输电断面认识与搜索方法研究

摘要

大规模电网互联在优化资源配置的同时也加剧了电网结构复杂性,增加了电网安全分析难度。面向单一元件的安全性分析计算量大,耗时较长,难以适应大电网在线快速安全分析;输电断面作为电网安全上关联紧密的一组输电元件集合,一旦遭受破坏且处置不及时将会产生严重后果。因此以输电断面作为一种监控和分析控制对象既是大电网在线快速安全分析的必然需求,也是分析电网事故的有效方法。
　　目前关于输电断面的认识研究主要从两方面展开:1)以潮流转移分析为基础,判断过载支路断开时,流经该支路的原有潮流的转移和分配模式,寻找其他回路中潮流变化较大的支路构成输电断面。2)以厂站为基本单元,在电网地理厂站分区的基础上,配合电气距离缩小分区规模,通过搜索区间联络线割集提取初始断面,之后判断潮流一致性从而得到输电断面。
　　本文在已有文献的基础上进一步深化研究,从潮流转移断面、输电通道和电磁环网三个角度开展输电断面理论分析和搜索方法研究。潮流转移断面侧重局部潮流转移的影响范围,输电断面和断开支路关系密切;输电通道侧重全网各区间联络线的潮流输送,输电断面和分区联络线关系密切;电磁环网属于输电通道的一个特例,反映了输电通道内不同支路间存在的多电压耦合特征。
　　通过开展输电断面的多角度认识和分析,本文最后提出了基于割点和路径搜索的潮流转移断面和基于联络线节点收缩分区的输电通道的搜索方法,与已有搜索方法相比,采用割点可以有效降低电网模型维度,前k路径搜索能够避免最短路径法和系统状态图分区法带来的断面遗漏和分区数目繁多现象,k值的灵活选取原则相比定值原则也提高了算法适应性。基于电气距离的联络线确定方法符合实际电网网架结构,联络线节点收缩分区过程能够确保以联络线为基准的输电通道搜索算法正确有效,且能够避免先分区后选联络线产生的关键支路收缩问题。在新英格兰39节点系统和IEEE-118节点系统上开展的仿真验证表明了搜索方法的有效性和正确性。

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1 绪 论

1.1 课题背景与研究意义

1.2 输电断面搜索方法研究现状

1.3 论文主要工作与章节安排

2图论相关知识与输电断面多角度认识

2.1 图论相关知识

2.2 从电网事故发展过程看输电断面

2.3 输电断面构成类型

2.4 本章小结

3 潮流转移断面搜索方法研究

3.1 引言

3.2 潮流转移分析

3.3 潮流转移断面的图论特征

3.4 基于邻近节点的潮流转移断面搜索

3.5 关键技术问题

3.6 本章小结

4 输电通道搜索方法研究

4.1 引言

4.2 确定区域联络线

4.3 联络线节点收缩分区

4.4 输电通道搜索算法

4.5 电磁环网

4.6 关键技术问题

4.7 本章小结

5 仿真分析

5.1 潮流转移断面搜索算例

5.2 输电通道搜索算例

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 有待进一步开展的工作

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表论文目录