计及N-1约束的多维空间断面热稳定安全域边界快速计算

大规模互联电网潮流分布复杂,关键断面的输电极限影响因素较多,呈现出明显的多维特性,因而在多维参数空间中可以更为精细地刻画系统安全运行区域。为此,提出了一种计及N-1约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的快速计算方法。首先,通过分析发电机组出力变化对断面各构成线路的功率传输转移分布因子(PTDF),解析在单一约束条件下机组出力与断面热稳定极限的数值关系;在此基础上提出了顶点搜索策略,形成参数全空间中断面热稳定安全域边界快速求解综合法。该方法结合解析分析和仿真计算两类方法的优点,能够发现参数空间中可能存在的全部热稳定极限约束,快速求得安全域边界的分段近似线性表达式,在多维参数空间中快速准确地刻画系统的安全运行边界。目前,该方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。     

跨区互联电网热稳定安全域边界近似方法

基于多元非线性回归理论,探究满足跨区域互联大电网联络断面支路N-1热稳定约束下的热稳定安全域边界(SRB)近似算法。构建多种电力系统热稳定安全域边界近似模型,引入模型拟合优度、总体显著性水平、变量显著性水平以及参数置信区间等概念,对所建模型进行全面、综合的评估,判定所提模型的可靠程度,确定合理的安全域边界近似模型。与实际区域互联大电网相结合,通过大量计算结果对所提模型验证、评估,确定可综合、全面反映安全域边界特性的近似模型;在此基础上提出并验证电力系统热稳定安全域边界近似的快速算法及多支路热稳约束下的电力系统热稳定安全域边界近似算法。最后将所提方法应用到实际电网中,构建满足实际跨区域互联大电网联络断面支路N-1约束的热稳定安全域。     

决策空间上的电力系统热稳定安全域边界

定义了由发电机节点有功功率注入和电压幅值、负荷节点的有功功率和无功功率注入所组成的决策空间上的热稳定安全域(THSR)。THSR特别适合于电力系统在线安全监视、评估与控制的需要,因而快速确定这样的决策空间上系统热稳定安全运行区域的边界具有重要意义。研究表明,在工程实际关心的范围内,决策空间中热稳定安全域边界面可用超平面近似描述,并且基于交流潮流模型和灵敏度法推导出了计算超平面系数的解析式。实际大系统的算例表明,在计算速度和精度2个方面均可满足在线计算的工程需要。     

基于广域测量系统的电力系统热稳定安全域

给出汴入功率空间中满足输电线路热稳定性约束的电力系统安全域的快速计算方法.该热稳定安全域综合考虑了输电线路电流的有功和无功分量.通过有功静态安全域的数学表达式来描述输电线路有功电流与节点有功注入功率之间的数学关系;对于输电线路的无功电流与节点无功注入功率之间的数学关系,则由"修正的关联矩阵"和基本同路矩阵描述.计算所需的全部状态变量均采用广域测昔系统(wide area measurement system,WAMS)实测获得.以新英格兰39节点系统为例对该方法所确定的热稳定安全域进行校验,结果表明:由该方法所确定的热稳定安全域边界相比基十直流潮流模型的结果更精确:其计算量较采用交流潮流模型的逐点法更低.     

多频振荡下失步解列判据的适用性分析

目前国内使用的失步解列装置应用的失步判据都是在两机失稳的情况下推导得出,在多频失步振荡情况下是否仍然适用值得探讨。以三机等值系统为模型,推导出各电气量的表达式,得出在多频振荡时失步中心在不同线路之间以及同一线路的不同位置之间发生迁移,而且各机组越不同调,失步中心可能在更多的线路之间发生迁移。此外,对基于Ucosφ轨迹、测量阻抗轨迹以及视在阻抗角变化规律的三种失步解列判据在多频振荡情况下的适用性进行分析研究,可知三种失步判据都存在误判的风险,建议将基于视在阻抗角判据与线路两端相角差判据配合使用,提高失步解列装置的正确性。     

