计及频率稳定的多直流异步外送电网切机容量优化

异步互联格局下,送端电网惯性大幅下降,因直流闭锁引发的高频问题较为严重,传统应对高频问题的稳控切机策略存在切机量不精确（过切或欠切）以及切机后系统转动惯量匮乏等风险。针对现有稳控切机方案的不适应性,提出一种计及系统频率稳定需求的多直流异步外送电网切机容量优化模型。模型中耦合大容量直流闭锁故障下各种频率指标约束、网络潮流约束、备用及切机量约束,考虑系统内各类型机组调节性能及位置的差异性,利用理想点法和优序图法得到各类型机组的切机惩罚因子,通过切机综合代价最小化目标确定大容量直流闭锁事故下送端电网的最优切机方案。以改进的IEEE RTS-79系统为例进行了算例分析,验证了所构建模型的有效性与频率适应性。     

基于发电机对暂态势能集的电力系统暂态稳定快速评估

基于传统暂态能量函数方法,以简单3机3节点系统推导出一种基于发电机对暂态势能的系统暂态势能函数表达式。该暂态势能计算函数不需要全系统的网络拓扑参数或故障位置信息,仅需实时采集系统中少量的发电机机端电气状态量,计算方法简单有效。基于该发电机对暂态势能定义了受扰严重机组判别指标集,利用该指标的聚集特性在故障清除后极短时间内辨识系统的主导失稳模式,根据临界机组分群结果采用EEAC法快速计算当前故障模式下的系统暂态稳定裕度。IEEE 3机9节点、新英格兰10机39节点系统、某省级实际电网算例结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于支路能量时空特征的电力系统暂态稳定性分析

提出支路能量分布熵和支路能量近似熵指标,分别从扰动能量在电网中的空间分布聚集程度和从扰动能量随时间推移的振荡态势来分析故障后电力系统的暂态稳定性。首先简述系统动态模型和基于结构保留模型的支路势能分析方法,引入复杂系统熵理论构造支路能量分布熵指标;同时引入近似熵与多尺度熵理论构造支路能量近似熵指标,进一步给出基于两类熵指标的暂态稳定分析方法。四川电网算例研究验证了:线路故障注入电网的扰动能量越大,支路能量分布熵越小,则关键支路割集所聚集的能量越大,系统越容易失稳;支路能量近似熵越小,则聚集在支路上的能量随时间推移越发增加,系统越容易失稳。     

基于广域测量系统的地区电网稳定性研究

在介绍了广域测量系统(WAMS)基本概念和架构的基础上,将广域测量技术与地区电网稳定相联系,提出了基于WAMS的地区电网稳定性研究方法,并分别采用深度优先算法、模拟退火算法、最小生成树算法及N-1安全递归算法对地区电网PMU的优化配置问题进行讨论。此外,分析了WAMS在地区电网稳定性研究中的相关应用,如系统动态监测、状态估计及稳定预测控制、系统模型验证及参数校正、系统广域保护与故障定位、故障录波等,并对WAMS在地区电网中的应用做出了展望。     

基于非参数估计的无功电压控制响应规则辨识

由于传统分析难以准确把握电压、无功之间复杂的非线性关系,使得调压措施给系统节点电压带来的电压偏移模糊不清,导致调压后系统中某些节点电压进一步恶化。且传统电压无功分析依赖于模型建立的精度,其负荷模型建立存在较大难度,因此有必要通过电压对无功的响应数据来研究两者之间的关联关系。提出一种基于Group-Lasso的多场景下电压无功关联度分析方法,挖掘系统负荷水平、无功激励与节点电压之间的函数关系。该方法能准确量化三者间的关联强弱,且所得函数表达式具有较强的泛化能力。通过IEEE 24、IEEE 118节点系统标准算例验证了所提思路与方法的有效性,为今后电压无功关联度分析提供了新的思路。     

