智能调度分布式一体化建模方案

智能调度建设要求调度中心共享信息,为此提出了智能调度分布式一体化建模方案。该方案中,各级调度系统之间通过模型信息联动技术,实现图形、数据、模型的共享;通过模型拆分/合并技术、在线外网等值技术等建立全电网模型和图形,并获取实时运行数据;通过模型信息订阅技术为各应用系统提供个性化的模型信息服务。分布式一体化建模可为智能调度提供一体化模型与基础数据,实现模型信息的源端维护、全网共享,满足调度中心对全电网的模型分析、安全预警、辅助决策等业务需要。     

电力系统输电运行弹性空间建模与效益评估

电力负荷增长和新能源接入给电网安全、经济运行带来了新的挑战。为提高电网运行安全裕度,在更大空间内实现资源优化配置,需要在现有设备基础上,挖掘电网的电能输送潜力。为此,提出输电环节运行弹性空间的概念,以挖掘输电线路与联络线的运行弹性空间。文中提出两种提高输电运行弹性空间的方式及其建模方法:①基于转移分布因子,建立线路故障短时增容弹性模型;②基于互联外网静态等值模型,建立考虑外网运行约束的联络线调整弹性模型。在此基础上,提出考虑输电运行弹性空间的N-1安全经济调度优化模型。最后,通过IEEE 30节点与IEEE 9节点互联系统评估了输电运行弹性空间的效益。仿真表明,考虑输电运行弹性空间的调度方法相较于常规调度方法可有效提高风电消纳,降低电网运行成本。     

公共信息模型在佛山地区电网外网等值的应用

广东省电力调度中心的地区电网外网等值自动生成系统为各地区电网进行了实时外网等值,各地区电网调度只要建立组件接口规范(CIS)服务器,采用CIS数据接口与广东省电力调度中心进行数据通信,就可以实时获取符合公共信息模型(CIM)标准的本地区电网的外网等值模型和参数.佛山地区电网能量管理系统(EMS)通过这种方法获得了本地区电网的外网模型数据和实时数据,并通过把此模型与地区电网模型合并,生成了完整的佛山地区电网计算模型.     

暂态稳定仿真计算的分解协调计算模式

电网互联为一体,而电网调度却分层分区,需要在线进行电网分解协调稳定分析计算.文中将暂态稳定分解协调计算的各种计算策略统一在计算模式-协调计算方式-外网等值的三维坐标图中,并论述了相互间的演进关系;研究了协调算法、计算速度、通信等问题;设计了一种实用的暂态稳定分解协调计算算法;引入时窗和移窗技术提高算法收敛性,减小通信开销.算例表明,这种算法具有收敛性好、计算结果精度高、对通信质量依赖性低以及对迭代初值的误差不敏感等优点.     

基于CIM标准的四川省电网图模数集成方法研究

随着调度自动化主站技术的发展,分级电网管理并对外网等值的建模方式已经无法满足电力系统分析与计算对大电网、大数据的需求。传统建模方式中,边界处设备被等值所导致的辖区外电网模型动态特性缺失易导致辖区内电网状态估计与潮流计算的局限性。结合四川电网分布广、区域划分多、模型离散度大等特性,优化图模数集成方法,阐述了边界设备智能查询、ID重构、比对增量入库、模糊匹配等方法实现模型、数据与图形的省地一体化集成[1]。     

地区电网外网等值自动生成系统的开发与应用

外网等值模型必须跟踪外网运行方式的变化以确保地调EMS应用软件的计算精度.为提高地区电网EMS应用软件的实用性,作者开发了自适应的外网等值自动生成系统.该系统利用IEC61970 CIM(Common Information Model)标准从省调EMS系统读取电网模型和实时数据,然后自动为地区电网生成外网等值模型,并按IEC61970 CIS/CORBA(Component Interface Specification/Common Object Request Broker Architecture)规范通过广域网将外网等值模型发送至各地区电网,供地区电网EMS/DTS应用软件使用.该系统的外网模型可灵活定制,可在外网中自动生成或人工指定缓冲网,以满足等值精度和计算速度的要求.该系统实时自动运行,可随时为地区电网提供外网等值模型和相应的实时数据,大大提高了地区电网EMS/DTS应用软件计算结果的正确性.     

