基于潮流转移分布熵和负荷冲击灵敏度熵的电力系统关键线路识别

从直流潮流入手,结合矩阵理论,提出一种基于网络拓扑结构确定潮流转移区域及计算潮流转移量的方法,基于此定义潮流转移分布熵和负荷冲击灵敏度熵,提出关键线路综合评价指标。该指标既能衡量线路断开后系统内潮流转移按照线路容量裕度分布的均衡程度,又能衡量线路对各负荷节点负荷变化的灵敏程度。通过对所识别的IEEE 39节点系统的关键线路进行静态攻击,证明了所提方法的有效性和可行性。     

基于加权潮流转移熵的电网脆弱线路辨识

为了辨识电力系统的脆弱线路,本文基于熵理论对现有的潮流转移熵模型做了改进,提出基于加权潮流转移熵的支路脆弱性评估指标,该指标在衡量转移潮流分布的不均衡性时综合考虑线路的负载率,克服了以往模型忽视支路本身属性差异的不足;再结合线路的电气介数,提出一种新的支路综合脆弱性评估模型。该模型从线路之间相互作用的动态过程和电网拓扑结构两个角度综合评估线路的脆弱度。通过对IEEE 39节点系统的仿真分析,可以发现本文提出的方法能够有效克服从单一角度辨识脆弱线路,验证了所提模型的正确性和合理性。     

潮流转移区域后备保护动作特性自适应调整策略

为防御线路的过负荷连锁跳闸,对后备保护动作特性的自适应调整策略进行了研究。该策略定义了潮流转移区域的概念,对支路切除引起的潮流转移发生范围进行界定,进而基于图论,给出了潮流转移区域的搜索方法。在此基础上,以避免初始支路切除事件直接导致过负荷跳闸为目标,给出了潮流转移区域后备保护动作特性自适应调整策略的快速搜索方法。最后...     

利用等相角线的电网潮流转移分析与潮流控制

为提升大电网运行水平,加强调度员对电网结构的认知,提出了利用等相角线的潮流转移分析和潮流控制方法。该方法利用直流潮流的基本观点,依据相角线的高低对大电网进行送受端划分,并将复杂的电网结构简化为上下级通道关系,通过分析得出等相角线的一般性结论:处于相近的等相角线上的传输通道之间的转移较大,低位相角线区域(下级电网)对高位相角线区域(上级电网)可进行事故支援。华东区域某省级电网重载断面算例表明:等相角线的一般性结论在大电网中适用性较强,对于分析故障后潮流转移,采取合理的控制措施提供了依据,提高了调度员编制事故预案和进行事故处理的能力。     

考虑改进潮流转移熵的电力系统融冰预防控制

从熵理论角度出发,对现有的潮流转移熵模型进行改进,综合考虑转移潮流的分布均衡性及各线路的负载率,提出了一种考虑改进潮流转移熵的电力系统融冰预防控制方法。该方法将改进的潮流转移熵作为约束条件引入到控制模型中,将发电机出力再调整作为重点控制措施,得到融冰预防控制模型。通过对IEEE-30系统进行仿真,结果证明该方法提出的控制策略能够有效减小因融冰断线对系统造成的冲击,降低了系统断线后的状态综合严重度,有效提高电力系统在冰灾情况下的安全水平。     

防止距离III段保护因过负荷误动方法的分析与改进

深入研究了防止距离III段保护因过负荷误动作的方法——基于转移潮流灵敏度因子的潮流转移识别方案。在归纳转移潮流灵敏度因子矩阵特征的基础上,指出了该方案仅依靠有功潮流判据可能导致故障和过负荷误判断的缺陷,深入分析了错误产生的原因。补充了阻抗角附加判据以改善原有方案的性能,引入潮流转移特征量的概念并应用于提出的改进方案。该方案在发生潮流转移过负荷时能可靠闭锁距离III段保护,有效预防连锁跳闸。对新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了改进方案的优越性和实用性。     

防止距离Ⅲ段保护因过负荷误动方法的分析与改进

深入研究了防止距离III段保护因过负荷误动作的方法——基于转移潮流灵敏度因子的潮流转移识别方案。在归纳转移潮流灵敏度因子矩阵特征的基础上,指出了该方案仅依靠有功潮流判据可能导致故障和过负荷误判断的缺陷,深入分析了错误产生的原因。补充了阻抗角附加判据以改善原有方案的性能,引入潮流转移特征量的概念并应用于提出的改进方案。该方案在发生潮流转移过负荷时能可靠闭锁距离III段保护,有效预防连锁跳闸。对新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了改进方案的优越性和实用性。     

