电力系统热稳定安全域边界快速搜索的优化模型

发布时间：2022-01-20 15:30

　　热稳定安全域（thermal security region,THSR）是分析和评估功率增长方向随机变化对电力系统热稳定性影响的重要工具。超平面近似可构建THSR边界,但需进行大量潮流计算搜索系统的热稳定临界点,因而构建效率较低。为提高THSR构建效率,根据THSR边界拓扑特性,提出一种THSR临界点快速搜索的优化模型。该模型针对THSR边界上临界点通常位于其相邻临界点的有限邻域内,且相邻两临界点的参数存在近似相等的特点,采用传统OPF搜索得到初始热稳定临界点,然后将已得临界点作为下一个待搜索临界点的初始点,利用所提模型快速搜索临界点,实现不同功率增长方向下热稳定临界点的快速搜索,构建高精度THSR。最后,通过WECC3机9节点系统和波兰2736节点实际系统对该文所提方法的可行性与有效性进行验证与分析。结果表明,该文所提模型可实现高精度THSR边界的快速搜索。 

【文章来源】：中国电机工程学报. 2019,39(22)北大核心EICSCD

【文章页数】：15 页

【部分图文】：

OPF搜索THSR边界示意图Fig.2TrackingTHSRboundaryusingOPF2.2热稳定临界点快速搜索模型合理的初值选择是提升优化模型寻优效率的

试龀し较?b1，搜索满足式(4)约束条件的系统热稳定裕度值，得热稳定临界点1，其对应的系统热稳定安全裕度为T1。同理，改变系统功率增长方向，令新的增长方向分别为b2、b3、b4、b5、b6、b7，基于式(4)所提优化模型，从基态出发，沿上述不同的功率增长方向搜索满足式(4)约束条件的系统最大热稳定裕度，得对应的热稳定临界点2、3、4、5、6、7，进而得到二维有功功率注入空间内支路e-f的THSR边界。OPFOPFOPFOPF图2OPF搜索THSR边界示意图Fig.2TrackingTHSRboundaryusingOPF2.2热稳定临界点快速搜索模型合理的初值选择是提升优化模型寻优效率的关键因素之一，采用式(4)所提优化模型搜索THSR边界上的临界点时，均需以基态O为初始点，逐次迭代搜索。当基态O远离所搜索的热稳定临界点时，易导致搜索时间较长，降低THSR边界的构建效率。而由图2可知：电力系统功率注入空间内THSR边界上已搜索的热稳定临界点通常位于待搜索的热稳定临界点的有限邻域内，相对系统在基态时的运行参数，其参数值已较为接近待搜索热稳定临界点的参数值，若合理利用这一特点，可有效提高电力系统热稳定临界点的搜索效率。为此，本文进一步提出一种新的热稳定临界点快速搜索模型：T11T(1)Tmax--maxmax---minmaxminmaxg,g,g,minmaxg,g,g,min,()0||||s.t.kkkkkkefefijijijiiiiiiiiiPPPPPUUUPPPQQQ()fxyb(5)式中：k–1为功率增长方向bk–1下系统的热稳定安全裕度；k为功率增长?

6536中国电机工程学报第39卷下，满足电力系统运行安全性约束，且流过支路e-f的功率处于其传输极限状态的运行点集合。根据上述特点，功率注入空间内，支路e-f对应的热稳定临界点最优潮流(optimalpowerflow，OPF)搜索模型为T00Tmax--maxmax---minmaxminmaxg,g,g,minmaxg,g,g,min,0||||s.t.kkkefefijijijiiiiiiiiifPPPPPUUUPPPQQQ()xyb(4)式中：k表示第k个热稳定临界点；bk为系统功率增长方向；Tk为系统在功率增长方向bk下的热稳定安全裕度；f(x0)为系统潮流方程；Pe-f表示流过支路e-f(eN,fN)的有功功率；Pi-j表示流过支路i-j(iN,jN且i,je,f)的有功功率；Ui为节点i的电压幅值；Pg,i为发电机i的有功功率；Qg,i为发电机i的无功功率。图2描述了采用式(4)所提优化模型搜索THSR边界的基本原理：以图2所示基态为式(4)所提优化模型的初始点，沿功率增长方向b1，搜索满足式(4)约束条件的系统热稳定裕度值，得热稳定临界点1，其对应的系统热稳定安全裕度为T1。同理，改变系统功率增长方向，令新的增长方向分别为b2、b3、b4、b5、b6、b7，基于式(4)所提优化模型，从基态出发，沿上述不同的功率增长方向搜索满足式(4)约束条件的系统最大热稳定裕度，得对应的热稳定临界点2、3、4、5、6、7，进而得到二维有功功率注入空间内支路e-f的THSR

【参考文献】：
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本文编号：3599074