长春地区电网外网等值在线自动生成系统的应用

为了提高地调EMS应用软件的计算精度和实用化程度,以长春地调为示范开发了地区电网外网等值在线自动生成系统。系统按照IEC61970国际标准导出吉林省调EMS中的实时电网模型,根据预先设定好的地调电网缓冲网边界自动为地调生成外网等值模型,再通过电力调度数据网将外网等值模型下发至长春地调,长春地调EMS系统利用模型合并等技术,将外网等值模型应用于地调EMS应用软件。现场运行表明,该系统能够大大提高长春地区调度员潮流计算的精度,有效降低地调EMS运行维护人员的工作量。     

基于CIM标准的多级电网模型集成分析

电力系统调度一般采用分级电网监控方式。各级调度系统只建立监控范围内的电网模型，外网部分采用等值处理。文章基于CIM标准提出对各级调度系统的电网模型进行集成的方法。该方法通过分析上下级调度系统模型之间的关口电网，对分散的各级电网模型进行合并，形成一个完整的区域电网结构描述。在此基础上提出建立一个分散式模型集成的在线系统，实现全网的分散维护、集中建模。测试表明，该方法可以有效地形成完整详细的全网模型。     

基于异步迭代模式的电力系统分布式状态估计方法

互联电网安全运行所要求的一体化建模与计算对分布式状态估计提出了新的要求,为了给后续的基于异步迭代模式的分布式能量管理系统高级应用提供一个较为精确的基态计算模型,也为解决传统两层式状态估计中出现的边界失配量较大的问题,提出了一种基于异步迭代模式的分布式状态估计方法。该方法基于等值网等值量测修正思想,通过构建关于边界状态量的不动点迭代格式,实现基本的分布式状态估计方法;通过在异步迭代过程中,强制外网等值量测数据为非坏数据,再经协调计算,借用外网量测信息解决了内网靠近边界区域的不良数据难以辨识的问题。以IEEE 118节点系统为标准算例进行测试,测试结果验证了所提方法的有效性。     

基于外网静态等值与无迹变换法的互联电网概率潮流计算

随着电力系统的发展,为计及新能源发电和负荷波动等不确定性因素的影响,须对互联电网进行概率潮流分析,而电网规模的不断扩大会显著增加相应的计算负担。因此,为提高互联电网概率潮流的计算效率,提出了一种基于外网静态等值方法与无迹变换法相结合的互联电网概率潮流计算方法。首先,采用无迹变换法生成用于边界处等值参数概率建模的样本点集,提出基于多运行点的外网静态等值方法,即每个样本点基于其改进直流潮流计算得到的结果获得等值参数,以建立等值后内网输入随机变量的概率模型。然后,通过该概率模型再次采用无迹变换法生成新的样本点集,从而进行等值后内网的概率潮流计算。最后,在多个测试系统证明了所提方法的准确性与速度优势。该方法借助概率等值技术同时降低了概率潮流计算中输入随机变量的维数与系统规模,从而减少了其分析所需的确定性潮流计算次数及其单次计算时间,实现了该应用在计算方面的双重降维。     

高压直流输电系统故障后电网安全控制装置调制策略

大容量高压直流输电系统(high-voltage DC system,HVDC)一旦故障,对送端、受端交流系统产生较大影响,需要安控装置确保系统稳定运行。以包含多个直流输电通道的互联系统为研究对象,基于HVDC系统快速调制功率的特点,提出了单条通道故障后的安控装置动作策略。该策略考虑关键断面限额、潮流、机组出力、系统稳定等约束条件,通过其他直流转带损失功率确保机组调减功率最小。最后以CEPRI-36系统和实际互联系统为例验证文中模型的有效性和实用性。     

基于分解协调算法的互联电力系统状态估计

提出了基于分解协调算法求解多区域互联系统的状态估计算法。互联系统计算中心根据虚拟节点两端子系统状态估计所得功率残差加权平均值计算各子系统虚拟节点注入功率的变化量,各子系统节点状态量通过注入功率和功率估计值对节点状态量的灵敏度矩阵修正子系统状态估计结果,得到互联系统的状态估计解。仿真计算结果说明,分布式状态估计算法计算准确、速度快,且在互联系统计算中心无法获得部分子系统数据的情况下,能够最大限度地准确计算出互联系统的部分可观测结果。     

基于VSC的柔性互联电网潮流解耦算法研究

基于交替迭代的交直流潮流计算是柔性互联电网研究的基础,其能灵活适应电压源换流器(voltage source converter, VSC)的各种控制方式,且对成熟的交流潮流计算方法具有良好的继承性。但此算法由于交、直流系统间存在耦合关系,需要交替进行多次迭代。对此,本文首先分析换流器稳态模型及其常用控制方式、直流电网潮流稳态模型,随后推导出柔性互联系统交替迭代法及交替迭代法需要进行多次交替迭代的原因,提出了一种基于VSC的柔性互联电网潮流解耦算法。在不重新划分交、直流系统界限的基础上,通过对VSC有功控制参量的两次处理,继承了交替迭代法优点的同时,可避免进行多次交替迭代,使得潮流计算更加简洁且更贴近实际模型,从而使柔性互联电网潮流计算量大为减小。最后,通过IEEE9节点和IEEE30节点交流测试系统形成的两个柔性互联系统算例,验证本文所提算法的有效性和准确性。     

