基于前K最短路径的输电断面搜索新算法

过载支路切除引起的潮流转移是导致连锁过载跳闸的重要原因。本文分析了过载支路切除后的潮流转移特征,引入了潮流转移系数(FTF)的概念,并给出了输电断面新的定义。根据潮流转移的路径特征,给出了一种快速搜索输电断面的新算法。该算法通过把实时的电力网络转化成拓扑图,基于动态规划理论,通过在一个以过载支路为中心的拓扑子图内快速搜索出过载支路两端点间的前K条最短路径,并最终找出受潮流转移影响较大的输电断面,把对整个系统的安全性分析缩小到一个输电断面内,极大地减少了进一步分析的工作量,有利于防止连锁过载跳闸的发生。中国电科院CEPRI36节点系统的仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于源流路径剖分的输电断面快速搜索

过载支路切除引起大规模潮流转移是导致连锁故障的重要原因。为快速、准确和全面地搜索到受潮流转移影响较大的线路构成的输电断面,提出了一种基于源流路径剖分的输电断面快速搜索算法。该算法首先根据实际电网结构利用图论知识生成有向图,建立送端节点-送电支路邻接表,快速生成源流路径树,逐步搜索有效源流路径链,最后计算所有有效源流路径链中所包含支路的开断分布因子,识别出受潮流转移影响较大的线路。所提算法无需进行全网拓扑搜索,无大规模矩阵运算,因此算法简便,搜索快速。对IEEE39节点系统进行仿真分析,其结果证明了所提算法的快速性与正确性。     

基于状态分区的输电断面快速搜索

针对断面连锁过载跳闸是过载支路切除后系统发生连锁故障的重要原因,提出了一种基于状态分区的含多电压等级输电断面快速搜索方法。通过算例分析了该算法并介绍了仿真结果。     

输电断面有功安全性保护及其快速算法

在分析连锁过载跳闸原因的基础上指出了输电断面保护的重要性。当切除过载支路可能引发相关输电断面连锁跳闸时应紧急消除支路过负荷,保证输电断面的安全。为实施输电断面有功安全性保护而选择控制节点时,利用结合重要性权重的主成分分析法评价节点消除断面过载的综合能力并实施排序,以此获得控制节点操作序列。从控制节点和相应控制量的确定上保证正常支路不过载,过载支路潮流不上升,因而不需要计算精确潮流即能快速地给出控制策略。针对CEPRI 36节点系统进行的算例表明,文中提出的调控算法是快速高效的。     

基于割点和路径搜索的输电断面快速识别方法

提出了一种基于割点和路径搜索的输电断面快速识别方法。该方法依据过载支路切除后的潮流转移特征定义了输电断面,并借助图论中的割点和块以及最短路径等概念,深入分析了输电断面的拓扑特征;通过一系列的矩阵运算,在以断开支路为中心的块中搜索出断开支路两端点间的前k条最短路径,并最终识别出受支路断开影响最严重的输电断面。文中在电网模型降维、k值的优化选取和路径搜索方面均做出了重要改进,给出了k的取值原则和利用邻近节点信息确定最短路径的方法,有效避免了关键支路漏选且可大大减少分析计算量,实现了输电断面的快速识别,为预防电网连锁故障引发的级联跳闸奠定了基础。在新英格兰39节点和IEEE 118节点系统上进行了仿真分析,结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于图论的输电断面快速搜索

提出了一种快速识别与过载支路相关的关键输电断面的图论方法。该方法根据实时的网络拓扑结构与潮流分布状态建立系统状态图,再利用图论中有向图的邻接矩阵与路径矩阵,通过简单的矩阵运算,快速地识别出受过载支路断开影响最严重的输电断面,从而减小了进一步分析计算的负担,为实现快速的关键输电断面安全性保护、避免连锁跳闸奠定了基础。文中采用中国电科院CEPRI36节点系统进行了仿真计算,结果验证了该算法的有效性和可行性。     

