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计及节点注入功率空间分布和网络拓扑结构的电网输电能力研究

发布时间:2018-01-09 00:06

  本文关键词:计及节点注入功率空间分布和网络拓扑结构的电网输电能力研究 出处:《华南理工大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 输电能力 空间特征长度比指标SCLR 最大电能传输路径 节点注入功率 网络拓扑结构


【摘要】:输电能力是电力工程领域长期关注的热点问题,可以作为评判一个电网能否安全、可靠运行的重要依据,对电力系统的运行和规划部门具有重要的意义。特定的电网的输电能力是一个随电网拓扑的演化而不断变化的量,在电网规划最初总是尽可能使输电能力最大,但随着负荷的增长和网架建设的滞后,网络的输电能力将不可避免地被削弱。目前对于电网这种变化的输电能力还缺乏有效的衡量工具。鉴于此,本文结合图论的知识提出了一种评估电网输电能力的新方法,通过定义并计算名叫空间特征长度比(Spatial Characteristic Length Ratio,SCLR)的指标来表征电网的输电能力。因此,本文首先主要研究了空间特征长度比指标SCLR的计算问题,提出了用于自动求取电网输电能力指标SCLR的核心算法——电网源汇供电路径搜索算法。该算法主要用来获取电网中每一对发电机向其供电的负荷节点之间的最大电能传输路径,从而可求出SCLR指标。在SCLR指标可求后,文中以IEEE4、IEEE9、IEEE162和某个134节点实际电网为案例,研究了节点注入功率总量或网络拓扑结构变化时指标SCLR的变化情况。算例结果表明,文中所提SCLR指标与注入电网的功率水平以及电网的拓扑结构密切相关,可用来有效地评估系统的输电能力。此外,SCLR指标还与节点注入功率的空间分布有关,因此本文利用IEEE4节点系统进一步研究了发电分布不同时输电能力指标的差异,将该指标运用于发电机调度中,为负荷增长时安排最佳的发电出力组合提供依据。实际中当电网规模较大时,计算输电能力指标SCLR花费的时间往往过长。针对这一问题,本文借鉴动态规划最优路径的思想对计算输电能力指标的算法做了优化,新算法利用队列先进先出的数据结构,并结合图的邻接矩阵,对从某一源节点出发的有向图实行广度优先遍历图一次,即可直接求得该图中从源节点出发到各个负荷节点的最大电能传输路径,据此便可求出SCLR指标。随后对算法改进前后的时间复杂度进行了分析并利用IEEE算例对改进前后计算输电能力指标SCLR的速度进行了测试,测试结果证明了此方法的快速性和有效性。本文最后利用南方电网实际的规划网架数据,研究了不同的规划项目未能如期建设时电网输电能力指标的差异,根据计算所得指标SCLR的大小对规划项目实施的优先级做了排序,可为电网公司指导电网规划提供依据。文章最后对全文做了总结。
[Abstract]:Transmission capacity is a hot issue in the field of power engineering for a long time, and it can be used as an important basis to judge whether a power grid can operate safely and reliably. It is of great significance to the operation and planning department of power system. The transmission capacity of a particular power network is a quantity that changes with the evolution of the network topology. At the beginning of power network planning, the transmission capacity is always maximized as far as possible. However, with the increase of load and the lag of grid construction, the transmission capacity of the network will inevitably be weakened. In this paper, a new method for evaluating the transmission capacity of power grid is proposed based on the knowledge of graph theory. Spatial Characteristic Length Ratio is defined and calculated. Therefore, in this paper, the spatial feature length ratio (SCLR) is mainly studied in the calculation of the spatial feature length ratio index (SCLR). In this paper, a key algorithm for automatically calculating the power transmission capability index (SCLR) is presented. The algorithm is mainly used to obtain the load nodes of each pair of generators in the power network. The maximum power transmission path for. The SCLR index can be obtained. After the SCLR index can be obtained, this paper takes IEEE4, IEEE9, IEEE162 and a 134-bus actual power network as an example. The change of the index SCLR is studied when the total nodal injection power or the network topology changes. The SCLR index proposed in this paper is closely related to the power level of the injected power network and the topology of the network, and can be used to effectively evaluate the transmission capacity of the system. The SCLR index is also related to the spatial distribution of the nodal injection power, so the difference of the transmission capacity index between the different distribution of power generation is further studied by using the IEEE4 node system. This index is applied to generator dispatching to provide the basis for arranging the best generating power combination when the load increases. In practice, when the power grid scale is large. It takes too long to calculate the transmission capacity index (SCLR). In order to solve this problem, this paper optimizes the algorithm of calculating the transmission capacity index by using the idea of dynamic programming optimal path. The new algorithm uses queue first in first out (FIFO) data structure and the adjacent matrix of a graph to perform a breadth-first traversal of a directed graph from a source node. The maximum power transmission path from the source node to each load node can be directly obtained. Then the time complexity before and after the improvement of the algorithm is analyzed and the speed of calculating the transmission capacity index (SCLR) before and after the improvement is tested by a IEEE example. The test results show that the method is fast and effective. Finally, using the actual planning grid data of Southern Power Grid, the paper studies the difference of transmission capacity index when different planning projects are not on schedule. According to the size of the calculated index SCLR, the priority of the implementation of the planning project is sorted, which can provide the basis for the grid company to guide the power network planning. Finally, the paper summarizes the full text.
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM711

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本文编号:1399200

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