗等因素基础上的加权电气介数,结合完整的支路静态能量函数模型,建立了映射潮流变化的能量指标.再次,提出了反映电网发生故障后小世界网络模型的状态和结构变化的综合性裕度指标预测连锁故障.最后,将该算法在IEEE-57母线系统中进行算例分析,仿真结果表明所提预测方法能够快速、准确地搜索出较严重的连锁故障模式集,验证了该方法的合理性、有效性.     

基于集合论估计的电网状态辨识(五)拓扑错误识别

电网的拓扑模型是感知电网状态的基础,错误的拓扑模型将导致状态辨识的结果严重偏离真实的运行状态,因此拓扑错误的辨识非常关键。目前已有拓扑错误辨识的方法在应用于大规模系统和同时辨识不良数据和拓扑错误等方面存在不足。文中基于最少拓扑错误准则,建立了拓扑错误识别的混合整数规划模型,其中测量方程以线性约束和锥约束的形式给出,并采用混合整数不等式来解耦整数变量和连续变量。该模型可高效求解,且可有效识别支路拓扑错误和厂站拓扑错误。     

基于数据驱动代理模型的城市输电网运行品质调节控制策略

传统电网运行品质调节控制忽略了高压配电网拓扑结构对潮流转供的作用。将高压配电网计入所提城市输电网运行品质调节控制策略中,通过高压配电网的拓扑重构,提升输电网运行品质。通过马尔科夫链蒙特卡洛抽样生成大量高压配电网拓扑数据,计算每种拓扑下的运行品质,包括线路损耗、母线电压、线路负载率和断面负载率。使用深度神经网络拟合高压配电网拓扑和以上输电网状态参数之间非线性关系,生成基于深度神经网络的城市输电网运行品质评估代理模型。该数据驱动代理模型可以实现快速高效的输电网状态评估。之后将数据驱动代理模型嵌入非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的寻优计算中,对高压配电网拓扑结构进行迭代,寻找到能提高城市输电网运行品质的拓扑重构策略。所提算法在某城市电网进行验证,显著提高了城市输电网运行品质。     

基于分治策略的分布式调度自动化系统 稳态监控网络拓扑分析

电网拓扑分析是电网调度自动化系统的一项基础性工作,是联通电网模型和电网分析的桥梁,为电网调度员潮流计算、防误操作等等提供必要的基础数据。随着电网建设,网架结构逐步扩大,亟需一种方法在充分利用计算机资源的基础上实现高效率的网络拓扑分析。提出了一种基于分治思想的电网网络拓扑分析算法,通过结合电网模型的特点以及成熟的图论算法予以实现。同时将面向高级应用服务和面向监控服务的拓扑功能解耦,在不影响电力潮流计算等应用功能的基础上提高调度自动化系统集成效率,最后应用该算法编写并行的分布式电网拓扑分析程序,并展望了其应用前景。     

基于图形处理器加速的电网全网拓扑分析算法

随着电网规模的扩大以及电力系统互联水平的提高,电网分析计算的计算量显著上升.图形处理器(GPU)等并行计算设备能够提高大电网分析的计算效率,但电网分析计算中的串行电网拓扑分析已经成为影响并行算法计算效率的重要因素,亟待得到加速.作为电网拓扑分析加速问题的难点,全网拓扑分析可采用并行算法进行加速.为此,提出了一种基于GP...     

省地电网协同运行策略与实践

近年来国内发生多起电网事件,事后分析都与省地运行方式安排不当有关。为保证电网安全可靠运行,深入分析了省调度中心与各地区调度中心现有运行方式工作模式的缺陷,将分散在省调和地调的全电压等级在线数据进行统一整合,实现了多时序电网拓扑模型自动拼接。基于全联通遍历算法自动搜索薄弱接线方式并对负荷损失进行精确评估,进而快速识别高危客户供电风险。对实时电网运行控制对策进行省地联合分析,构建了未来电网协同模型并给出不合理重叠检修方式智能排查方法,实现了省地电网联合决策,可用于指导省级电网运行方式协同决策平台建设。通过在省级电网中实际系统的应用表明,提出的策略能有效避免省地运行方式冲突并实现对电网的协同决策。     

考虑分布式电源和电动汽车集群调度的配电网络重构

随着分布式电源和电动汽车等灵活性电力资源大量接入配电网,对系统安全可靠性提出了更高要求。提出一种考虑分布式电源和电动汽车集群调度的配电网络重构方法,以提高系统可靠性和经济性。在考虑电压偏差的基础上,以故障停电损失成本作为衡量电网可靠性的经济性指标,对网络拓扑结构进行重新构建。首先以线路的开关状态、电动汽车充、放电状态及功率为决策变量,建立以综合成本最小为目标的配电网络重构模型;然后针对配电网络重构模型,采用共生生物搜索算法进行模型求解;最后,通过仿真算例验证了所提方法的有效性。     

基于调控云的电网图形一体化维护技术应用

针对传统电网调度控制系统图形维护、展示不足的问题,提出基于调控云的电网图形一体化维护技术,并对图元标准化、图形标准化、拓扑模型标准化、多用户分布式版本控制等关键技术给出具体解决方案。该技术已在省级及以上电力调度控制中心试点应用。实践表明,一体化维护技术能在调控云平台全网模型的基础上,实现国分省地图形一体化维护、构建全网拓扑的目标,为高级应用拓扑分析提供条件。     

计及电网节点重要度的变压器检修排序方法

采用健康指数理论对变压器运行状态进行分级评估。通过复杂网络理论建立电网拓扑模型,以节点重要度指标来表征变压器运行状态对电网的影响。结合节点重要度对变压器状态评估结果进行修正,制定全网设备的检修次序。以某电网实际数据为例对所提方法的可行性及有效性进行了验证。     

电网脆弱性分析的一种新方法

基于图论无尺度图的分析方法,提出了一种电网脆弱性分析的新方法,对复杂网络的脆弱性进行评估。构建了无尺度图的解析模型,把系统的所有状态变量处理成有向图中的节点,并给出了相关参数的定义及计算方法,弥补了电网脆弱性分析只考虑网络结构,没有结合状态参数的不足,因此能更好地揭示电网的脆弱环节。通过对IEEE57节点系统计算分析,验证了该方法的合理性与有效性,为电力系统的规划设计及安全运行维护提供保证。     

基于IEC61970公共信息模型的地区电网操作票系统研究

遵循国际电工委员会制定的IEC61970公共信息模型CIM所定义的电力设备模型和图形拓扑结构模型,构建了地区电网设备图元及图元敏感区域,提出了基于CIM建模的电网拓扑分析的快速算法,实现在绘制网络接线图的同时完成设备连接关系节支矩阵的建立.根据CIM模型构建了地区电网专家系统知识库,并研究设计了专家系统推理机,实现了智能生成操作票.通过某地区电网运行,得到很高的出票正确率,提高了操作票开票效率.