Online Algorithm for Searching and Limit Setting of Thermal-stability Weak Section

Yang LIU; Faqi YAN; Yang WANG; Tian XIA; Xiangming DONG; Wenzhe CHEN; Mujie ZHANG

doi:10.7500/AEPS20190921006

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Online Algorithm for Searching and Limit Setting of Thermal-stability Weak Section

Engineering Application | 更新时间：2025-06-16

- Online Algorithm for Searching and Limit Setting of Thermal-stability Weak Section
- Automation of Electric Power Systems Vol. 44, Issue 21, Pages: 156-164(2020)
- 作者机构：
  
  国家电网有限公司华中分部，湖北省武汉市 430077
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.7500/AEPS20190921006
  CLC：
- Received：21 September 2019，
  
  Revised：2019-12-07，
  
  Published Online：08 May 2020，
  
  Published：10 November 2020
- 稿件说明：
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刘阳,鄢发齐,汪旸等.热稳定薄弱断面搜索及限额制定的在线算法[J].电力系统自动化,2020,44(21):156-164.

LIU Yang,YAN Faqi,WANG Yang,et al.Online Algorithm for Searching and Limit Setting of Thermal-stability Weak Section[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(21):156-164.
刘阳,鄢发齐,汪旸等.热稳定薄弱断面搜索及限额制定的在线算法[J].电力系统自动化,2020,44(21):156-164. DOI： 10.7500/AEPS20190921006.

LIU Yang,YAN Faqi,WANG Yang,et al.Online Algorithm for Searching and Limit Setting of Thermal-stability Weak Section[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(21):156-164. DOI： 10.7500/AEPS20190921006.

摘要

为解决离线断面及限额不能实时匹配系统运行方式的问题，针对热稳定断面构成元件搜索、限额制定提出了一套在线算法。采用直流法计算支路开断、有功元件跳闸、母线跳闸3类故障的潮流转移，提出了将母线跳闸转化为虚拟短线开断的方法，使潮流转移关系得以显性表达。归纳得出了3类故障潮流转移通用线性表达式，为制定断面限额奠定了基础。提出了基于“风险支路+威胁元件”构成法的热稳断面构成元件搜索方法，基于潮流转移通用表达式提出了风险加权的断面监控指标构造方法及断面限额制定方法。对于涉及并联支路的相近断面给出了合并方法，对并联支路构成的断面给出了监控指标的化简方法。为保证求解速度和计算精度，采用直流法搜索与交流法校验修正相结合的计算策略。应用于实际案例，搜索的断面将离线断面所反映的热稳风险全面覆盖，计算限额与离线限额的一致性较好，验证了方法的有效性；每一轮计算耗时约3.6 min，满足在线应用要求。

Abstract

To solve the problem that offline section and its transmission limit can’t well match the system operation state

a set of algorithms are proposed for searching and limit setting of thermal stability section components. Transferring flow power of three types of faults

i.e.

branch breaking

active power component tripping and bus tripping are calculated by DC method

and a method of transforming bus tripping into breaking several virtual short lines is proposed to explicitly express the power flow transferring relationship. General linear expressions for three power flow transferring types are concluded

which lays a foundation for setting section limits. The thermal stability section searching method based on “branch line at risk+component under threat” construction is demonstrated. By using the general expressions of power flow transferring

a risk-weighted monitoring index construction method and a limit setting method for sections are proposed. The merging method is given for the similar sections consisting of parallel branches

and the simplification method for monitoring index is given for the sections composed of parallel branches. To ensure the solving speed and accuracy

the calculation strategy combining DC searching method with AC correction method is adopted. Based on an actual example

the searched sections by the proposed algorithm cover all the thermal stability risks of the offline sections. Furthermore

the consistency of section limits between caculation limit and the offline limit is proven

and thus the validity of the proposed algorithm is testified. A round of calculation takes about 3.6 minutes

which meets the requirements of online application.

关键词

Keywords

references

电力行业电网运行与控制标准化技术委员会 . 电力系统安全稳定导则： DL 755—2001 ［S］. 北京：中国电力出版社， 2001 .

Technical Committee for Standardization of Power Grid Operation and Control in Power Industry . Guide on security and stability for power system ： DL 755—2001 ［S］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2001 .

赵金利，邱璐璐，黄河，等 . 多维空间中断面热稳定安全域边界特性［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 12 ）： 39 - 45 .

ZHAO Jinli ， QIU Lulu ， HUANG He ， et al . Boundary characteristic of section thermal security region in multi-dimension spaces ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 12 ）： 39 - 45 .

赵金利，张继楠，贾宏杰，等 . 计及 <math id="M64"><mi>N</mi><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">1</mn></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4882820&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4882807&type= 7.53533316 2.20133328 约束的多维空间断面热稳定安全域边界快速计算［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 4 ）： 128 - 135 .

ZHAO Jinli ， ZHANG Jinan ， JIA Hongjie ， et al . Rapid calculation of sectional thermal security region under constraint of <math id="M65"><mi>N</mi><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">1</mn></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4882844&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4882832&type= 7.53533316 2.20133328 in multi-dimension space ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 4 ）： 128 - 135 .

赵峰，孙宏斌，张伯明 . 基于电气分区的输电断面及其自动发现［J］. 电力系统自动化， 2011 ， 35 （ 5 ）： 42 - 46 .

ZHAO Feng ， SUN Hongbin ， ZHANG Boming . Electrical zone division based automatic discovery of flowgates ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2011 ， 35 （ 5 ）： 42 - 46 .

徐泰山，丁茂生，彭慧敏，等 . 交直流电力系统暂态安全稳定在线紧急控制策略并行算法［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 10 ）： 174 - 180 .

