自适应型低频减载装置的研究

在突然恶性事故情况下,由于发电厂的退出,电力系统有可能产生严重的频率下降,导致系统崩溃和大面积停电事故。低频减载（ＵＦＬＳ）无疑是一种抑制频率下降的有效方法,它依据测量到的频率值,按轮次分步骤地减掉负荷。这里介绍一种自适应型低频减载装置的方案,它依据频率和频率的变化率,动态地确定减负荷装置的动作情况。利用微型计算机实现这一方案是完全可行的。     

基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略

智能配电网的自愈控制对提高整个电力系统的供电可靠性至关重要。针对含分布式电源的配电网故障恢复问题,提出了基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略。首先,通过广度优先搜索的方法遍历停电区域内所有具有黑启动能力的分布式电源,形成孤岛供电。其次,对剩余失电区域采用启发式规则,以生成用于配电网故障恢复的候选方案集。最后,考虑故障恢复的目标,引入负荷容量裕度、负荷转移量、负荷恢复比例、开关操作次数和电压降落五个评价指标,分别计算候选方案的各评价指标。并使用改进的AHP方法和CRITIC方法对方案进行评估。同时引入综合权重并计算各方案与理想点之间的偏离度,确定最优故障恢复方案以恢复剩余失电区域供电。通过算例分析验证了所提方法在解决配电网故障恢复问题上的有效性。     

Under-Frequency Load Shedding scheme for islanded distribution network connected with mini hydro

Under-Frequency Load Shedding (UFLS) is a common technique to maintain power system stability by removing the overload in some part of the system. The existing UFLS schemes operate successfully in the interconnected grid system. A particular approach of UFLS scheme is required for an islanded system which is known to be not as strong as the grid. This paper presents a new approach of UFLS scheme for the implementation in an islanded distribution system. The scheme is based on a combination of adaptive and intelligent techniques. The disturbance magnitude for response based and event based is treated differently: (1) event based is based on the power imbalance and (2) response based is based on the swing equation which relies on the frequency and rate of change of frequency measurement. Dynamic simulation on an intentional islanding operation is performed on an existing Malaysian network interconnected with a mini hydro generation. The objective is to investigate the effectiveness of the proposed scheme. The simulation results demonstrate that the proposed scheme is capable of improving the frequency response of the islanded system. A significant finding is that the scheme can successfully reduce the effect of power deficiency following the grid connected to islanding operation transition.     

An adaptive approach to load shedding and spinning reserve controlduring underfrequency conditions

Emergency conditions arising due to generating power deficiency and the consequent drop in power system frequency can lead to system collapse and a large scale loss of load. Underfrequency load shedding (UFLS) is a globally accepted practice to handle this situation. Most UFLS schemes use pre-specified step sizes based upon frequency measurements. This paper presents an adaptive scheme which uses both frequency and rate-of-change of frequency measurements to dynamically set UFLS relays if more than one generation outage is experienced. It then proposes a technique for coordinating UFLS and the activation of spinning reserves through localized governor control. Recent developments in computer based frequency and rate-of-change of frequency relays makes this scheme both feasible and attractive     

新型低频减载方案的研究

在突然恶性事故情况下,电力系统产生严重的频率下降,导致系统崩溃和大面积停电。低频减载装置是一种抑制频率下降的有效方法,它依据测量到的频率值,按轮次分步骤地减掉负荷。这里介绍一种自适应型低频减载装置的方案,它依据频率和频率的变化率,动态地确定减负荷装置的动作情况。利用微型计算机实现这一方案完全可行。     

孤岛系统的低频减载方案研究

对某一实际系统形成孤岛后的频率、电压动态和低频减载方案进行了时域仿真研究。研究了低频减载方案的设计,分析了传统的低频减载方案和两种新的半适应与自适应低频减载方案。利用PSS/E建立了该实际系统模型及上述各种低频减载模型。仿真研究了有功功率缺额扰动时的频率、电压动态特性和各种减载方案的性能,分析了影响各方案性能的主要因素,提出了改进策略。仿真研究表明该系统成为孤岛后维持频率和电压稳定的能力很低,设计良好的低频减载方案,以及在低频减载方案考虑电压的影响对系统安全稳定运行有重要意义。     

