基于靈敏度分析的輸電通道斷面調(diào)控策略研究

張馨介 嚴(yán)涵

摘 要：輸電通道的斷面調(diào)控是電網(wǎng)穩(wěn)定運行的重要保障，其調(diào)控效率直接影響到各區(qū)域電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。針對電力系統(tǒng)運行過程中因輸送潮流過大引起斷面越限的實際問題，基于不同區(qū)域電廠對不同輸電線路潮流的靈敏度差異，提出一種對重要輸電通道斷面進(jìn)行快速、準(zhǔn)確調(diào)控的策略，通過算例驗證，該策略可有效提高調(diào)度運行中斷面調(diào)控的效率。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)運行;斷面調(diào)控;靈敏度;實時調(diào)控

0??? 引言

對斷面越限的輸電通道進(jìn)行調(diào)控是消除電網(wǎng)運行風(fēng)險的重要措施[1-3]。目前已對斷面調(diào)控進(jìn)行了大量研究，文獻(xiàn)[4]提出了基于靈敏度及粒子群算法的輸電斷面功率越限控制方法，其計算較為精確，但算法過于復(fù)雜，處理時間較長。文獻(xiàn)[5-6]定義了割集斷面支路并進(jìn)行了潮流追蹤和定向控制，可以準(zhǔn)確地對發(fā)電機(jī)控制節(jié)點及相應(yīng)的發(fā)電調(diào)整量進(jìn)行計算，但處理周期長且無法滿足斷面中各支路潮流的不同控制目標(biāo)。文獻(xiàn)[3]基于直流潮流靈敏度實現(xiàn)了割集斷面總潮流和斷面中各支路潮流的控制目標(biāo)，但直流潮流靈敏度計算只考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)，和實際網(wǎng)架中的潮流靈敏度差異較大，只能做前瞻性分析和計算。

上述方法皆對斷面調(diào)控有所研究，但計算過程較為復(fù)雜，難以應(yīng)用于調(diào)度員實時斷面調(diào)控。為此，本文基于不同電廠出力對線路潮流的靈敏度差異，提出一種對輸電通道斷面進(jìn)行快速、準(zhǔn)確調(diào)控的策略，可以輔助調(diào)度員合理調(diào)控電廠出力，提高斷面越限時的調(diào)控效率。

1??? 斷面調(diào)控主要手段

電網(wǎng)中的斷面是指連接兩地區(qū)之間多條線路所形成的族，斷面潮流即為組成斷面的各條線路的潮流之和，它能清晰反映斷面所連接兩區(qū)域之間的功率交換關(guān)系。監(jiān)控斷面有功潮流可以保證各線路滿足熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定限制，因此在電力系統(tǒng)運行中對斷面進(jìn)行實時監(jiān)控極其重要。

目前，斷面調(diào)控主要手段如下：

（1）調(diào)整電廠有功。

調(diào)整電廠有功是較為有效的斷面調(diào)控方式，調(diào)增或調(diào)減送端電廠有功可直接增加或減少送端斷面潮流。通過不同區(qū)域間電廠有功調(diào)整還可以改變電網(wǎng)潮流分布從而進(jìn)行斷面控制。

（2）直流有功負(fù)荷調(diào)整。

對于異步聯(lián)網(wǎng)送出型電網(wǎng)，各直流有功負(fù)荷可直接進(jìn)行調(diào)整或在不同直流間轉(zhuǎn)移，通過各直流有功負(fù)荷的調(diào)整或轉(zhuǎn)移可以改變電網(wǎng)潮流分布從而進(jìn)行斷面控制。

（3）方式變更。

可通過改變電網(wǎng)運行方式來進(jìn)行斷面控制，一般有下述兩種操作方式：

1）電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)與斷環(huán)。

可改變電網(wǎng)潮流分布，但斷環(huán)往往會降低供電可靠性，合環(huán)則會提升供電可靠性。

2）合環(huán)調(diào)電及停電調(diào)電。

合環(huán)調(diào)電是指通過電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)方式將負(fù)荷不停電倒至其他供電區(qū)域后再將電磁環(huán)網(wǎng)斷環(huán)，停電調(diào)電是指將負(fù)荷停電后倒至其他供電區(qū)域后再復(fù)電，其本質(zhì)皆為改變負(fù)荷分布。

（4）限制負(fù)荷。

降低受端電網(wǎng)負(fù)荷可減少線路潮流從而控制斷面。

2??? 基于靈敏度分析的輸電通道斷面調(diào)控策略

將電力系統(tǒng)區(qū)域聯(lián)絡(luò)斷面定義為一組支路構(gòu)成的集合，設(shè)為Q，可將系統(tǒng)分為互不連通的兩部分，如圖1所示。

Q={L1?? L2?? L3…}，i=1，2，3，…?? （1）

式中：Li為斷面的第i條聯(lián)絡(luò)支路;Q為聯(lián)絡(luò)斷面集合。

電廠單位出力變化引起線路潮流的變化量為電廠出力對線路潮流的靈敏度。將各電廠對各線路的靈敏度通過矩陣形式描述，得靈敏度矩陣如下：

D=d11? d12? …? d1j

d21? d22? …? d2j

[…]? […]???????? […]

di1?? di2? …? dij? （2）

其中，dij為第i個電廠出力對第j條線路潮流的靈敏度，若dij為正，則表示增加電廠出力將導(dǎo)致線路潮流增加;若dij為負(fù)，則表示增加電廠出力將導(dǎo)致線路潮流降低。

基于電廠靈敏度的聯(lián)絡(luò)斷面越限調(diào)控方法，即通過斷面需調(diào)節(jié)量及電廠出力對越限斷面中各線路潮流的靈敏度，快速計算出各電廠的需調(diào)節(jié)量，實現(xiàn)對斷面的準(zhǔn)確調(diào)控。

在電力調(diào)度工作中，常見的斷面控制公式如下：

kPL1+PL2=C? （3）

式中：k為線路L1發(fā)生故障跳閘轉(zhuǎn)移到線路L2的轉(zhuǎn)移比;C為常數(shù)，為斷面控制值。

定義斷面越限值為ΔC，則斷面需調(diào)節(jié)量為-ΔC，各電廠出力需調(diào)節(jié)量為ΔQi（上調(diào)為正，下調(diào)為負(fù)），線路1的調(diào)節(jié)量為ΔP1，線路2的調(diào)節(jié)量為ΔP2，k為線路L1跳閘后轉(zhuǎn)移到線路L2的轉(zhuǎn)移比，可得：

[ΔQ1? ΔQ2? …? ΔQi]kd11? d12