基于电网运行大数据的在线分布式安全特征选择

简述大数据环境下,电网安全特征选择的现状与问题。提出了一种基于电网特征量相关性分组、适应于电网运行大数据的在线分布式安全特征选择方法,该方法能在线挖掘出关键的电网安全运行特征。首先阐述了单个计算节点上电网安全特征选择方法,接着提出了基于电网特征量分组的分布式安全特征选择方法;由于电网特征量分组情况会对特征选择结果产生较大影响,故提出了基于电网特征量相关性分组的策略,尽量使得同一组内的电网特征量相关性较大,不同分组间的电网特征量相关性较小。IEEE 9节点系统和广东实际省网系统算例验证了该方法的实用性和有效性,表明了该方法能够快速挖掘出电网运行的薄弱点,帮助电网运行人员准确地把握电网安全运行特征,同时也对比了该方法相比传统方法在计算准确性和计算速度方面的优势。     

热稳定约束下断面输电极限分析方法

针对N-1热稳定问题,应用电力系统商业软件BPA和灵敏度分析方法决定送、受端发电机机组的调整顺序,提出了一种考虑N-1热稳定约束的断面输电极限分析方法。应用该方法对广东电网2006年4种典型运行方式的热稳定问题进行了分析计算,发现了广东电网的热稳定薄弱环节,分析了广东电网主要供电断面热稳定约束下的输电极限。分析结果表明,该方法快速、准确,且适用于实际工程。     

割集功率空间上静态电压稳定域的实用边界

提出了电力系统在割集功率空间上静态电压稳定域边界的实用表达方法。用临界割集将系统分为地理上互不连通的两部分，即相对集中的弱节点区域和非弱节点区域，利用连续潮流，搜索大量的电压稳定临界点，以临界割集上线路的有功和无功潮流为坐标，并通过最小二乘法，将获得的临界点以超平面的形式拟合出电压稳定域的边界，其误差可满足工程应用的要求。这种方法既达到了使复杂电力系统降维的目的，又方便了运行人员监视系统稳定性。同时,电压稳定域边界以超平面形式表示，为电力系统的在线安全分析、评估和优化提供了简明、方便的解析工具。该方法在IEEE 14节点、IEEE 39节点、IEEE 118节点等系统和EPRI 1000节点系统的算例中得到了很好的验证，均以较小误差满足工程需要。     

割集功率空间上静态电压稳定域的实用边界

提出了电力系统在割集功率空间上静态电压稳定域边界的实用表达方法。用临界割集将系统分为地理上互不连通的两部分,即相对集中的弱节点区域和非弱节点区域,利用连续潮流,搜索大量的电压稳定临界点,以临界割集上线路的有功和无功潮流为坐标,并通过最小二乘法,将获得的临界点以超平面的形式拟合出电压稳定域的边界,其误差可满足工程应用的要求。这种方法既达到了使复杂电力系统降维的目的,又方便了运行人员监视系统稳定性。同时,电压稳定域边界以超平面形式表示,为电力系统的在线安全分析、评估和优化提供了简明、方便的解析工具。该方法在IEEE 14节点、IEEE 39节点、IEEE 118节点等系统和EPRI 1000节点系统的算例中得到了很好的验证,均以较小误差满足工程需要。     

燃烧功率对旋流燃烧器热声不稳定特性的影响

旋流燃烧器内部流动复杂,涡系丰富,为研究燃烧功率对其热声不稳定特性的影响,搭建了旋流燃烧器热声不稳定试验台架。旋流燃烧器工作在常压下,其燃料风喷口直径为2 mm,通过切向进气方式引入旋转二次风,燃烧室直径为48 mm,高度为600 mm。试验测量了燃烧功率为2.8～7.1 kW的CH4/Air火焰的脉动压力和温度分布,旋流强度约为0.58。试验结果表明：旋流燃烧器热声不稳定的共振频率介于251～273 Hz之间,声压级SPL与燃烧功率Pc有线性关系：SPL=112.099+3.537×Pc。采用联合时频分析方法研究了压力脉动波形,发现旋流燃烧器内的压力脉动介于时不变性质与时变性质之间,其短时频谱的主峰频率和振幅均为时间的函数,但主峰频率的变化范围较小;当燃烧功率为6.2 kW时,最大的短时声压级可达153 dB。     