计及灵活性承载度的电网评估与扩展规划方法

灵活性评估与规划已成为含高比例可再生能源电力系统运行的核心和关键。现有灵活性研究主要集中于灵活性供需匹配层面,忽略了电网线路传输承载能力对灵活性供需传输的影响。鉴于此,首先,分析线路层面的灵活性供需传输过程,建立电力系统灵活性供需传输模型。然后,提出灵活性承载度概念及度量指标。在此基础上,提出计及灵活性承载度的供需平衡评估方法,可阐明电网灵活性缺额成因,辨识系统薄弱环节。最后,提出基于灵活性评估的输电网两阶段扩展规划方法,并利用Garver-18节点系统验证有效性与合理性。算例表明:一方面,灵活性承载度指标可量化电网对灵活性供需的传输承载能力,更加符合电力系统实际;另一方面,所提规划方法可挖掘线路输送潜力,扩展线路灵活运行空间,有效提升电力系统灵活性。     

一种考虑变电站内部的电力系统可靠性分析

将变电站视为等值节点的传统可靠性分析方法忽略了变电站内部结构对系统的影响。将系统划分成设备层、变电站层、主网层,利用蒙特卡洛方法进行分层抽样;通过马尔科夫状态空间方程和隐性故障模型计算站内设备和保护功能组状态概率,并对其进行抽样;采用基于邻接矩阵的最小割集算法求得变电站预想事故集,并与抽样结果进行对比,生成变电站停运线路集,将其合并到电网抽样结果中,计算系统可靠性指标。通过修改的RTS测试系统对终端变供电网络进行仿真校验。结果表明,所提方法实现了继电保护失效影响下变电站内部结构和设备停运对系统可靠性影响的定量分析。     

基于广域测量系统和CELL理论的强迫振荡在线感知与定位

为了快速准确地定位电网强迫功率扰动源,根据"先感知,再分类,后定位"的思想,提出基于广域测量系统的空间特征椭球和决策树混合定位扰动源的新方法。通过对比分析不同强迫功率振荡信号,将实测的不同受扰轨迹信息映射到多维特征椭球,通过计算椭球的空间形状及其形态参数变化,实现强迫功率振荡态势的定量化描述;在抽取空间椭球特征参数的基础上,将不同扰动下强迫振荡瞬态阶段的特征椭球参数形成决策树样本集,利用C4.5算法离线训练,在线匹配以快速分类定位扰动源。算例结果表明,该方法可以在强迫功率振荡瞬态阶段快速分类定位不同扰动源,定位振荡主要参与机组和负荷的准确率很高。     

一种送端电网单回直流极限承载能力评估方法

大容量特高压直流输电技术为送端电网清洁电能的远距离跨区消纳提供了有效手段,但随着直流馈出数量和容量的增加,“强直弱交”矛盾凸显,直流闭锁故障后的频率稳定问题会对送端电网造成较大威胁,制约送端电网直流馈出能力的进一步提升。为有效量化送端电网直流极限馈出能力、辅助评判目标网架适应性,提出了一种计及频率稳定约束的单回直流极限馈出能力评估方法。首先,对大容量直流双极闭锁场景下送端电网的频率稳定特性进行分析,构建暂态频率指标与直流闭锁量之间的解析表达式。进而,协同考虑稳控切机和直流紧急功率支援等电网第二道防线紧急控制措施,评估频率稳定约束下送端电网可承载的单回直流极限馈出容量。最后,基于四川省电网2030年规划系统进行算例分析,结合BPA软件仿真验证所提方法的有效性。     

基于目标机会约束规划的储能容量优化配置模型

针对高比例可再生能源的不确定性给主动配电网的电力平衡与灵活性运行带来的影响,提出了一种基于目标机会约束规划的储能容量配置方法。首先分析了含高比例可再生能源的主动配电网中典型"鸭型净负荷曲线"场景下的电力需求与灵活性需求问题,由此引入目标机会约束规划方法,建立了考虑电力需求裕度、灵活性需求裕度的目标机会约束规划模型以配置储能资源。最后,通过算例验证所提模型的有效性,仿真结果表明,所提储能容量优化配置模型及其协同运行方案能有效解决高比例可再生能源接入下典型"鸭型净负荷曲线"场景中的电力需求以及灵活性需求不足问题。