CN106981877A - 基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法 - Google Patents

基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106981877A
CN106981877A CN201710084615.0A CN201710084615A CN106981877A CN 106981877 A CN106981877 A CN 106981877A CN 201710084615 A CN201710084615 A CN 201710084615A CN 106981877 A CN106981877 A CN 106981877A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
sensitivity
adjustment
node
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710084615.0A
Other languages
English (en)
Inventor
孙志媛
周柯
刘默斯
刘光时
孙艳
周卫
卢纯颢
李明珀
梁水莹
丘浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of Guangxi Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of Guangxi Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of Guangxi Power Grid Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of Guangxi Power Grid Co Ltd
Priority to CN201710084615.0A priority Critical patent/CN106981877A/zh
Publication of CN106981877A publication Critical patent/CN106981877A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明公开一种基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法，该方法摒弃了现有最优削减负荷、比例削减负荷、就近削减负荷等传统方法，而采用灵敏度分析法。在保证足够计算精度的前提下，实现了一次调整到位不用迭代的目标，且节点注入功率调整量最小，满足了电力系统可靠性分析计算的需要。

Description

基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法。
背景技术
发输电系统可靠性评估是在考虑发输电设备随机故障特性的基础上,对发输电系统是否拥有足够的发电容量和主输电网是否拥有足够的输电容量为负荷点提供合乎质量要求的电能进行综合性定量概率评价。发输电系统可靠性评估包括3个基本步骤:系统状态抽取、系统状态分析、可靠性指标的累计。其中系统状态分析包括对选定的系统状态进行网络解列判断和潮流计算,从而确定是否违背运行约束(节点电压和线路容量约束),若违背则采取校正措施对系统进行优化调整。校正措施包括发电机的有功和无功出力调整、变压器的档位调整等,如经过优化调整后仍不能使系统恢复至安全状态,则最后采用的校正措施就是负荷削减。
在发输电组合系统可靠性评估中,常见的削减负荷策略有最优削减负荷、比例削减负荷、就近削减负荷等,这些方法都是从逻辑距离、优化、比例的角度进行负荷削减计算。在可靠性评估中,故障潮流和削减负荷计算占了绝大部分计算时间。目前,在电力系统可靠性计算中,由于受计算时限和计算精度的影响,在紧急状态需要进行负荷削减时,一般都采用按负荷重要程度,或按临近原则直接进行削减,或按优化理论进行负荷削减。最优方法可以从理论上较好地解决负荷削减问题,针对特定的运行状态,优化潮流方法可以提供非常好的运行方案。它可以综合利用系统中所有可以用来调节的因素,以求得系统总体效益最高的运行方案。然而将这种方法应用于电力市场时,因为其计算复杂、费时以及调整因素过多,难以分清责、权、利等问题而限制了其实时应用。而采用就近负荷削减策略，虽然速度较快，但获得的负荷控制不是最佳，导致切负荷过大，而且切负荷值与负荷削减域的度有很大关系，度的大小与系统规模有关，度取值越大，计算速度越慢。
因此有必要提出一种新的切负荷控制策略，快速确定切负荷量，以提高供电可靠性，满足用户的用电需求。
发明内容
为了克服现有技术的不足之处，本发明提供一种方法简单、计算速度快的，可以满足电力系统可靠性分析计算需要的负荷削减控制方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法，包括以下步骤：
S1：选定调整线路L及相应的功率调整量；
S2：计算各节点注入功率对线路功率的灵敏度S，并按从大到小的顺序排序；
S3：按灵敏度S的大小顺序调整发电机出力；
S4：判断灵敏度S是否小于0，如果是，继续执行步骤S5，否则，转步骤S6执行；
S5：判断线路功率调整剩余量是否大于0，如果是，转步骤S3执行，否则转步骤S10执行；
S6：按灵敏度S从小到大的顺序削减节点负荷；
S7：按灵敏度S从大到小的顺序减少发电机出力；
S8：判断灵敏度S是否小于0，如果是，继续执行步骤S9，否则，转步骤S10执行；
S9：判断线路功率调整剩余量是否大于0，如果是，转步骤S6执行，否则继续往下执行；
S10：输出切负荷量和发电机出力调整量。
