電網(wǎng)可用輸電能力的計算方法研究.pdf

1、可用輸電能力(Available Transfer Capability，ATC)不僅是指導電力市場交易順利進行的重要指標，也是評估系統(tǒng)安全可靠性的重要測度，對電力系統(tǒng)調(diào)度運行與規(guī)劃建設(shè)具有重要的指導作用。近年來，與ATC相關(guān)的輸電斷面辨識、確定性ATC計算、概率性ATC計算等問題在分析計算領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注，但在大型區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)、新能源發(fā)電系統(tǒng)廣泛接入的條件下，傳統(tǒng)方法在全面考慮各方面的影響因素、計算速度與計算精度的平衡、不確定性因素

2、的處理等方面遇到了新的挑戰(zhàn)。一方面，弱互聯(lián)的大型電網(wǎng)存在更多的穩(wěn)定性問題，為了考慮暫態(tài)穩(wěn)定性等動態(tài)約束條件，傳統(tǒng)確定性方法的計算時間將大幅度增加，難以滿足實用需求；另一方面，系統(tǒng)運行方式的復雜多變導致不確定性因素大幅度增加，傳統(tǒng)概率分析方法在計算速度上遇到了瓶頸，而且針對風電場、光伏電站等新增不確定性因素也需要建立更加適用的概率分析模型。本文以輸電斷面辨識、確定性ATC計算和概率性ATC計算為研究重點，從計算方法的角度開展研究。

3、　　提出了一種基于復雜網(wǎng)絡理論的輸電斷面快速辨識方法。該方法基于電網(wǎng)的小世界特性提出了輸電介數(shù)指標用于從輸電線路中辨識關(guān)鍵輸電環(huán)節(jié)，然后采用GN算法對電網(wǎng)分區(qū)得到與關(guān)鍵輸電環(huán)節(jié)相關(guān)的分區(qū)斷面，最后通過分區(qū)斷面的優(yōu)化組合快速辨識輸電斷面同時給出重要性排序。對CEPRI-36系統(tǒng)與某省級電網(wǎng)的算例表明，新算法計算量小，辨識結(jié)果能夠完整地反映出電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)與運行方式的特點并計及不確定性因素的影響，對于復雜多變的大電網(wǎng)具有很好的適應性。

4、　　提出了一種考慮方向性和風險性的大型互聯(lián)電網(wǎng)ATC快速計算方法。該方法在以重復潮流為基本框架的ATC計算過程中，引入了3種具有實際指導意義的功率增長方向以考慮不同功率增長過程對ATC計算結(jié)果的影響，同時考慮暫態(tài)失穩(wěn)概率，求取系統(tǒng)在承擔不同失穩(wěn)風險時的ATC。此外，該方法還通過優(yōu)化校驗過程與自適應步長控制提高了計算速度。某省級電網(wǎng)的算例表明，所提算法能夠滿足大型互聯(lián)電網(wǎng)在線應用需求，不同功率增長方向和失穩(wěn)風險下的ATC結(jié)果將為運行人員提

5、供更加全面的輸電能力信息。
　　提出了一種重復潮流與連續(xù)潮流相結(jié)合的主從迭代ATC改進算法。該方法以重復潮流為主迭代過程，自適應地計算迭代步長和功率增長方向，當潮流不收斂時轉(zhuǎn)入連續(xù)潮流的從迭代過程，并將重復潮流的步長與方向作為連續(xù)潮流的功率調(diào)整目標，從而既發(fā)揮了重復潮流靈活性的特點，也確保了潮流軌跡的收斂性和穩(wěn)定性。此外，還將連續(xù)潮流應用到N-1約束校驗過程和多斷面功率控制。CEPRI-36系統(tǒng)和華中-華北聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的算例結(jié)果表明，

6、改進算法能夠靈活地考慮多方面影響因素，計算速度快，而且對潮流收斂性較差的大型電網(wǎng)具有很好的適應性。
　　提出了一種基于拉丁超立方采樣和聚類思想的概率ATC快速計算方法。該方法在蒙特卡羅仿真的采樣過程中，采用拉丁超立方采樣提高采樣效率，并利用Cholesky分解處理輸入隨機變量的相關(guān)性；對于得到的大量樣本，采用聚類分析技術(shù)得到相似度較高的分類場景，推導出最優(yōu)潮流靈敏度快速計算這些分類場景的ATC。IEEE-RTS系統(tǒng)的算例結(jié)果表明，

7、所提算法計算速度快，計算結(jié)果精度高、魯棒性好，并且針對不同的應用需求可以實現(xiàn)計算精度與計算時間的協(xié)調(diào)。此外，算例結(jié)果還表明風速相關(guān)性增強了ATC的波動性，需要在計算模型中予以考慮，以確保分析結(jié)果的準確性。
　　提出了一種基于隨機響應面法的概率ATC快速計算方法。該方法將隨機響應面法應用到概率ATC計算中，將輸入隨機變量和輸出響應表達為標準正態(tài)隨機變量的函數(shù)關(guān)系，利用小規(guī)模的采樣快速得到ATC的概率分布。為了處理分布函數(shù)未知且具有相

8、關(guān)性的連續(xù)隨機變量，引入了多項式正態(tài)變換結(jié)合正交變換技術(shù)；在考慮離散隨機變量時，將ATC概率分布分解為連續(xù)部分與離散部分分別求取。對含風電場的IEEE-RTS系統(tǒng)的算例表明隨機響應面法計算速度快，計算精度滿足實用需求。
　　針對考慮時序特性的概率ATC計算，提出了一種基于馬爾科夫鏈蒙特卡羅仿真的風光發(fā)電功率時間序列模擬方法。該模型直接對風電場、光伏電站的發(fā)電功率進行時序狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程建模，采用Gibbs抽樣生成單個或多個間歇性電源的