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电力市场环境下计及安全约束的ATC计算方法的研究

刘皓明

  在电力市场环境下,可用输电能力(ATC)是反映输电设备可用于能量交易的剩余容量的重要指标,快速准确的计算ATC是电力系统和电力市场安全稳定运行的保障。本文提出了几种计算ATC的实用方法,并用测试系统或实际系统进行了检验。具体工作主要集中在如下五个方面:(1)提出了双边交易模式下跨大区区域电力市场区域间ATC的快速实用计算算法。推导了三种分布因子的矩阵形式,计及节点有功注入功率、支路过负荷以及联络线输送功率动态稳定约束,建立了“N—1”静态安全约束下的实用模型。将其用于计算2005年我国四大区联网系统夏大运行方式下的区域间ATC,得出了一些重要的结论。(2)建立了最优潮流的计算模型,在不影响已经存在的功率交易的前提下,以指定发电机群发电增量最大和指定负荷群受电增量最大为目标函数,考虑潮流等式约束和各种稳态物理不等式约束。使用先进的SQP算法来计算不计静态安全约束的ATC问题;使用Benders分解算法来计及“N—1”静态安全约束,其中主问题描述基准运行状况,每个子问题描述一种预想事故情形,并提出了并行策略和串行策略两种解决方案。(3)提出了基于交流潮流方程的灵敏度快速算法计算ATC。利用连续潮流法计算指定交易模式下的ATC,假设此时起作用约束保持不变,推导了此ATC值对系统某些运行参数的一阶灵敏度系数,这样可以求出这些参数变化对ATC结果的影响。讨论了实际应用中可能会出现的几个问题的处理方法,介绍了如果初始ATC是由OPF法计算得到时的整个求解方案。(4)提出了计及动态安全约束的ATC快速算法。基于网络结构保留模型,发电机采用二阶经典模型,负荷计及静态电压特性,构造了满足严格Lyapunov稳定性的能量函数。假设故障模式和故障切除时间已知,对不同交易量下的系统能量裕度值进行线性插值,计算稳定裕度为零的运行点功率增量即为ATC值。(5)讨论了TRM和CBM两种裕度的含义,给出计算TRM的随机模型。提出了反映故障严重程度的概率性性能指标函数,以反映电力市场运行经济性的要求。基于静态安全域提出了静态ATC域的概念,在考虑支路过负荷约束的直流潮流方程下给出了可视化的静态ATC域。分析说明这是一种全新的算法,可以使ATC的计算规模大大降低。……   
[关键词]:电力市场;可用输电能力;分布因子;最优潮流;灵敏度;静态ATC域
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:南京理工大学2003年
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