基于熵理论的电力系统最优潮流均衡度分析

现代电力系统呈现出多种复杂特性,加之新形势下电网互动运行成为热点,如何提高系统在众多复杂运行特性中的安全运行水平成为研究的重点和难点。针对此问题,提出基于熵理论的电力系统潮流均衡度分析方法,通过研究潮流变化特性,探索提高系统安全运行水平的新方法。首先,从负荷变化对系统潮流变化的影响机理出发,建立基于信息熵的潮流转移熵指标,描述系统支路潮流变化的均衡程度。进一步以潮流转移熵为目标函数建立电力系统最优潮流均衡度模型,优化系统运行方式,提高系统安全负荷裕度。在IEEE 300节点系统下设置常规运行方式及源荷互动运行方式,通过算例分析验证了所述潮流转移熵指标及所建立最优潮流均衡度模型的有效性。算例同时表明,所述方法与直接以负荷裕度为目标的优化方法相比速度大为提高,为电力系统日内及日前发电计划的优化调整提供了参考。     

安全约束最优潮流的实用模型及故障态约束缩减方法

针对大型电力系统安全约束最优潮流(SCOPF)问题具有的计算规模庞大、求解困难的特点,提出了基于潮流转移关系的SCOPF实用模型及故障态约束缩减方法。首先通过预想故障分析建立故障前后的有功潮流转移关系,将故障态支路有功潮流描述为基态支路有功潮流的函数,从而将故障态支路有功潮流约束描述为基态支路有功潮流的线性不等式约束;然后通过对并联线路或并列主变压器进行分组,利用组内支路的有功潮流分布关系减少需监视的支路规模;最后利用设备短时通流能力明显大于其长期通流能力的特征对故障态支路潮流约束进行过滤,以尽可能减小SCOPF问题的计算规模。IEEE 14节点测试系统和华东电网的仿真分析验证了所提模型及约束缩减方法的正确性和有效性。     

计及潮流转移特性的直流潮流控制器优化配置

直流电网的潮流可控支路数遵循N−1原则,在线路上安装直流潮流控制器可提升直流电网的潮流控制自由度。现有关于直流潮流控制器配置的研究都只关注其稳态特性,考虑到直流系统发生断线故障可能导致线路过载,从潮流转移的角度提出一种新的直流潮流控制器配置方法。建立安装直流潮流控制器后的直流电网数学模型,应用灵敏度分析结合潮流分布情况确定直流潮流控制器安装位置,提出直流系统潮流转移熵,结合直流系统加权潮流熵对直流潮流控制器进行优化。仿真结果显示,在不同运行方式下,采用所提方法进行优化不仅能改善潮流分布,还能优化直流线路的潮流转移特性,且N−1故障后重载线路的平均负载率明显降低,验证了所提方法的有效性。     

基于前K最短路径的输电断面搜索新算法

过载支路切除引起的潮流转移是导致连锁过载跳闸的重要原因。本文分析了过载支路切除后的潮流转移特征,引入了潮流转移系数(FTF)的概念,并给出了输电断面新的定义。根据潮流转移的路径特征,给出了一种快速搜索输电断面的新算法。该算法通过把实时的电力网络转化成拓扑图,基于动态规划理论,通过在一个以过载支路为中心的拓扑子图内快速搜索出过载支路两端点间的前K条最短路径,并最终找出受潮流转移影响较大的输电断面,把对整个系统的安全性分析缩小到一个输电断面内,极大地减少了进一步分析的工作量,有利于防止连锁过载跳闸的发生。中国电科院CEPRI36节点系统的仿真结果验证了该算法的有效性。     

计及暂态过程的多支路切除潮流转移识别算法研究

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电事件发生的重要因素，严重地威胁着电力系统的安全运行。该文针对多支路连锁切除事件引发的潮流转移问题，将潮流转移因子进一步从单支路切除情况推广到多条支路连锁切除的情况，根据潮流在支路间的折返过程推导了发生多支路连锁切除事件时潮流转移因子的计算公式；并在结合计及暂态过程的支路电流估算的基础上，提出了发生多支路连锁切除事件后，基于广域测量系统(WAMS)有限测点下的支路电流估算方法与潮流转移识别算法。新英格兰10机系统仿真结果验证了文中提出的支路电流估算方法与潮流转移识别算法的有效性。     