基于广度优先法的多支路连锁切除潮流转移快速搜索算法

提出了有功转移系数的概念,利用直流潮流法推导了发生多线路连锁切除时的有功转移系数。当电力系统发生多线路连锁切除故障时,通过采用图论中的广度优先搜索算法,按层遍历与切除支路距离较近的各级线路并计算它们的有功转移系数,能够快速搜索出受潮流转移影响较大线路所构成的输电断面,并成功解决了对潮流反向增大线路漏选的问题,本算法不需要进行大量矩阵运算,也不需要对全网进行拓扑搜索。最后采用标准IEEE 30节点系统进行了仿真计算,验证了该算法的可行性和有效性。     

基于图论的潮流转移路径的快速搜索

为快速实施过负荷连锁跳闸的控制策略,基于图论提出了潮流转移路径的快速搜索方法。该方法首先划分潮流转移区域,将潮流转移的搜索范围限制在局部区域内,确定过载线路的潮流转移路径集。线路发生过载时,根据支路切除前后的电网拓扑信息和潮流转移路径的拓扑结构特征筛选潮流转移路径集中元素,排除误入选路径。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于有功增加因子的潮流转移快速搜索

给出了一种基于有功增加因子的潮流转移快速搜索方法。电力系统发生断线故障时,通过采用图论方法搜索断线支路的上下游各级线路并计算它们的有功增加因子,能够快速识别出由有功潮流增加较大的线路所构成的输电断面,为输电断面连锁过载的实时预测和紧急控制提供有效支撑。提出了有功增加因子的概念并制定了搜索规则,保证了不漏选潮流反向且增大的线路。所提算法无需进行全网拓扑搜索,且不含大规模矩阵运算,因此算法简单,搜索速度快。采用标准IEEE 30节点系统进行仿真计算,结果验证了该算法的可行性和有效性。     

基于模糊聚类和最短路径的关键输电断面确定新方法

针对因支路故障或过载被切除之后的潮流转移关键输电断面如何正确快速确定问题,提出了基于模糊聚类和最短路径的潮流转移关键输电断面快速搜索新方法。该方法首先采用具有自适应选择最佳分类数的随机聚类方法,对所有线路功率构成进行分类,获得故障或过载支路的并行支路集构成初始输电断面,以避免由于人为给定分类数的不恰当所产生的多选及漏选问题;然后对初始输电断面中的每一支路,依次从故障或过载支路的一端开始搜索包括相应支路的到故障或过载支路另一端的最短路径,在该路径上所有与故障或过载支路潮流方向相同的支路,均为关键输电断面中的候选支路,以补充单纯由聚类方法确定的候选支路可能的漏选;候选支路再经简单的分布因子校核即可确定是否为关键输电断面中的支路。该方法实现了基于支路功率聚类关键输电断面选择方法和最短路径关键输电断面选择方法的有机融合和优势互补,提高了辨识精度。多个算例证实了文中方法的有效性。     

基于改进HITS算法的电网脆弱集合快速评估

脆弱线路在连锁故障传播中起着推波助澜的作用。为了更加全面地辨识脆弱线路,本文提出一种基于超链接诱导主题搜索算法的电网脆弱线路识别方法。首先,利用线路开断后的潮流转移量与线路容量裕度建立各线路故障转移的相关性网络。其次,利用改进超链接诱导主题搜索算法,计算相关性网络中各线路的权威值和枢纽值。最后,结合基于蒙特卡罗采样的连锁故障仿真工具,在河北南网系统中验证了所提算法得到权威值排名和枢纽值排名的有效性。与现有方法相比,该方法既能准确识别排名高的脆弱线路,又具有计算速度快的优点。     

一种基于线路相关集的事故预警系统

对近年来世界各国发生的大停电事故进行分析,指出在输电网络中某条线路因故退出运行而引起的潮流转移是导致后备保护连锁跳闸事故发生或发展的重要原因。提出了线路相关集的概念并进行严格定义,用来限定潮流影响的范围,节省潮流计算的时间。将线路相关集的搜索归纳为最短路径的求解问题,利用k最短路径算法求解线路相关集。分析了多条支路同时断开时线路相关集的搜索办法。另外,定义了线路相关因子,用于估算某条线路或多条线路断开时其他各线路承担的潮流转移分配。利用直流潮流法对线路相关因子进行求解。在此基础上提出了一套事故预警系统,对预想事故后的潮流转移进行快速计算,准确地判断出过负荷线路,有效地进行事故预警。用CEPRI36节点系统进行了仿真验证,证明了所提方法的正确性和有效性。     