SF_6气流中电弧热边界区的数值分析

建立的喷口电弧磁流体动力学（MHD）数学模型,揭示了喷口电弧、热边界区、外部气流场的组成结构。在此基础上,研究了电弧热边界区形成的机理、基本特性、存在方式以及与弧柱等离子体、外部冷气流间的相互作用,从而对气流中电弧基本特性有了更加深入的了解。     

多维安全域下南方电网的方式计算探讨

作为电网安全经济运行的基石之一的电网方式计算是电力调度部门的一项核心业务。分析了南方电网采用的传统极限计算模式用于方式安全校核时所带来的固有的"不精细"、"不灵活"的问题,基于安全域观点,指出问题的根源在于安全域从多维空间投影到一维极限所致的巨大信息损失,论证了解决问题的根本途径是在多维安全域下实施方式安全校核。结合南方电网数据演示了安全域的实例,探讨了安全域的思想与方法在南方电网的应用前景。     

多维安全域下南方电网的方式计算探讨*

作为电网安全经济运行的基石之一的电网方式计算是电力调度部门的一项核心业务。分析了南方电网采用的传统极限计算模式用于方式安全校核时所带来的固有的"不精细"、"不灵活"的问题,基于安全域观点,指出问题的根源在于安全域从多维空间投影到一维极限所致的巨大信息损失,论证了解决问题的根本途径是在多维安全域下实施方式安全校核。结合南方电网数据演示了安全域的实例,探讨了安全域的思想与方法在南方电网的应用前景。     

电力系统暂态稳定域边界特征不变流形计算

电力系统暂态稳定边界可信域的研究对确定近似边界的适用范围有十分重要的意义。特征不变流形的计算是可信域求解的关键步骤之一。实际上,特征不变流形是位于稳定边界上一些特殊的低维不变流形,与高维不变流形相比,其高阶Taylor级数解求解容易。该文提出一种系统的求解特征不变流形的方法。该方法利用与不变流形相关的奇异偏微分方程组的特点,借助符号运算软件包,将不变流形Taylor级数展开各项系数的求解简化成对一组线性方程组的求解。理论上该方法不受系统维数和电力系统复杂模型的限制。文中通过WSCC 4机11节点电力系统经典模型算例,进行相关计算仿真,结果验证了该方法的正确性和有效性。     

电力系统暂态稳定域边界二维特征不变流形计算

可信域的研究对于评价电力系统暂态稳定域近似边界的有效范围具有重要作用。特征不变流形是计算可信域的重要手段。电力系统经典模型下二维特征不变流形因其相关偏微分方程组奇异而无法求解。本文分析了奇异产生的原因是电力系统经典模型对应降维系统的雅可比矩阵存在实数特征根。给出了一种解决该偏微分方程组奇异的方法。该方法通过线性变换交换原始方程和其状态变量顺序实现。在WSCC 4机11节点系统上成功计算了二维特征不变流形的高阶Taylor级数展开多项式各项系数,仿真结果验证了方法的有效性。     

断面安全约束下发电可行域实用分析方法

针对市场环境下调度计划月度安全校核存在时间跨度大、负荷以及新能源出力预测精度差、交易电量的不确定程度高等问题,提出构建发电可行域的工程实用方法。首先,基于各发电机出力相对于关键断面的有功灵敏度,结合机组的地理位置,对全网机组进行分群;然后,提出构建发电可行域的基态潮流确定方法;在此基础上,以主导发电机群的总出力为横坐标,以系统总负荷为纵坐标,构建系统在不同负荷水平下的主导发电机群发电可行域;最后,根据系统运行方式对发电可行域进行在线修正。以某省级电网为例,验证所提方法的可行性。