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。     

An enhanced Radial Basis Function Network for voltage stability monitoring considering multiple contingencies

This paper proposes a scheme for online voltage stability monitoring using an enhanced Radial Basis Function Network (RBFN). A single RBFN is used to predict MW margins for different contingencies. A sequential learning strategy is used along with a regularization technique to design the RBFN and the weights in the output layer are determined by using linear optimization. The proposed network can be adapted with changing operating scenario of the power system. A network pruning strategy is used to limit the growth of the network size due to adaptive training. The proposed scheme is applied on the New England 39-bus power system model.     

基于启发式规则与熵权理论的配电网故障恢复

为快速准确实现配电网故障恢复,提出了启发式规则与熵权理论相结合的两阶段配电网故障恢复算法。第1阶段,利用启发式规则生成故障恢复的候选方案集;第2阶段,考虑故障恢复的目标,引入负荷恢复量、负荷转移量、负荷容量裕度、负荷均衡率和开关操作次数5个评价指标,分别计算候选方案的各评价指标,利用熵权理论对方案进行评价,同时引入主客观权重对方案进行综合评价,得出优选和备选恢复方案。算例结果验证了该方法的有效性。     

电力系统低频减载的同调分区定义与割集算法

电力系统分区运行时其低频减载在各区域作用的绩效可能会由于分区组合情形的变化而受到影响.针对这一问题,通过分析系统分区组合特性,给出了低频减载同调分区及相关概念的定义.基于同调分区的概念,结合对电网分区图的割集的分析,提出了建立系统同调分区集合的算法.采用该算法计算实际电网的同调分区集合,在考虑同调分区的情况下对分区低频...     

电力系统低频减载研究与应用发展

低频减载控制作为维持电力系统稳定运行的最后一道防线,其研究对于当前复杂性不断提高的电力系统具有特别重要的意义。针对电力系统低频减载技术的特点、方案分类、应用现状、优化研究及各种先进算法在UFLS中的应用情况进行综合阐述。并特别关注了近年来发展出来的各种新理论、新技术及其在低频减载控制中的应用。简要地分析探讨了各种方案的特点和不足及其改进发展情况,研究了元件参数模型的变化、动态变量间的相互作用对UFLS方案设计与实施所产生的影响以及协调控制技术在UFLS中的应用。     

暂态稳定混合控制的优化:(一)单一失稳模式的故障集

基于扩展等面积准则(EEAC)关于暂态稳定量化分析和故障失稳模式(UM)的概念，针对暂态稳定混合控制，提出“解耦迭代(局部优化)，聚合协调(全局优化)”的优化策略。按UM的异同将预想事故分为不同的故障子集，大大减少了约束优化子问题的数量；充分利用预防控制和紧急控制的互补性，并跟踪由于控制而改变的UM，求解各子集的稳控最优解。然后协调各个优化子问题，得到全约束空间中的最优解。全文分为2篇。该文针对UM相同的故障约束，从算法的初值、邻域和搜索策略三要素出发，深入分析了该非线性混合规划的内在规律，构造了具有问题特色的寻优算法，避免了在离散的控制空间和连续的控制空间之间的迭代。对实际电网的仿真验证了算法的有效性，并与解决0—1“背包”问题的多点贪婪算法进行了对照。     

并联电容投切对孤立系统低频减载设计的影响

进行系统低频减载方案设计时，简单的频率响应模型由于未考虑系统电压对频率过程的影响而导致不少情况下无法适用。文中针对孤立小受端系统，通过仿真表明在大有功缺额扰动下此类系统极易出现低电压问题，从而很大程度上影响了频率行为，并影响了低频减载装置的动作。通过比较不同的并联电容投切模式对频率过程的影响，提出了合理抑制电压升高基础上的更为合理的减载方案，以更有效地恢复系统频率和电压。同时提出了实现过程中需要解决的问题。     

Enhanced state estimator incorporating adaptive underfrequency load shedding under contingencies via the alternating optimization method

