电力系统有功安全校正策略的反向等量配对调整法

有功安全校正策略用于有意识地调整电力系统的运行方式,使之运行更安全,主要用于消除 支路及联络线族的过载。分析了灵敏度的物理意义,并从中得出变换平衡机时灵敏度的变 换公式。为消除某支路的有功过载,在灵敏度计算的基础上,由正灵敏度的机组和负灵敏度 的机组的反向等量调整来得到一个系统有功功率始终平衡的控制策略,该策略能保证调整 量最小,因而具有很好的实用性。已在东北电网的EMS中投入实际应用,结果表明,该算法 提供的校正措施切实可行且有效,算法无收敛性问题,鲁棒性强。     

基于源-荷协同的电网静态安全校正最优控制算法

为消除N-1事故情况下的线路过载和节点电压越限,提出了一种基于源-荷协同的电网静态安全校正最优控制算法。针对调整机组出力和切负荷两种静态安全校正措施,分析电网静态安全校正控制代价,在满足电网静态安全约束前提下,以系统整体控制代价最小为目标,建立电网静态安全校正控制模型。考虑可控负荷的离散特性,按切负荷代价由小到大的顺序形成切负荷控制策略表,并应用灵敏度指标从切负荷策略表中截取候选切负荷策略,分析各切负荷策略代价,协同静态安全校正控制模型,求解最小切负荷策略下发电机组出力的可行解。算例分析验证了离散的切负荷策略对应切负荷方案可行性强,避免负荷欠切和过切问题,源-荷协同静态安全校正控制能以最小控制代价有效消除N-1状态的节点过电压和线路过载。     

输电断面的有功安全预防-校正负荷调整算法

当输电断面支路出现重载时,应启动预防控制措施,避免线路过载;当切除过载线路可能引发输电断面连锁跳闸时,应启动过载校正措施,消除支路过负荷;必须切负荷时,应尽量减少切负荷量。采用原-对偶内点法求解非线性规划模型,获得消除支路过负荷的控制方案。为了将有功校正算法应用于机组调整能力有限的地区电网,将有功校正的主要调整对象扩展到负荷节点。依据负荷节点对降低越限支路和重载支路潮流的综合作用提出综合灵敏度概念,并根据该概念确定加减负荷节点。利用反向配对技术,模拟负荷在送电端或受电端内的相邻节点间转移,达到消除支路过负荷的目的。针对某地区电网进行仿真计算,表明所提出控制算法的有效性。     

安全域视角下的有功安全校正优化控制方法

传统基于灵敏度的电力系统有功安全校正控制方法多建立在相互孤立的线路负载率指标上,在处理多支路潮流越限时可能存在调节反复、低效的问题。文中将安全域理论应用于安全校正控制,分析了传统方法存在问题的原因,并通过对系统当前运行状态在高维空间中各方向上的安全距离进行整体评判,给出了最优控制的指导向量。在此基础上,提出了安全距离灵敏度指标,对各发电机组根据其安全距离灵敏度及实际调节能力进行反向配对,按所得的机组操作序列选择机组对,代入校正控制的线性规划模型中进行求解。IEEE 39节点系统和某地区电网算例的仿真结果表明,文中提出的有功校正控制方法切实可行,尤其在处理多支路过载时更加直观、高效,并且能兼顾系统中其他支路的安全裕度,避免反复调整。     

基于准稳态灵敏度和校正成本最小化的过载线路 实时校正方法

对过载线路潮流进行实时安全校正,对提高电力系统的安全运行水平具有重要的意义。现有基于灵敏度的校正算法较少考虑发电机的校正成本,不能够保证校正方案的经济性,故提出了一种基于准稳态灵敏度和校正成本最小化的过载线路实时校正方法。首先,分析了发电量转移分布因子的不足及准稳态灵敏度的优势。接着,利用综合灵敏度反映节点注入功率对所有过载线路功率的综合影响,进而筛选出对消除线路过载最有效的控制发电机集合。最后,建立以校正经济成本最低及参与校正发电机数目最少为目标函数的优化模型,利用混合整数线性优化方法求解模型。得到的校正方案能够在消除线路过载的情况下保证发电机运行成本较低且参与校正发电机数量较少,实用性更强。用IEEE 39及IEEE 118节点系统进行仿真计算,结果表明算法的快速有效性。     

考虑风电消纳的风-蓄联合系统N-1安全校正方法

当前风-蓄联合系统优化调度模型未整体考虑电网的N-1安全,导致支路过载风险急剧增加。基于此,提出了一种考虑风电消纳的风-蓄联合系统N-1安全校正方法。该方法建立了抽水蓄能电站的连续可微模型,基于两步评估法辨识系统N-1故障下的高风险过载支路并形成高危风险集,推导出考虑基态和N-1故障下的安全约束,以各类发电机和负荷有功调整量最小为目标函数,建立了消除支路有功越限的N-1安全校正模型。目标函数中,以过载支路对风电机组的有功灵敏度作为趋势指标,动态调整各控制量的调整优先级,在充分挖掘系统内各机组的潜能、消除系统安全隐患的情况下,尽可能减少电网弃风。以IEEE57节点标准系统为算例,采用线性规划方法对模型求解,测试结果证明了所提方法的有效性和正确性。     

计及机组组合状态调整的发电计划安全校正策略

发电计划安全校正是调度计划和调度运行的一项重要内容.提出了一种基于调整量最小的安全约束经济调度模型的发电计划安全校正新策略,并通过松弛机组出力限值约束,可以在调整机组出力无法满足电网安全的情况下,进一步调整机组的组合状态来消除潮流越限,从而提高安全校正算法的鲁棒性和实用性.实际系统算例分析证明了算法的有效性,在此基础上...     