电网安全稳定控制系统跳闸判据研究

针对传统电网安全稳定控制装置中广泛使用的无故障跳闸判据在潮流转移后对轻载线路可能误判为跳闸的问题,以分层区域集中式广域保护结构为例,基于分布系数法识别系统潮流转移,提出并分析一种新型综合跳闸判据。     

基于潮流转移识别的电力系统连锁故障风险评估模型

在元件停运概率历史统计值的基础上,综合考虑潮流因素的影响,给出了元件停运概率曲线,并采用严重度指标从系统静态安全的角度评估了连锁故障的后果。为了缩小安全分析的范围,根据实时网络拓扑结构建立相应的矩阵,经过矩阵运算,得到过载支路对应的并行断面;利用动态解耦潮流算法计算并行断面内支路的潮流,将潮流增加较大的支路作为下一故障环节的备选支路集。最后以IEEE39节点系统为对象进行仿真,验证了此方法的可行性与有效性。     

基于本地信息的潮流转移识别

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电事件发生的重要因素之一。文中明确了潮流转移识别的研究对象,提出了潮流转移识别的前提条件;在此基础上,根据故障动态过程的基本特点,提出了基于本地信息的潮流转移识别方案。该方案不依赖于通信,决策快速,并考虑了系统振荡、发展性与转换性故障等因素的影响,适用于不对称潮流转移的识别。PS...     

基于背离路径的输电断面搜索新算法

针对潮流转移引起的连锁过载跳闸问题,分析了过载支路切除后的潮流转移特征,指出受潮流转移影响较大的支路都集中在与切除支路电气距离较近的范围内;给出了一种快速搜索与过载支路相关输电断面的新算法,把实时的电力网络转化成拓扑图,采用基于背离路径的前K条最短路搜索算法,快速搜索出受潮流转移影响较大的输电断面,避免了采用单一路径搜索时因搜索范围过小而使部分支路漏选的情况,保证了输电断面的完整性。当发生过载时,可通过分析过载切除对输电断面内支路的影响来快速估计整个系统安全性的影响,极大地减少了分析计算的负担,有利于防止连锁过载跳闸的发生。最后对中国电力科学研究院(CEPRI)36节点系统进行仿真分析,验证了该算法的有效性。     

基于广域同步测量系统的预防连锁跳闸控制策略

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电事件发生的重要因素，严重地威胁着电力系统的安全运行。该文针对潮流转移引起的连锁跳闸问题，提出了一种基于广域同步测量系统(WAMS)的预防连锁跳闸控制策略。利用网络支路电流与注入电流之间的关系，提出了最佳切机、切负荷控制点的选取原则，在此基础上推导了切机、切负荷控制量的计算方法，并提出了这一预防连锁跳闸控制策略的流程；同时，给出了控制策略中涉及到的动态过程中切机、切负荷前支路电流的计算方法。最后，文中对新英格兰10机系统进行了发生潮流转移情况下切机、切负荷控制策略的仿真，验证了该控制策略的有效性。     

多支路开断潮流自转移和互转移识别算法研究

针对多支路开断的潮流转移问题,给了一种分析潮流自转移和互转移的多支路开断识别新算法。当电力系统发生多支路同时开断时,分析潮流转移的折返过程,利用改进Floyd算法通过路径搜索确定潮流转移线路集合。利用直流潮流方法推导了多支路开断的支路开断分布因子,计算潮流转移危险指数识别出存在过载风险的支路构成关键支路集。文中在最短路径搜索、广义潮流转移严重区的确定方面作了重要改进,适应于多支路开断潮流转移的有效识别。IEEE 39节点算例验证了该算法对多支路开断潮流转移识别的有效性。     

基于加权网络模型的电网潮流转移下危险线路识别

针对已有电网潮流转移路径搜索方法的不全面性,提出了基于加权网络模型的电网潮流转移下危险线路的识别方法。从电网拓扑结构和潮流分布的不均衡性2方面进行综合分析,建立了以线路电抗值和线路负载率倒数为边权的2种加权电网模型,再分别运用Floyd算法搜索最短传输路径,其所包含的线路即为危险线路。该方法综合考虑了连结节点的非均质特性对潮流转移的影响,能有效识别出与发电机直接相连的变压器线路,所识别得到的电网潮流转移下的危险线路更全面准确。基于多节点系统的仿真分析验证了该方法的正确性和有效性。