优选的，所述步骤S2中灵敏度S是线路功率调整量△P ij 与节点注入功率调整量△ P k 的比值，即：
其中： K是注入功率变化的节点序号，θ i 和θ j 分别为节点i、j的相角，x ij 为线路电抗。
优选的，在功率调整过程中，遵循总注入功率平衡原则，增加注入功率的节点和增量的同时，指定减少注入功率的节点和减量。
优选的，在功率调整过程中，按照功率平衡原则确定节点对，功率调整量与灵敏度的乘积必须小于 0。
优选的，在功率调整过程中，优先增加发电机出力。只有在系统无可加发电机出力或者提高发电机出力不满足时才进行切负荷。
优选的，在功率调整过程中，将切负荷等效为增加节点注入功率，参与功率平衡调整，与减少发电机出力匹配。
优选的，在功率调整过程中，平衡节点参与调整，灵敏度为0。
与其他技术方案相比，本发明的益处在于：在保证足够计算精度的情况下，实现了一次调整到位不用迭代的目标，且节点注入功率调整量最小，满足了电力系统可靠性分析计算的需要。
附图说明
图1 为本发明基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法流程图。
具体实施方式
一种基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法，包括以下步骤：
S1：选定调整线路L及相应的功率调整量；
S2：计算各节点注入功率对线路功率的灵敏度S，并按从大到小的顺序排序；
S3：按灵敏度S的大小顺序调整发电机出力；
S4：判断灵敏度S是否小于0，如果是，继续执行步骤S5，否则，转步骤S6执行；
S5：判断线路功率调整剩余量是否大于0，如果是，转步骤S3执行，否则转步骤S10执行；
S6：按灵敏度S从小到大的顺序削减节点负荷；
S7：按灵敏度S从大到小的顺序减少发电机出力；
S8：判断灵敏度S是否小于0，如果是，继续执行步骤S9，否则，转步骤S10执行；
S9：判断线路功率调整剩余量是否大于0，如果是，转步骤S6执行，否则继续往下执行；
S10：输出切负荷量和发电机出力调整量。
根据直流潮流计算公式，其中B0是以1/Xij为支路导纳的电纳矩阵, θ为相角。
当节点K有功变化△P k ，同时其它节点的有功不变，则
其中△P是单位向量，第K个元素为△P k ，其它元素为 0。
直流潮流线路功率计算公式为：
则灵敏度S定义为线路功率变化量与节点注入功率变化量的比值，如（1）式所示。
（1）
其中K是注入功率变化的节点序号,θi和θj分别为节点i、j的相角,xij为线路电抗。由于xij是常数，所以灵敏度S是常数矩阵。
如果需要调节某线路的功率，根据灵敏度S 可以直接计算节点注入功率的调节量，由于灵敏度S 是常数矩阵，无论节点注入功率调节量多大，其调节效果与改变节点注入功率然后采用直流潮流计算结果相同。对于高压网有： r<<x，直流潮流的计算精度通常误差在 3%-10%，完全可以满足可靠性分析计算的需要。因此采用灵敏度S 进行线路功率调整，既实现了一次调整到位不用迭代的目标，又保证了足够的精度，而且可以根据灵敏度的大小顺序使节点注入功率调整量最小。
在形成功率调整策略时，需要满足总注入功率平衡的原则，即指定增加注入功率（提高机组出力或切负荷）的节点和增量的同时，应该指定减少注入功率（减机组出力）的节点和减量。按照总注入功率平衡的原则进行功率调整时，其灵敏度S 仍然是只与网络结构有关的常数，而且其值等于二者灵敏度之差。
由于直流潮流灵敏度是只与网络结构有关的常数矩阵，因此无论功率调整步骤如何，调整幅值多大，只需按照灵敏度最大原则进行发电机出力调整和切负荷，如果不考虑线路额定容量的限制，其效果与基于直流潮流的优化方法获得的效果是一致的。进行一次发电机出力调整和切负荷后，可能引起其他部分线路过负荷，因此一般还需要进行迭代计算，保证所有线路无过负荷，但实际上可靠性评估中一般是切负荷，负荷水平降低，而且线路容量一般是比较充裕的，因此一般只要校验一次就可以了。
已知需要调节的线路功率，由灵敏度S计算出节点注入功率的调整量。由于灵敏度S是常数矩阵，所以该方法与先改变节点注入功率再进行直流潮流计算的方法结果完全相同。因此这种方法能够保证足够的精度，又不用迭代，而且可以根据灵敏度的大小顺序进行调整使得策略最优。当然，对某条线路功率的调节可能导致其它一些线路越限，因此需要进行多次调整， 最终保证所有线路在运行约束内。
因此，为了保证切负荷方案合理，基于直流潮流灵敏度分析的负荷控制方法必须遵循以下原则：
（1）总注入功率平衡原则。即指定增加注入功率（提高机组出力或切负荷）的节点和增量的同时，应该指定减少注入功率（减机组出力）的节点和减量。
（2）按照功率平衡原则确定节点对，功率调整量与灵敏度S的乘积必须小于 0，保证调整结果使线路功率降低。
（3）在功率调整过程中，优先提高机组出力。只有在系统无可加发电机出力或者提高机组出力不满足原则 2 时才进行切负荷。
（4）将切负荷等效为增加节点注入功率，参与功率平衡调整，与减机组出力匹配。
（5）平衡节点参与调整，灵敏度为0。平衡节点参与调整的原因在于平衡节点也是一特殊的发电机节点，如果所有节点的灵敏度均为负值或均为正值，平衡节点参与调整可以减少功率调整量。由于平衡节点还需要承担平衡网损的作用，因此将其最大出力指定为其发电机最大出力的80%。
在可靠性评估中需要不断进行发电机出力调整和切负荷计算。用基于直流潮流的优化方法进行切负荷计算，可以在考虑多个约束的条件下获得最优切负荷方案，但速度较慢。或采用就近负荷削减策略，虽然速度较快，但获得的负荷控制不是最佳，导致切负荷过大，而且切负荷值与负荷削减域的度有很大关系，度的大小与系统规模有关，度取值越大，计算速度越慢。本发明基于潮流灵敏度分析的负荷控制方法，速度较快，在只考虑发电机出力约束的条件下，可以获得与基于直流潮流的优化方法的一致的切负荷方案。