考虑风电机组调控潜力的交直流有功功率协调控制策略

在含高比例新能源送端电网经交直流混联外送系统中,换相失败将引起交直流混联系统潮流转移,并导致交流传输系统出现过载现象,因此提出了一种考虑风电机组调控潜力的交直流有功协调控制策略。首先,基于K-means聚类算法的风电机组工作状态判别模型对其工作状态进行分类,采集特征数据训练自组织映射神经（SOM）网络,采用最小量化误差（MQE）评估风电机组调控潜力;其次,通过调节直流传输功率的方法抑制直流连续换相失败,并基于风电机组主动功率控制原理降低具有调控潜力的风电机组的有功功率输出,达到减小交流传输系统过载危害的目的;最后,根据实际风电机组运行数据构建了基于SOM-MQE的风电机组调控潜力评价模型,同时在仿真平台上验证所提策略的有效性。     

计及负荷转供措施的电网设备过载辅助决策

电网设备过载辅助决策是大电网安全稳定综合协调防御系统的重要功能,当电网中当前状态下和预想故障下出现过载问题时在线计算负荷转供措施,减少发电机调整量和卸负荷量,提高过载控制的经济性。采用不同的限值计算电网当前状态和预想故障下设备的过载安全裕度,计算负荷转供措施和有功调整措施的综合性能指标。若投运设备无法解决过载问题,则在此基础上确定解决过载问题的发电机、负荷有功调整措施。采用集群计算技术对调整方案进行交流潮流校核,确定控制代价最小且满足有功调整计算精度要求的调整方案。     

基于原对偶内点法的发输电系统可靠性评估交流潮流分析法

电力系统可靠性评估对于精度的要求随着新能源接入电网不断提高。传统的发输电系统可靠性评估在状态校正过程中采用基于直流潮流的最小切负荷模型,该模型存在不能考虑系统电压和无功功率的局限。利用原对偶内点法在可靠性评估中实现了基于交流潮流的有功无功综合优化状态校正模型。该模型通过非线性规划综合考虑系统有功无功关联、网损、节点电压及潮流约束等因素。为了解决非线性规划中计算量大和收敛性的问题,还提出了一种改进的基于交流潮流有功无功解耦的状态校正模型。对IEEE-RTS79系统与2012年海南电网进行可靠性评估,结果证明了所提出算法的精确性和有效性。该方法有望应用于更精确地对含新能源发输电系统进行可靠性评估。     

基于TOPSIS算法的多VSG单元协同控制策略

基于电力电子变流器的非同步机电源采用虚拟同步发电机(VSG)控制技术可以实现其对电网的友好支撑,但各VSG单元共同运行时存在虚拟惯量分配及协同支撑电网问题。为更好地实现多VSG单元在提供惯性支撑时的协同配合,提出一种基于逼近于理想值排序方法(TOPSIS)的多VSG单元协同控制策略。首先,通过系统中各储能端的剩余容量和系统频率变化率,对含多VSG单元的系统总惯量大小进行调整;其次,综合考虑各VSG单元的储能荷电状态、换流器容量、储能充放电功率限制等指标差异,结合TOPSIS算法对各VSG单元的虚拟惯量进行合理分配和实时调整,以维持各VSG单元的安全运行,同时减小系统频率波动;进一步建立了含多VSG单元的六端系统小信号模型,对协同控制中的主要参数进行了稳定性分析;最后,通过搭建硬件在环实验平台对所提协同控制策略的有效性进行了验证,结果表明所提方法可以较好地实现多VSG单元的协同运行。     

基于深度学习的含统一潮流控制器的电力系统快速安全校正

随着新一代柔性交流输电装置如统一潮流控制器（UPFC）在现代电力系统中的逐步推广和应用,对电网安全校正策略的制定提出了更高的要求。基于物理模型的传统电网安全校正方法在实时性方面具有一定的局限性,而数据驱动方法将大量的复杂计算前移到离线阶段,具有快速在线计算性能。因此,针对含UPFC的电力系统提出了一种基于深度学习的快速安全校正方法。首先,基于深度学习建立了节点调整状态识别模型,利用深度神经网络（DNN）的分类和学习能力,优先确定存在调整可能性的节点范围,避免物理模型优化类方法迭代无解问题。然后,针对缩减后的寻优空间进一步采用优化法实现系统安全校正计算,快速确定系统各节点调整量。基于中国南京西环网UPFC示范工程的应用效果表明,所提快速安全校正策略能够发挥DNN的学习能力,进而提高系统安全校正的效率和实用性。     

