多维安全域下南方电网的方式计算探讨

作为电网安全经济运行的基石之一的电网方式计算是电力调度部门的一项核心业务。分析了南方电网采用的传统极限计算模式用于方式安全校核时所带来的固有的"不精细"、"不灵活"的问题,基于安全域观点,指出问题的根源在于安全域从多维空间投影到一维极限所致的巨大信息损失,论证了解决问题的根本途径是在多维安全域下实施方式安全校核。结合南方电网数据演示了安全域的实例,探讨了安全域的思想与方法在南方电网的应用前景。     

多维空间中断面热稳定安全域边界特性

提出一种计及"N-1"约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的构建和分析方法。该方法首先通过计算系统各发电机组出力变化对断面线路的功率传输转移分布因子(PTDF),确定对断面功率传输极限影响显著的敏感机组(机群);以敏感机组(机群)的有功出力为多维空间坐标轴,以潮流可行和"N-1"约束为判据,在多维空间中搜索断面传输极限点并形成断面热稳定安全域的边界。该边界刻画了断面功率传输极限随各敏感因素的变化情况,能为运行控制提供更丰富、更准确的运行信息;更进一步分析表明该安全域边界具有较好的超平面近似特性,便于进一步实现安全域的快速计算和讨论安全域在各种优化控制问题中的应用。文中方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。     

计及N-1约束的多维空间断面热稳定安全域边界快速计算

大规模互联电网潮流分布复杂,关键断面的输电极限影响因素较多,呈现出明显的多维特性,因而在多维参数空间中可以更为精细地刻画系统安全运行区域。为此,提出了一种计及N-1约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的快速计算方法。首先,通过分析发电机组出力变化对断面各构成线路的功率传输转移分布因子(PTDF),解析在单一约束条件下机组出力与断面热稳定极限的数值关系;在此基础上提出了顶点搜索策略,形成参数全空间中断面热稳定安全域边界快速求解综合法。该方法结合解析分析和仿真计算两类方法的优点,能够发现参数空间中可能存在的全部热稳定极限约束,快速求得安全域边界的分段近似线性表达式,在多维参数空间中快速准确地刻画系统的安全运行边界。目前,该方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。     

静态电压稳定分析在南方电网应用研究

对南方电网提出静态电压稳定分析三种应用方式,即地区电网静态电压稳定分析、交流断面静稳极限功率计算和低压减载校核计算,并用时域仿真验证校核对了计算结果。第一种方式是最基本应用方式,采用连续潮流方法可得到P-V曲线,从而得到各区域负荷有功功率裕度以及静态电压稳定储备系数,利用模态分析可给出电压薄弱厂站母线。在第二种应用方式中,通过增减交流断面两侧的发电出力,并考虑断面可能的“N-1”“N-2”故障,可以从静态电压稳定计算得到断面的极限功率。对于第三种方式,以玉林地区“N-2”故障为例进行了低压减载策略校核计算,可求取最小切负荷量。     

宁夏电网运行方式风险校核经验智库设计

为有效提高检修校核工作效率,并提升计算人员检修方式风险点查找的准确性和全面性,通过梳理宁夏电网2018—2019年度运行方式风险校核关键信息,理清检修校核项目数据间的逻辑关系,构建了电网运行方式风险校核经验智库的数据结构。基于QT开发软件研发了电网运行方式风险校核经验智库,包含电网正常及检修方式下校核类型、运行风险、控制措施决策、监控断面名称、监控断面极限等信息,其具备强大的信息检索功能,人机界面友好,且具备一定的统计功能。应用结果表明:宁夏电网运行方式风险校核经验智库的使用提升了计算人员长期维护和使用风险数据库的便捷性和使用效率,对保障电网检修方式下安全稳定运行具有重要意义。     

南方交直流混合电网调度运行控制

南方电网是我国第一个交直流混合运行的大电网,直流落点集中,西电东送通道长期压极限运行,电网稳定问题较突出。同时,南方电网地理气象条件复杂,雷害、污闪、台风、覆冰等问题严重威胁电网安全。因此南方电网必然是一个结构复杂、科技含量高、运行驾驭难度大的电网。文中系统地阐述了南方电网的技术特点,总结了中国南方电网公司为保证南方交直流混合电网的安全稳定运行在调度运行控制方面所做的工作及安全措施,如注重电网稳定特性分析、加强安全稳定控制系统的建设和管理、强化PSS运行管理、合理调控交直流功率分配等问题。     

广西电网动态稳定问题研究

针对广西电网水电满发的迎峰度夏方式,以及枯大方式进行了广西电网动态稳定分析,并对多种检修方式进行了校核计算.全面分析正常方式和检修方式下广西电网存在的动态稳定问题.在广西电网完成PSS试验的机组PSS均投入运行的情况下,广西电网的动态稳定性良好.与广西电网范围内机组强相关的弱阻尼低频机电振荡模式的振荡频率一般都在1 Hz以上,高于南方电网常见的区间振荡频率.     