Claims (7)

1.一种基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：选定调整线路L及相应的功率调整量；
S2：计算各节点注入功率对线路功率的灵敏度S，并按从大到小的顺序排序；
S3：按灵敏度S的大小顺序调整发电机出力；
S4：判断灵敏度S是否小于0，如果是，继续执行步骤S5，否则，转步骤S6执行；
S5：判断线路功率调整剩余量是否大于0，如果是，转步骤S3执行，否则转步骤S10执行；
S6：按灵敏度S从小到大的顺序削减节点负荷；
S7：按灵敏度S从大到小的顺序减少发电机出力；
S8：判断灵敏度S是否小于0，如果是，继续执行步骤S9，否则，转步骤S10执行；
S9：判断线路功率调整剩余量是否大于0，如果是，转步骤S6执行，否则继续往下执行；
S10：输出切负荷量和发电机出力调整量。
2.根据权利要求1所述的基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法，其特征在于，所述步骤S2中灵敏度S是线路功率调整量△P ij 与节点注入功率调整量△P k 的比值，即：
其中： K是注入功率变化的节点序号，θ i 和θ j 分别为节点i、j的相角，x ij 为线路电抗。
3.根据权利要求1所述的基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法，其特征在于，在功率调整过程中，遵循总注入功率平衡原则，增加注入功率的节点和增量的同时，指定减少注入功率的节点和减量。
4.根据权利要求1所述的基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法，其特征在于，在功率调整过程中，按照功率平衡原则确定节点对，功率调整量与灵敏度的乘积必须小于0。
5.根据权利要求1所述的基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法，其特征在于，在功率调整过程中，优先增加发电机出力，只有在系统无可加发电机出力或者提高发电机出力不满足时才进行切负荷。
6.根据权利要求1所述的基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法，其特征在于，在功率调整过程中，将切负荷等效为增加节点注入功率，参与功率平衡调整，与减少发电机出力匹配。
7.根据权利要求1所述的基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法，其特征在于，在功率调整过程中，平衡节点参与调整，灵敏度为0。
CN201710084615.0A 2017-02-16 2017-02-16 基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法 Pending CN106981877A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710084615.0A CN106981877A (zh) 2017-02-16 2017-02-16 基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710084615.0A CN106981877A (zh) 2017-02-16 2017-02-16 基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106981877A true CN106981877A (zh) 2017-07-25