多支路开断潮流转移识别及防连锁过载策略研究

为有效防止发生连锁跳闸,基于直流潮流补偿原理推导了用于快速预估多支路开断后潮流分布的支路开断分布因子(LTDF)的计算方法,结合改进的严重度函数,给出了用于评价支路受潮流转移影响程度的过载严重度指标和关键支路集的概念及其求解过程,对单支路或多支路开断同样适用。在此基础上研究了减载优化模型和基于广义灵敏度和关键支路集的减载策略,采用该策略对New-England 10机39节点系统进行算例分析,结果表明;该方法可有效预估多支路开断后潮流,能在准确识别潮流转移的基础上以最小的调整量快速消除过载,并确保其余支路不过载。     

联络线故障停运后区域互联电网的紧急协调控制策略

为了减轻由多个区域电网互联组成的大电网因联络线突然断开而引发连锁故障的风险，提出一种以保证各区域电网内的重要关键线路运行为目标，当联络线突然断开后，若关键线路发生过载则对其潮流流入方向所在负荷节点采取按过载率成比例集中切负荷的紧急协调控制策略。以分区后的IEEE 118节点电网为例，采用可以对多个区域电网同时进行仿真的多沙堆停电事故模型，对其联络线故障后电网的连锁故障过程进行仿真实验。仿真实验结果表明，该紧急协调控制策略减轻了因联络线突然断开对多区域互联电网的影响，降低了连锁故障发生的风险。     

一种配电网开路潮流转移危险线路的识别方法

为了避免配电网潮流转移导致输电线路连锁故障跳闸反应,提出了一种基于改进Dijkstra算法的潮流转移情况下对危险线路识别的方法。首先分析了线路发生故障断开后线路潮流转移主要波及的危险线路,然后将电网转化成加权拓扑图。在此过程中,综合考虑潮流转移量和功率传输裕度这两个指标,并引入阻抗修正系数,将综合阻抗作为线路权重。随后采用改进Dijkstra算法搜索最短路径和次短路径,其所包含的有功潮流转移系数较大的线路即为危险线路。该算法通过C++编程实现,无需多次求解,可有效提高运算效率。最后,采用IEEE39节点标准算例开展仿真分析,论证了所述的方法是有效和实用的。     

计及自动装置模拟的连锁过载跳闸静态安全分析方法

提出一种连锁过载跳闸的静态安全分析方法.该方法以预想故障后的潮流分析为基础,分析每次设备跳闸后的潮流,如果潮流转移引发支路过载,则断开过载元件,继续进行潮流分析,直到系统过载消除;如果设备跳闸导致系统解列、输电断面越限或者潮流不收敛,则认为故障导致了严重的后果,分析终止.通过评估每次设备过载跳闸引发的后果,能够发现故障传播路径,有助于找到预防措施以及切断故障路径的最佳控制手段.计算过程考虑输电断面功率限值的自动匹配和安全自动装置的模拟,保证了分析结果的准确性.通过对广东电网的实际系统仿真分析,证明了该方法的有效性和实用性.     

防止输电断面连锁过载的快速控制算法

切除过载支路可能会引发相关输电断面内连锁过载,应在过载保护延时动作时限内,采取快速控制措施消除过载。文中保护对象为断面整体,保证降低断面整体潮流的同时断面内无支路过载。现有改进算法的综合灵敏度计算或忽略正常支路,或仅为过载线路及接近极限线路灵敏度的代数和,不能更为合理地体现节点消除断面整体过载的能力;且其节点优先级划分及调整节点对选择、调整量约束条件仍不完善。文中继承了现有综合灵敏度算法的总体思想并加以改进,认为综合灵敏度应为断面内过载支路与正常支路灵敏度的加权和,以此对控制节点进行分类和排序;划分节点优先级时综合考虑节点对支路的灵敏度及断面的综合灵敏度;根据反向等量配对法选择调整节点对时增加"保证断面整体安全"原则,且增加平衡机出力的处理避免越限;完善调整量约束条件,加入潮流反向约束避免调整量过大时潮流反向增长。对某省电网系统的仿真计算表明了算法的快速有效性。