基于邻接矩阵拓扑聚合的输电断面快速搜索及考虑机组调整时延的潮流控制策略
发布时间：2021-10-29 12:46
随着电力系统规模的不断扩大和可再生能源消纳比例的不断提高,系统的运行状态愈发复杂,监控难度日益提高。近年来,世界范围内的大停电事故频发,始终威胁着世界各地区电力系统的安全可靠运行。这些事故说明,传统松散的电力系统管理模式已不在适用,需要制定更为合理的电力系统的监测保护措施。本文以降低系统监控难度和提高系统保护水平为出发点,深入研究了输电断面搜索方法和断面潮流控制方法:通过搜索电网中的输电断面并重点监控以降低系统的监控难度;同时,制定更合理的断面潮流控制策略可以有效的抑制电网连锁灾害的发生。首先,本文系统化的梳理和分析了目前关于输电断面搜索和断面潮流控制的相关研究文献,归纳出两种输电断面类型和四种常用的输电断面搜索算法,以及两种主要的断面潮流控制算法。对于每一种断面搜索和潮流控制方法都进行了详细的原理介绍和主要操作步骤介绍,并指出了各方法存在的不足之处,旨在建立一条完整的输电断面搜索和断面潮流控制的研究路线;然后,针对目前文献所提输电断面搜索方法存在的线路遗漏和时间冗长的问题,本文提出基于邻接矩阵拓扑聚合的关键输电断面快速搜索新算法。该算法以图论理论为基础,通过简单的矩阵交换规则将电网拓...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
线路过载在不同处理方案下产生的结果
第二章输电断面搜索和断面潮流控制理论分析13①消去权值为0的节点，如图2.2(a)到(b)所示；②合并悬挂节点，如图2.2(c)到(d)所示。(a)(b)(c)(d)图2.2节点简化方法Fig2.2Thebusessimplificationmethod(2)在简化的网络拓扑图的基础上，获得网络基本矩阵：邻接矩阵和关联矩阵。邻接矩阵和关联矩阵包含了网络图的所有拓扑信息，其他网络信息如路径矩阵、能达矩阵、割点割线和旁侧通路等都可由这两种基本矩阵运算得到；(3)通过矩阵运算法则计算得到与越限线路相关的更深层次的网络拓扑信息，并加以分析利用，最终得到越限线路的并行输电断面。该类方法充分利用了网络的拓扑关系，而对电网实时的潮流信息利用较少，对潮流转移易受输电元件参数和电压大小等因素影响的考虑较为粗略，造成部分输电断面的误判。另外，该方法也依赖于分区和越限支路的选择，在规模较大网络中，断面遗漏的问题较突出，不完全适合于静态安全分析的原则。2.3.2线路开断系数方法线路间的电气联系是否紧密常作为判断是否属于同一输电断面依据，电气联系越紧密的线路通常彼此间的潮流转移影响较大。所以，寻找到一组彼此间潮流转移影响较大的线路簇就能确定网络中的输电断面。文献[42]首先根据“发电-负荷”节点对输电线路的占用率不同，建立各线路的电气介数；然后以电气介数的大小对线路降序排列，搜索与开断线路关系紧密的线路组成输电断面，然而该方法忽略了线路自身传输裕度的影响。文献[43]对线路的有功传输容量和潮流转移比例进行了综合考虑并提出综合电气介数，相较于文献[42]更加合理。文献[37]首先在简化网络的基础上建立网络邻接矩阵和节点导纳矩阵，对开断线路的首末节点进行搜索，若存在潮流方向相反且有功增加因子大于预设值的线路，则将该线路加入输电断
平衡极其脆弱。线路的过负荷保护装置在自动切除过载线路时，并不会考虑潮流在输电断面内转移带来的后果。如果闭锁保护装置，任由线路长时间处于过载状态，又会导致线路过热熔断，产生同样的后果。所以不合理的事故处理方式都极易引发连锁过载，威胁整个电力系统的安全运行。因此，在确定切除过载线路会导致输电断面内其他线路过载后，需要在保护装置动作前，制定并实施高效快速的潮流控制策略以降低过载线路上的潮流，让系统恢复到正常的运行状态。潮流控制本质上是通过调整各机组的出力，使系统内的潮流分布更加合理，如图2.3所示：图2.3潮流转移示意图Fig2.3Theschematicdiagramofpowerflowtransfer为了消除线路L上的过载潮流，需要增加机组B的出力，降低机组A的出力。负荷D的有功功率需求就从原本的主要由发电机A经过变压器T1和L供给，变为主要由发电机B经过变压器T2供给，达到削减线路L上有功潮流的目的，同时也保证了系统内的功率平衡。现有的潮流控制策略主要分为两种：灵敏度分析方法和优化潮流法。下面对
