基于轨迹灵敏度的电力系统暂态稳定性定量评估

轨迹灵敏度是定量描述参数对动态系统行为影响的数学工具,蕴含了丰富的系统动态信息。分析了功角相对于故障切除时间的灵敏度与电力系统暂态稳定程度之间的关系,在惯性中心(COI)坐标系下,建立了定量评估发电机暂态稳定程度和全系统暂态稳定程度的指标体系。通过对单机无穷大(SMIB)系统和New England10机39节点系统的算例分析,结果验证了所提指标的单调性和有效性。将基于轨迹灵敏度的稳定评价指标与轨迹分析方法所提出的稳定指标相比较,结果表明评估电力系统暂态稳定性的指标仅需一次仿真计算即可准确评估发电机和全系统的暂态稳定性,无需建立能量函数、计算更为简捷,具有较好的应用价值。     

特高压直流闭锁引发送端电网过频的系统保护方案

针对无配套电源的特高压直流高比例外送电网面临的运行风险,设计了抵御直流闭锁故障下电网过频风险的系统保护方案。提出了涵盖送端电网风、水、火等电源的系统保护双层结构;研究了面向多对象的实时信息通信复接技术,以满足主站和多个执行站实时通信的需求;根据不同类型电源的特点及对电网安全运行的影响,提出了直流调制和风、水、火等电源全局优化控制策略。基于实际电网仿真验证了所提系统保护方案的有效性和实用性。     

配电网综合负荷模型在东北电网稳定计算中的应用

将东北电网大扰动试验实测数据拟合得到的配电网综合负荷模型应用于东北电网稳定计算中，定量分析了东北电网的暂态稳定性和电压稳定性。仿真计算结果表明，采用该负荷模型后东北电网主要安全断面的传输功率极限提高了约300 MW，在保证电网安全稳定运行的前提下，大大缓解了东北电网送电需求紧张的状况。基于该综合负荷模型得到的东北电网的动态特性更符合实际情况，更全面地反映了东北电网的动态特性。     

基于含连通图约束的背包问题的图分割方法

图分割技术(网络分割技术)在互联网研究、交通运输、电网故障诊断和电力系统解列等方面有着重要的意义。首次建立一个新的图分割问题——含连通图约束的背包问题(connected graph constrained knapsack problem,CGKP),并提出其有效近似算法。引入与图连通性相关的4个新节点集合,证明这些新节点集合的性质,并提出这些节点集合的搜索方法;结合新节点集合的性质及搜索算法,通过对含图约束的背包问题近似算法进行扩展,提出求解CGKP的近似算法,并讨论此算法的计算复杂性。算例结果证明了该算法的有效性。因电力系统主动最优解列问题在一定条件下可归结为一个CGKP,该研究成果为电力系统最优主动解列断面搜索问题的求解奠定了理论基础。     

统计综合法负荷建模中的调查方法及应用

介绍了统计综合法建模中的一种新的负荷调查方法,该方法结合了对所有变电站的负荷普查及对典型变电站的详细调查。首先描述了负荷调查的主要工作流程,详细阐述了基于负荷特性的分类指标和负荷节点分类原则,在此基础上编制了负荷特性普查表,并确定调查数据的来源及调查对象。然后对普查中取得的负荷特性数据进行统计分析,利用调查统计结果对220kV变电站(负荷节点)进行了分类。提出了兼顾考虑地域性和变电站负荷构成的各类型负荷典型变电站的选取原则,按此原则为每类负荷类型选取了典型变电站,并为这些典型负荷节点设计了详细调查表格。该方法在较小的调查复杂度基础上实现了较高的准确性,并已经在华北、华中、西北、东北电网中得到成功应用。     