特高压电网建设初期“三华”电网数模混合实时仿真试验研究

采用电磁暂态全数字实时仿真及直流输电物理仿真装置,建立2012水平年"三华"电网多回直流线路和特高压交流骨干网混合输电的数模仿真模型,模拟交流特高压联络线故障、直流闭锁故障和直流落点附近的交流故障,分析"三华"电网的稳定特性以及交直流系统间的相互影响。仿真结果表明,2012水平年"三华"电网安全稳定性能够满足《电力系统安全稳定导则》要求。     

基于异步迭代的交直流互联系统分布式动态潮流计算

交直流互联电网与调度中心独立计算模式之间存在矛盾,给电网分析和监控带来种种弊端.为克服这一矛盾,在基于异步迭代模式的分布式动态潮流(ADDPF)算法的基础上,提出了以高压直流线路为联络线的交直流互联系统ADDPF算法.该方法针对两端直流系统,直流线路在其两端子系统重复建模,内层交直流潮流计算采用交替求解法,外层将直流线路等值为交流线路构造不动点迭代格式,不断修正外边界节点注入功率实现全网潮流计算.将IEEE标准系统扩展为交直流系统进行测试,可获得与全网一致的动态潮流解.     

考虑暂态稳定约束的概率水平下ATC计算

目前,可用传输容量多用作一种技术性指标,而较少结合市场信息提供商业可行性特征。文章针对暂态稳定问题比较突出的互联电网,提出了一种融入市场特征的可用传输容量计算模型,通过统一考虑暂态稳定约束和发电机的出力概率,利用暂态能量函数和数值仿真,计算一定概率水平下区域间的可用传输容量。算例分析结果表明,所提模型能够为跨区交易提供较合理的市场信息。     

考虑风电不确定性的多区电力系统分散式随机调度方法

在考虑风电出力不确定性的基础上研究了多区域电网分散式优化问题。首先,对区域边界共享节点进行复制以实现互联电网的解耦,然后,基于场景法对风电随机性进行建模,构建区域电网两阶段随机优化模型,最后,采用同步型交替方向乘子法(Synchronous Alternating Direction Method of Multipliers,SADMM)交替求解全网分散优化问题和区域两阶段随机优化问题。采用修改的新英格兰39节点系统构建3区域互联电网进行仿真测试,验证了所提模型能够有效应对风电的随机不确定性,并实现各区域电网调度的分散自治。     

互联电网预防控制和紧急控制在线预决策系统

针对电网互联和电力市场化给电网安全稳定经济运行带来的挑战，阐述了互联电网在线暂态安全分析与控制的重要性，强调其在线预决策系统（OPS）不仅要考虑功角稳定性，而且要计及电压和频率的安全性，而预防控制和紧急控制也应该在协调的框架下研究。探讨了一体化OPS与调度中心其他系统的联系，以及多个能量管理系统（EMS）和多个安全稳定控制系统的数据共享；提出了相应的框架，并采用分布式并行计算技术来提高该系统的快速性和可靠性。最后介绍了一个应用实例及其实施中的关键问题。     

电网调度互联培训仿真系统的应用

以省地联合反事故演练为例,通过调度数据网将上下两级调度培训仿真系统系统互联,从而达到提升各级调度互相配合、协同处理事故的能力,分析了省地互联系统的功能在山西电网反事故演习当中的实际运用情况,提出了在系统应用调试过程中注意的问题和解决方法。     

全国电网互联系统频率特性及低频减载方案

目前我国已形成东北—华北(含山东)—华中(含川渝)跨区同步互联电网。采用电力系统暂态稳定时域仿真程序和自动低频减负荷方案设计了单机计算模型,全面分析和评价了各种联网或孤网运行模式下发生大功率缺额时,电网频率暂态稳定特性及各电网现有低频减载方案对2005—2007年电网频率安全运行的适应性。在此基础上提出了我国东北—华北—华中跨区互联电网统一协调的低频自动减负荷方案,该方案不但适用于各种联网模式,也适用于各种孤网模式。当受到5%~45%的不同功率缺额扰动时,互联电网能够相应地协调减负荷,保证了最小频率不低于48.0 Hz,满足频率恢复速度10 s左右恢复到49.5 Hz,达到了统一协调减载,保证系统频率稳定和联络线及大机组安全。