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于新能源出力保证率轨迹灵敏度分析的储能配置方法[J]. 程鑫,许亮,周姝灿,刘正超,林勇,龚贤夫. 电力系统自动化. 2020(13)
[2]线间潮流控制器分步选址与多目标优化定容[J]. 王亮,吴熙,陈曦,刘玙,陶加贵,徐晓轶,陈轩. 电力电容器与无功补偿. 2019(06)
[3]英国“8·9”停电事故对频率稳定控制技术的启示[J]. 方勇杰. 电力系统自动化. 2019(24)
[4]基于源-荷协同的电网静态安全校正最优控制算法[J]. 王艳松,卢志强,李强,衣京波. 电力系统保护与控制. 2019(20)
[5]基于NSGA-Ⅱ的ICS算法微网多目标优化调度[J]. 张军,王红敏,刘廷章. 电工电能新技术. 2019(12)
[6]基于二进制微分进化算法和目标函数分解的大规模机组组合求解[J]. 朱永利,刘刚,黄政,谢伟. 电力自动化设备. 2019(10)
[7]韧性背景下的配网故障恢复研究综述及展望[J]. 许寅,和敬涵,王颖,李佳旭,李长城. 电工技术学报. 2019(16)
[8]基于协同NSGA-Ⅱ的微电网随机多目标经济调度[J]. 谭碧飞,陈皓勇,梁子鹏,林镇佳,陈思敏. 高电压技术. 2019(10)
[9]综合灵敏度和静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法[J]. 潘学萍,李乐,黄华,颜君凯,杨洛. 电力自动化设备. 2019(03)
[10]基于双向邻接路径和多支路断开的快速潮流转移识别[J]. 聂宏展,刘蕾. 东北电力大学学报. 2019(01)
博士论文
[1]输电断面识别及多源信息保护控制协调策略研究[D]. 王紫琪.北京交通大学 2019
[2]电力系统运行安全的态势感知及优化控制[D]. 张尚.华北电力大学(北京) 2018
硕士论文
[1]电力系统连锁故障分析与预防研究[D]. 张才斌.华中科技大学 2018
[2]利用互补函数求解电力系统优化潮流的研究[D]. 陈晓.广西大学 2017
[3]输电断面快速搜索及防连锁过载有功校正控制策略研究[D]. 刘静文.燕山大学 2016
[4]大规模风电接入电网的有功安全校正控制策略研究[D]. 王建波.华北电力大学 2015
[5]电力系统输电断面搜索与输电能力分析[D]. 王亮.华中科技大学 2012
[6]基于机器自学习的电网安全校正算法研究[D]. 王鹏翔.华北电力大学（北京） 2011
[7]基于反向等量配对法与内点法的电力网静态安全分析[D]. 梁进国.河海大学 2006
本文编号：3464685
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
线路过载在不同处理方案下产生的结果
第二章输电断面搜索和断面潮流控制理论分析13①消去权值为0的节点，如图2.2(a)到(b)所示；②合并悬挂节点，如图2.2(c)到(d)所示。(a)(b)(c)(d)图2.2节点简化方法Fig2.2Thebusessimplificationmethod(2)在简化的网络拓扑图的基础上，获得网络基本矩阵：邻接矩阵和关联矩阵。邻接矩阵和关联矩阵包含了网络图的所有拓扑信息，其他网络信息如路径矩阵、能达矩阵、割点割线和旁侧通路等都可由这两种基本矩阵运算得到；(3)通过矩阵运算法则计算得到与越限线路相关的更深层次的网络拓扑信息，并加以分析利用，最终得到越限线路的并行输电断面。该类方法充分利用了网络的拓扑关系，而对电网实时的潮流信息利用较少，对潮流转移易受输电元件参数和电压大小等因素影响的考虑较为粗略，造成部分输电断面的误判。另外，该方法也依赖于分区和越限支路的选择，在规模较大网络中，断面遗漏的问题较突出，不完全适合于静态安全分析的原则。2.3.2线路开断系数方法线路间的电气联系是否紧密常作为判断是否属于同一输电断面依据，电气联系越紧密的线路通常彼此间的潮流转移影响较大。所以，寻找到一组彼此间潮流转移影响较大的线路簇就能确定网络中的输电断面。文献[42]首先根据“发电-负荷”节点对输电线路的占用率不同，建立各线路的电气介数；然后以电气介数的大小对线路降序排列，搜索与开断线路关系紧密的线路组成输电断面，然而该方法忽略了线路自身传输裕度的影响。文献[43]对线路的有功传输容量和潮流转移比例进行了综合考虑并提出综合电气介数，相较于文献[42]更加合理。文献[37]首先在简化网络的基础上建立网络邻接矩阵和节点导纳矩阵，对开断线路的首末节点进行搜索，若存在潮流方向相反且有功增加因子大于预设值的线路，则将该线路加入输电断