Family

ID=59339061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710084615.0A Pending CN106981877A (zh) 2017-02-16 2017-02-16 基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106981877A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108110754A (zh) * 2017-12-29 2018-06-01 山东大学 一种考虑多聚合体间协调的有功安全校正方法
CN109617078A (zh) * 2018-11-29 2019-04-12 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 基于灵敏度的线路热稳定预防优化控制方法
CN113131473A (zh) * 2021-04-22 2021-07-16 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于参数灵敏度的输电系统可用传输容量计算方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
程林等: "可靠性评估中多重故障算法的研究", 《清华大学学报(自然科学版)》 *
程林等: "超大规模发输电系统可靠性充裕度评估及其应用", 《电力系统自动化》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108110754A (zh) * 2017-12-29 2018-06-01 山东大学 一种考虑多聚合体间协调的有功安全校正方法
CN109617078A (zh) * 2018-11-29 2019-04-12 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 基于灵敏度的线路热稳定预防优化控制方法
CN113131473A (zh) * 2021-04-22 2021-07-16 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于参数灵敏度的输电系统可用传输容量计算方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105574238B (zh) 一种用于在线稳定裕度评估的断面有功控制策略分析方法
CN107563779B (zh) 一种节点边际电价求解方法
CN103280821B (zh) 智能配电系统多时段动态无功优化方法
Zhang et al. Distributed estimation and secondary control of autonomous microgrid
CN105226664B (zh) 一种主动配电网无功电压分层分布协调控制方法
CN104992009B (zh) 基于多代理系统的主动配电网分布式电压控制方法
CN103077480B (zh) 一种电力系统的安全校核方法
CN107579543A (zh) 一种基于分层控制策略的孤岛微电网分布式协调控制方法
CN107359649B (zh) 一种考虑多配网接入情形下的输配一体化优化调度方法
CN103746388B (zh) 配电网无功电压三级协调控制方法
US20120150504A1 (en) Primal-dual interior point methods for solving discrete optimal power flow problems implementing a chain rule technique for improved efficiency
CN103795063B (zh) 基于源荷协同系数的线路过负荷紧急控制系统及其方法
CN110212551B (zh) 基于卷积神经网络的微网无功自动控制方法
CN106981877A (zh) 基于直流潮流灵敏度分析的负荷削减控制方法
Zhang et al. Distributed optimal active power dispatch under constraints for smart grids
Duan et al. Hierarchical power flow control in smart grids: Enhancing rotor angle and frequency stability with demand-side flexibility
CN110544960B (zh) 一种提升孤岛微电网无功均分能力的分布式控制方法
CN106877309A (zh) 主从控制模式下直流微电网的稳定性判定方法
CN107395076A (zh) 一种折线型低励限制器的参数辨识方法
CN113097995B (zh) 一种考虑多时间尺度的交直流混合配电网优化运行方法
CN109586313B (zh) 无功优化的高效内点求解方法
CN114421531B (zh) 一种计及全局灵敏度的主动配电网分布式电压控制方法
CN102420426B (zh) 基于注入功率灵敏度的电网局部降损方法
CN106897944B (zh) 支路传输功率的解耦方法
CN107465195A (zh) 一种基于微电网结合潮流计算的最优潮流双层迭代方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170725

RJ01 Rejection of invention patent application after publication