用于解决电网输电阻塞的机组降压运行方案多阶段优选方法

针对电网存在的500 kV网络传输容量不足问题,提出一种机组降压运行方案的多阶段优选方法。首先,根据机组电压等级和机组容量与负荷的匹配度确定降压机组方案的候选集合;然后,选取系统网损、线路潮流过载率、电压偏移率、静态电压稳定裕度、静态灵敏度和短路电流作为机组降压运行方案的评价指标,并构建线性加权的优化模型,采用变异系数法计算优化模型的权重,根据优化结果对待选降压方案进行综合排序;最后,对降压运行方案进行N-1校核和稳定性计算,综合分析各个方案对电网的安全稳定性影响,最终优选出降压运行方案。以某电网为例,结果表明所提方法能够有效缓解500 kV网络输电阻塞问题,降低网络损耗、优化网络架构。     

AGC协调优化策略

随着建设新能源为主体型电网目标的提出,协调新能源主要形式之一的光伏发电系统配合传统水、火电同步机组参与电网频率调节是保证电网稳定运行的必要措施。针对包含光伏以及水火机组系统的二次调频过程,综合考虑系统中火电成本及污染,水电振动区等各类型机组在AGC环节中的特点,通过基于第三代非支配排序遗传算法（NSGA-III）的多目标进化算法对各类型机组出力进行协调优化。最后,在DIgSILENT软件中,搭建了包含光伏并网系统以及调频环节的IEEE 39节点仿真系统,通过与传统比例分配策略的对比验证了所提优化策略的优越性。     

计及线路动态电热特性的交直流混联电网过载控制策略

交直流混联电网中大容量直流闭锁或交流线路因故障切除会引发潮流大幅度转移,增加电网连锁故障风险,需及时采取安全控制措施阻断事故的扩大。为此提出一种交直流混联电网过载控制策略,该策略充分挖掘输电线路耐受过负荷的能力,引入导线动态电热特征量作为线路安全约束,协调健全直流输送功率调节、机组有功调整以及切负荷等多种手段,实现与时间关联的潮流动态优化控制。控制模型以总控制代价最小为目标函数,经过变量的优化筛选在较短时间内得到安全且经济的过载控制方案,可有效地避免混联电网连锁跳闸事故发生。最后,基于改进的IEEE39节点交直流混联系统,与采取不同线路安全约束条件、不同优化变量的控制方法相对比,验证了所提过载控制策略的有效性及优越性。     

双目标递进式断面过载保护控制协调优化策略

输电断面过载易引发大规模连锁性事故。利用合理有效的保护控制措施降低断面功率输送压力,可以避免恶性事故的发生,对于电力系统的安全运行具有重要意义。针对输电断面过载问题,提出一种双目标递进式保护控制优化模型及相应的协调策略。将过负荷保护作为网络结构控制手段,与控制资源进行协调配合,以获得更优的断面过载调整效果。首先基于潮流追踪算法,剥离电力系统中的源荷输电路径。将源荷路径作为基本调整单元,引入过负荷保护动作量作为待优化参数,构建两层优化目标:以降低负荷损失量为第一层目标,以提高系统安全裕度为第二层目标,通过嵌套式寻优算法进行逐层求解。所提策略在潮流不越限基础上,优化发电机、负荷调整方式及过负荷保护动作变量。算例结果验证了该方法的有效性。     

计及新能源随机特性的电网深度调峰多目标策略

在规模化新能源并网消纳趋势下,电网新能源的出力随机特性和系统调峰裕度亟需兼顾研究。首先根据非参数估计理论对新能源出力的随机特性进行处理。其次基于火电调峰机组的深度调峰过程对机组的运行费用进行分析建模。接着构建综合考虑电网深度调峰运行经济性和调峰灵活性的多目标优化调度模型,提出考虑新能源出力随机特性的多目标电网深度调峰运行优化调度策略。最后基于多目标求解方法分别以10台火电机组电力系统和某地区实际电网运行数据进行仿真计算,分析该多目标调度策略的有效性。     

多光伏发电单元并联接入弱交流系统的稳定性分析

围绕弱交流系统下多光伏发电单元并联运行的稳定性问题,建立了两个光伏发电单元并联小信号模型,分析电网强度、各光伏发电单元运行工况以及各逆变器锁相环控制器参数对其运行稳定性的影响,揭示各光伏发电单元的运行耦合机制。同时,提出了一种基于虚拟端电压的光伏发电运行控制策略,等效地减小电网阻抗,提高多光伏发电单元并联接入弱交流系统的运行稳定性。研究结果表明:随着各光伏阵列输出功率的增加和电网强度的降低,多光伏发电单元易发生振荡现象;一定范围内增加各逆变器锁相环控制器比例系数(暂不考虑积分系数的影响),可增强系统阻尼,易于提高系统的稳定性;相比于单个光伏发电单元接入弱交流系统,多光伏发电单元间功率环路存在耦合项,易受光伏发电单元运行工况与锁相环控制器比例系数的影响,不利于系统稳定运行。基于时域仿真算例验证了理论分析的有效性和控制策略的可行性。