平衡极其脆弱。线路的过负荷保护装置在自动切除过载线路时，并不会考虑潮流在输电断面内转移带来的后果。如果闭锁保护装置，任由线路长时间处于过载状态，又会导致线路过热熔断，产生同样的后果。所以不合理的事故处理方式都极易引发连锁过载，威胁整个电力系统的安全运行。因此，在确定切除过载线路会导致输电断面内其他线路过载后，需要在保护装置动作前，制定并实施高效快速的潮流控制策略以降低过载线路上的潮流，让系统恢复到正常的运行状态。潮流控制本质上是通过调整各机组的出力，使系统内的潮流分布更加合理，如图2.3所示：图2.3潮流转移示意图Fig2.3Theschematicdiagramofpowerflowtransfer为了消除线路L上的过载潮流，需要增加机组B的出力，降低机组A的出力。负荷D的有功功率需求就从原本的主要由发电机A经过变压器T1和L供给，变为主要由发电机B经过变压器T2供给，达到削减线路L上有功潮流的目的，同时也保证了系统内的功率平衡。现有的潮流控制策略主要分为两种：灵敏度分析方法和优化潮流法。下面对
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于新能源出力保证率轨迹灵敏度分析的储能配置方法[J]. 程鑫,许亮,周姝灿,刘正超,林勇,龚贤夫. 电力系统自动化. 2020(13)
[2]线间潮流控制器分步选址与多目标优化定容[J]. 王亮,吴熙,陈曦,刘玙,陶加贵,徐晓轶,陈轩. 电力电容器与无功补偿. 2019(06)
[3]英国“8·9”停电事故对频率稳定控制技术的启示[J]. 方勇杰. 电力系统自动化. 2019(24)
[4]基于源-荷协同的电网静态安全校正最优控制算法[J]. 王艳松,卢志强,李强,衣京波. 电力系统保护与控制. 2019(20)
[5]基于NSGA-Ⅱ的ICS算法微网多目标优化调度[J]. 张军,王红敏,刘廷章. 电工电能新技术. 2019(12)
[6]基于二进制微分进化算法和目标函数分解的大规模机组组合求解[J]. 朱永利,刘刚,黄政,谢伟. 电力自动化设备. 2019(10)
[7]韧性背景下的配网故障恢复研究综述及展望[J]. 许寅,和敬涵,王颖,李佳旭,李长城. 电工技术学报. 2019(16)
[8]基于协同NSGA-Ⅱ的微电网随机多目标经济调度[J]. 谭碧飞,陈皓勇,梁子鹏,林镇佳,陈思敏. 高电压技术. 2019(10)
[9]综合灵敏度和静态电压稳定裕度的直流受端交流系统电压薄弱区域评估方法[J]. 潘学萍,李乐,黄华,颜君凯,杨洛. 电力自动化设备. 2019(03)
[10]基于双向邻接路径和多支路断开的快速潮流转移识别[J]. 聂宏展,刘蕾. 东北电力大学学报. 2019(01)
博士论文
[1]输电断面识别及多源信息保护控制协调策略研究[D]. 王紫琪.北京交通大学 2019
[2]电力系统运行安全的态势感知及优化控制[D]. 张尚.华北电力大学(北京) 2018
硕士论文
[1]电力系统连锁故障分析与预防研究[D]. 张才斌.华中科技大学 2018
[2]利用互补函数求解电力系统优化潮流的研究[D]. 陈晓.广西大学 2017
[3]输电断面快速搜索及防连锁过载有功校正控制策略研究[D]. 刘静文.燕山大学 2016
[4]大规模风电接入电网的有功安全校正控制策略研究[D]. 王建波.华北电力大学 2015
[5]电力系统输电断面搜索与输电能力分析[D]. 王亮.华中科技大学 2012
[6]基于机器自学习的电网安全校正算法研究[D]. 王鹏翔.华北电力大学（北京） 2011
[7]基于反向等量配对法与内点法的电力网静态安全分析[D]. 梁进国.河海大学 2006
本文编号：3464685
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