XU Taishan ， DING Maosheng ， PENG Huimin ， et al . A parallel algorithm for determining an online emergency control strategy of transient security and stability for AC-DC power systems ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 10 ）： 174 - 180 .

李响，郭志忠 . 基于 <math id="M66"><mi>N</mi><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">1</mn></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4882873&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4882858&type= 7.53533316 2.20133328 原则的输电断面传送功率能力分析［J］. 电力系统自动化， 2004 ， 28 （ 9 ）： 28 - 30 .

LI Xiang ， GUO Zhizhong . Analysis of network transmission capability based on <math id="M67"><mi>N</mi><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">1</mn></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4882896&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4882884&type= 7.53533316 2.20133328 principle ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2004 ， 28 （ 9 ）： 28 - 30 .

房大中，吴明波，李传栋，等 . 热稳定约束下断面输电极限分析方法［J］. 电力系统及其自动化学报， 2007 ， 19 （ 4 ）： 111 - 115 .

FANG Dazhong ， WU Mingbo ， LI Chuandong ， et al . Analysis method of transfer capability of transmission interfaces under thermal stability constraints ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2007 ， 19 （ 4 ）： 111 - 115 .

叶剑，王伟红 . 电网断面热稳定限额的计算［J］. 电力与能源， 2014 ， 35 （ 3 ）： 302 - 304 .

YE Jian ， WANG Weihong . Thermal stability limitation calculation of transmission interfaces in power network ［J］. Power and Energy ， 2014 ， 35 （ 3 ）： 302 - 304 .

陈祎，郭瑞鹏，叶琳，等 . 电网断面热稳定限额计算模型及方法［J］. 电力系统自动化， 2012 ， 36 （ 17 ）： 20 - 26 .

CHEN Yi ， GUO Ruipeng ， YE Lin ， et al . Calculation model and method for thermal stability control limit to transmission interfaces in a power grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2012 ， 36 （ 17 ）： 20 - 26 .

李鹏，苏寅生，李建设，等 . 多维安全域下南方电网的方式计算探讨［J］. 南方电网技术， 2011 ， 5 （ 6 ）： 7 - 15 .

LI Peng ， SU Yinsheng ， LI Jianshe ， et al . On the operation planning of China Southern power grid with security region in multi-dimension spaces ［J］. Southern Power System Technology ， 2011 ， 5 （ 6 ）： 7 - 15 .

李响，郭志忠 . 静态安全潮流约束下的输电断面有功潮流控制［J］. 电网技术， 2005 ， 29 （ 3 ）： 29 - 32 .

LI Xiang ， GUO Zhizhong . Power flow at cross-section of transmission line and its control under <math id="M68"><mi>N</mi><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">1</mn></math> http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4882920&type= http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=4882911&type= 7.53533316 2.20133328 static state secure power flow restraint ［J］. Power System Technology ， 2005 ， 29 （ 3 ）： 29 - 32 .

侯俊贤，韩民晓，李柏青，等 . 考虑网络拓扑变化的薄弱断面快速评估方法［J］. 高电压技术， 2016 ， 42 （ 1 ）： 289 - 295 .

HOU Junxian ， HAN Mingxiao ， LI Baiqing ， et al . Fast identification method of weak transmission section considering the influence of power network changes ［J］. High Voltage Engineering ， 2016 ， 42 （ 1 ）： 289 - 295 .

侯俊贤，韩民晓，董毅峰，等 . 基于子网络收缩的输电断面搜索方法［J］. 电力系统保护与控制， 2015 ， 43 （ 12 ）： 92 - 97 .

HOU Junxian ， HAN Minxiao ， DONG Yifeng ， et al . Transmission section searching method based on power system sub-network combination ［J］. Power System Protection and Control ， 2015 ， 43 （ 12 ）： 92 - 97 .

邱生敏，杨凡，陈亦平 . 西电大幅送电下广东内部断面热稳问题分析［J］. 云南电力技术， 2019 ， 47 （ 1 ）： 67 - 71 .

QIU Shengmin ， YANG Fan ， CHEN Yiping . Analysis of the thermal stability of the internal section of Guangdong under the large supply of western electricity ［J］. Yunnan Electric Power ， 2019 ， 47 （ 1 ）： 67 - 71 .

朱斌，邱丽君，王勇，等 . 电网输电断面动态热稳定限值在线计算方法［J］. 电力系统保护与控制， 2017 ， 45 （ 3 ）： 94 - 99 .

ZHU Bin ， QIU Lijun ， WANG Yong ， et al . Online calculation method for dynamic thermal stability limit of transmission section ［J］. Power System Protection and Control ， 2017 ， 45 （ 3 ）： 94 - 99 .

吴际舜 . 电力系统静态安全分析［M］. 上海：上海交通大学出版社， 1985 .

WU Jishun . Static security analysis of power system ［M］. Shanghai ： Shanghai Jiao Tong University Press ， 1985 .

张伯明，陈寿孙，严正 . 高等电力网络分析［M］. 2版 . 北京：清华大学出版社， 2007 .

ZHANG Boming ， CHEN Shousun ， YAN Zheng . Advanced power system network analysis ［M］. 2nd ed . Beijing ： Tsinghua University Press ， 2007 .

张薇 . 电力系统自动切负荷研究［D］. 成都：西南交通大学， 2008 .

ZHANG Wei . Automatic load shedding research for power system ［D］. Chengdu ： Southwest Jiaotong University ， 2008 .

刘维烈，朱峰，李端超，等 . 电力系统调频与自动发电控制［M］. 北京：中国电力出版社， 2006 .

LIU Weilie ， ZHU Feng ， LI Duanchao ， et al . Frequency regulation and automatic generation control of power system ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2006 .

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