基于并行模式的关联输电断面极限功率计算

针对关联输电断面极限功率计算方法缺乏、枚举组合计算量巨大且难以在线应用的问题,基于大规模分布式并行处理技术,提出了先计算静态极限功率,再计算暂态和动态极限功率的分步计算策略,以及分挡迭代的并行安全校核搜索策略。所述策略不仅对下一步极限功率计算的考核故障集进行了筛选,提高了极限功率搜索速度,而且给出了关联断面极限功率之间相互影响因子的计算方法,为调度运行控制提供了决策支持。南方电网的算例分析验证了所提出的方法的快速性和有效性。     

基于电量裕度的中长期电量安全校核方法

中长期交易电量日益增多,电网可调节裕度减少,因此有必要进行中长期电量安全校核。首先构建电量裕度求解模型,并考虑安全约束必发电量和未来态电网模型,计算机组、断面等关键主体的电量极限。然后通过关联系数矩阵实现中长期电量校核及调整。最后以实际省级电网作为算例,验证所提出模型方法的有效性。通过电力计算、电量校核的方式,为中长期双边交易和电网安全调度运行提供一种技术分析手段。     

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。     

南方电网频率控制性能标准考核方法探讨

电网频率控制性能考核标准(CPS)着眼于整个系统的安全稳定运行需求,并体现了各子控制区域的经济利益。南方电网采用CPS标准对省(区)间联络线功率与系统频率偏差进行管理和考核,并在考核办法中以经济手段落实考核结果。分析了南方电网CPS标准考核方法的弊端与参数设置上的问题,提出了改进建议并论证其优越性。     

南方电网现时自动发电控制模式分析

介绍了南方电网频率考核模式的发展、现状及取得的成果。对南方电网中目前采用的自动发电控制(automatic generation control,AGC)模式及评价标准中的若干问题进行了分析,指出了当前南方电网AGC控制模式的弊端和评价标准中存在的不合理之处。结合南方电网实际情况,对AGC控制模式与评价标准提出了一些改进的意见与方法,为研究制定与南方电网未来发展相适应的频率控制模式打下了基础。     

中国南方电网在线分布式建模系统研究与设计

为了满足中国南方电网全局协调控制和在线安全稳定分析的需要，基于IEC 61970标准，提出了南方电网在线分布式建模系统的设计方案。各省调能量管理系统（EMS）通过调度数据网自动向总调EMS远程在线传输各自的电网模型和图形，在总调侧完成模型和图形的自动拼接，在线自动生成包括南方电网500 kV/220 kV交流系统和高压直流输电系统的全局模型和图形。给出了总体方案，详细设计了总调侧和省调侧的软件体系结构。介绍了关键技术，包括:模型边界的确定和维护、设备命名规范和处理技术、公共信息模型（CIM）扩展、CIM拼接、可缩放矢量图形（SVG）拼接和组织、交直流混合全模型在线高级应用、校验和运行维护机制等，设计了主要性能指标。该系统的实施将为建设中的南方电网新EMS、网省协调自动电压控制（AVC）、在线安全预警和预决策系统提供完整的在线模型。     

云广±800kV直流双极运行模式研究

云广±800kV直流双极投产后,南方电网交直流并联运行、强直弱交的特性更加明显,会给电网安全稳定运行带来新问题。鉴此,研究了云广直流投产后的安全稳定特性、西电东送能力、严重故障的影响及动态稳定性等,分析了联网及孤网两种正常运行方式,提出了云广直流运行方式的安排原则以及调试和运行的建议。     

大容量静止同步补偿器在南方电网的应用*

由于南方电网受端系统广东电网负荷重,结构复杂,且交直流混联运行,交流故障导致多回直流同时换相失败是目前南方电网系统安全的重大威胁。针对这种情况,在500 kV东莞站±200 Mvar STATCOM成功投运的基础上,南方电网推广应用STATCOM,以确保电网安全稳定。从背景、关键技术及现场测试等方面介绍了STATCOM装置在南方电网的应用情况。     

大规模交直流混联电网在线静态安全分析

南方电网总调能量管理系统(EMS)采用了先进的分布式建模技术,其在线静态安全分析需要对包括五省区220kV以上的交直流混联电网大模型进行计算,普通的潮流开断或补偿法难以满足南方电网大模型计算的效率要求。文章采用了基于图上作业的稀疏矢量和因子表修正技术来解决这一问题。图上作业法的稀疏矢量将开断计算工作量缩小到点集的路集上。因子表修正则利用递归与递推方法来减少因子表重新分解的工作量,加快计算速度。与EMS全潮流计算和BPA的对比计算表明,所提出的算法是合理的,且已在南方电网总调EMS有效地运行了两年多。     

南方电网的实践与展望

南方电网是一个远距离、大容量输电的电网,具有“六交三直”的电网结构和交直流混合运行、直流系统集中落点在广东、系统稳定控制难度大等特点,采用了强化安全稳定控制系统和机组PSS装置的管理、增加无功电源的容量、加大电网设备的建设和技术改造力度等一系列行之有效的措施,确保了南方电网的安全稳定运行。基于未来电网发展的几个基本要点,提出了南方电网发展的展望:大力发展水电,协调发展其他能源;在“十一五”期间,建设“八交五直”的电网骨干网架;应用当今世界各种最新的输电技术,并开发大电网的安全稳定控制技术;采用先进科技手段,建设一个数字化的南方电网。最新和未来将要发展的技术都将在南方电网中得到应用。     

南方电网安防演练与培训实时仿真系统研发初探*

南方电网已建成的交直流大规模并列电网实时数字仿真系统已应用于南方电网的工程建设和运行支持,为南方电网安全防御演练与培训系统的建设打下了良好的基础。阐述了南方交直流电网安防演练和培训实时仿真系统建设的总体设想,分别就系统建设的可行性、基本框架和关键技术攻关等方面进行了讨论