An enhanced state estimator (SE) is proposed to incorporate the real-time underfrequency load shedding (UFLS) information in this paper. During contingencies, the historical SCADA measurements are not accurate enough while the PMU measurements may be inadequate for the SE. Considering that load shedding strategy is a common practice to prevent the system from collapse during contingencies, we can use the shedding information as a viable option to update/correct the SCADA measurements by employing proper techniques. The auxiliary binary variables and scheduled load shedding amount are introduced in the traditional weighted least square formulation so that a more accurate SE can be obtained. The alternating optimization method is utilized to solve the SE problem. Case studies are conducted on the IEEE 30- and 118-Bus system to illustrate the proposed methodology and demonstrate the evident improvements on the reconstructed states.     

基于电网拓扑优化的电压稳定预防控制方法

电压稳定是电力系统安全稳定运行的重要内容之一,然而某些故障或扰动的发生可能导致系统的负荷裕度大幅度降低,甚至造成电压失稳。为增强系统的电压稳定性,提出采用改变母线运行方式的方法优化电网拓扑结构,从而提高电力系统的负荷裕度,确保基态系统和预想事故下的电压稳定性。提出了计及预想事故的电压稳定预防控制模型,并发展了一套阶段式的母线运行方式优化求解方法。首先利用线路参数的灵敏度指标对母线运行方案进行预筛选,快速筛选出可以提高负荷裕度的备选方案集,以减小计算规模;随后在此集合上基于look-ahead裕度指标对运行方案排序,并以连续潮流法的分析结果确定有效母线运行方案;最后,通过IEEE 118和1648节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性。     

南方电网系统频率特性及低频减载方案

分析评价南方电网发生大功率缺额时,电网频率暂态稳定特性及现有低频减载方案对保证系统频率稳定的作用和效果。提出南方电网低频减载方案评价方法和改进方案。研究表明,采用改进方案,可使系统在受到不同程度的功率缺额扰动时,都能够更好地满足减负荷的需要,保证系统频率不致过低并能较快恢复,有利于系统的频率稳定及大机组的安全运行。     

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。     

一种配电网故障恢复智能决策算法

配网的故障恢复问题是智能配电网实现自愈的关键。本文综合考虑故障恢复方案的经济性和安全性,以倒闸操作次数少、网络储备容量大为优化目标,采用基于生成树的可行方案生成方法,提出了基于离散细菌群体趋药性算法的配网故障恢复智能决策方法。仿真计算结果表明,该方法仅需获得初始有功负荷和线路热稳功率极限,无需进行配网潮流在线计算和校验,能够快速得到最优故障恢复方案,可为调度人员提供快速准确的决策支持。     

有功不平衡下计及低频减载影响的输电线路过载热保护

由于内外部扰动引起的有功不平衡,系统频率和线路电流会出现明显的波动、过渡及恢复过程,需关注系统状态恢复过程中的导线热力安全,采取合理的保护策略。分析了电网有功不平衡下电流和频率的动态特性,研究了不同低频减载方案对频率恢复速率和导线温升过程的影响,提出了电网有功不平衡下计及低频减载影响的输电线路过载热保护策略。通过IEEE39节点系统仿真测试,验证了所提策略的有效性。仿真结果表明:不同类型的大扰动下,不同的低频减载布点位置和数量以及低频减载整定方案对导线温升响应的影响及延迟过载热保护动作时间的效果不同。所提出的输电线路过载热保护能够最大限度地挖掘线路耐受事故过负荷的能力,在兼顾系统频率恢复的同时,避免线路温升越限出现新的连锁故障。     

Pre-screening of single contingencies causing network topologychanges

A multilevel contingency screening method is introduced to process large sets of candidate power system contingencies. The idea is to apply a series of increasingly more accurate and time-consuming algorithms so that each higher screening level processes a reduced set of candidates. A practical implementation of the method uses a fast prescreening step whose algorithm is based upon the local network solution concept. The method is designed to process contingencies whose effects can be localized, e.g. branch outages and bus section faults. The accuracy of the new algorithm is controlled via an automatically calculated small network adequacy ratio while its reliability is enhanced by the use of different contingency severity measures