基于SCADA和WAMS的电网仿真运行方式

电网仿真初始运行方式是影响计算结果的主要因素之一。由于SCADA覆盖了电网主要运行设备,因此可以将SCADA数据作为建立电网仿真计算运行方式的主要数据源。然而,仅仅依赖SCADA数据建立的初始运行方式与实际系统相比可能存在较大偏差。随着广域实时动态监测系统(WAMS)逐步在电网中的广泛应用,由其采集的电网实时动态数据也成为建立仿真初始运行方式的主要数据源之一。作者提出了一种利用SCADA数据和WAMS数据建立电网仿真计算运行方式的方法。该方法计及了SCADA和WAMS的特点,确定了SCADA、WAMS与仿真计算数据库间的数据流,具有明确校核调整机制。利用该方法所建立的运行方式可以经受SCADA、WAMS实测数据的反复校核。     

东北电网500 kV人工三相接地短路试验总结

东北与华北联网后东北电网动态特性明显恶化、稳定水平大幅度下降，不同发电机和负荷模型对稳定计算的结果影响很大。虽然采取了计及励磁系统动态行为的详细发电机 模型的仿真方法、在东北电网重要发电机组上加装电力系统稳定器(power system stabilizer，PSS)等措施，但PSS参数整定的合理性及整体匹配效果无法得到有效验证，选择电力系统模型尤其是负荷模型还缺乏足够科学依据，对所选模型与电网运行实际的贴近程度也很难做出准确的定量甚至定性的分析。为此东北电网有限公司提出了大区电网联网模式下东北电网稳定水平研究的工作思路，并于2004年3月25日和2005年3月29日在500 kV电压等级运行电网上分别实施了2次人工三相完全金属性接地短路试验。试验达到了预期效果，表明根据大扰动试验的实测数据，进行电网负荷模型的校核和修正，建立适用于我国电网的负荷模型的技术路线和研究方法在工程上是可行的和有效的。     

电力系统最优主动解列断面搜索模型及算法

解列是电力系统在故障时结构完整性得不到保证的情况下分裂为2个或多个孤立稳定运行子系统的过程或操作。及时恰当的主动解列操作将能有效地避免因保护连锁动作使得电力系统被动解列而崩溃所造成的巨额经济损失。结合图论中的相关概念和输电网最优解列的物理过程,建立电力系统最优主动解列断面选择问题的完整数学模型,并基于含连通图约束的背包问题(connected graph constrained knapsackproblem,CGKP)及其求解算法提出"搜索调整"的2阶段求解方法。为降低问题的复杂性,将完整数学模型分解成图的最优平衡分割问题和基于优化潮流的调节问题,并分2个阶段分别求解。其中,图的最优平衡分割问题又被分解成多个CGKP,利用基于含CGKP的图分割方法进行求解。所提出的主动解列策略具有较强理论基础,计算复杂度低,算例的计算结果证明了该模型及算法的正确性和有效性。     

考虑过电压抑制的特高压直流弱送端系统无功控制策略

直流闭锁等扰动引起的送端电网过电压,已成为限制直流输送能力和新能源消纳的主要约束。基于±800 k V扎鲁特—青洲(简称鲁固)特高压直流弱送端电网,结合扎鲁特换流站调相机工程和东北电网系统保护建设,提出了协调换流站滤波器(电容器)、调相机及换流站近区同步机组的过电压抑制策略。一方面,电网稳态运行时,充分利用换流站及其近区调相机和同步机组补偿阀组消耗无功,减少滤波器(电容器)的投入量,从而降低直流闭锁滤波器(电容器)滞后切除引起的暂态过电压。另一方面,调相机和同步机组无功输出增大,为抑制直流闭锁潮流大规模回退引起的稳态过电压提供了充足的回降无功备用。最后基于鲁固特高压直流送端电网验证了策略的有效性。     

交直流混合电力系统的高维多目标最优潮流

随着高压/特高压直流输电逐渐成为区域电网互联的主要方式,交直流混合电网的高维多目标优化问题已成为需要关注和解决的重要问题。基于此,建立了含HVDC的交直流混合电力系统的四目标最优潮流模型,以发电机成本,电压偏移,电压稳定度和有功网损作为目标,引入更适合处理高维多目标优化问题的NSGA-Ⅲ算法来求取其交直流混合系统的Pareto最优解集。并通过逼近理想解的排序方法确定最终方案供决策者参考。使用30节点交直流混合系统验证模型和算法的有效性。