基于公式化限额和最小裕度最大化的电网热稳定限额计算

曾涛; 陈浩; 郭瑞鹏; 汪震

doi:10.7500/AEPS20230715001

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基于公式化限额和最小裕度最大化的电网热稳定限额计算

工程应用 | 更新时间：2025-06-16

- 基于公式化限额和最小裕度最大化的电网热稳定限额计算
- Thermal Stability Control Limit Calculation for Power Grid Based on Formulaic Control Limit and Maximization of Minimum Safety Margin
- 电力系统自动化 2024年48卷第3期页码：159-167
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
  2.国家电网有限公司华东分部，上海市 200120
- 作者简介：
  
  曾涛(1994—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力系统优化运行。E-mail：zengtao_a@foxmail.com
  陈浩(1984—)，男，高级工程师，主要研究方向：电网运行与稳定分析。E-mail：chenhao@ec.sgcc.com.cn
  郭瑞鹏(1972—)，男，通信作者，博士，副研究员，主要研究方向：电力系统状态估计、可靠性评估、最优化技术及其在电力系统中的应用等。E-mail：eegrp@zju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52077196)
- DOI：10.7500/AEPS20230715001
  中图分类号：
- 收稿：2023-07-15，
  
  修回：2023-10-26，
  
  网络出版：2024-01-05，
  
  纸质出版：2024-02-10
- 稿件说明：
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曾涛,陈浩,郭瑞鹏等.基于公式化限额和最小裕度最大化的电网热稳定限额计算[J].电力系统自动化,2024,48(3):159-167.

ZENG Tao,CHEN Hao,GUO Ruipeng,et al.Thermal Stability Control Limit Calculation for Power Grid Based on Formulaic Control Limit and Maximization of Minimum Safety Margin[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(3):159-167.
曾涛,陈浩,郭瑞鹏等.基于公式化限额和最小裕度最大化的电网热稳定限额计算[J].电力系统自动化,2024,48(3):159-167. DOI： 10.7500/AEPS20230715001.

ZENG Tao,CHEN Hao,GUO Ruipeng,et al.Thermal Stability Control Limit Calculation for Power Grid Based on Formulaic Control Limit and Maximization of Minimum Safety Margin[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(3):159-167. DOI： 10.7500/AEPS20230715001.

摘要

编制热稳定控制限额是电网调度控制中心的重要工作，也是保障电网安全运行的重要手段。针对新能源大规模并网后潮流不确定性大导致热稳定限额制定难度增大的问题，以预想故障分析为基础计算潮流转移关系并建立电网安全约束，进而提出了基于公式化限额和最小裕度最大化的三阶段电网热稳定限额计算方法，实现了热稳定限额的批量自动计算。第1阶段对输电通道限额进行初始化，第2阶段对故障后易过载的通道按照故障后不超瓶颈设备短时载流能力制定公式化限额要求，第3阶段对转移关系约束存在耦合的通道集合逐次按最小裕度最大化原则计算通道控制限额。对输电资源紧张的通道同时采用公式化限额和通道控制限额要求可以减小保守性，充分释放通道输电能力；对其余通道只采用通道控制限额要求，可减少并简化控制要求。以某区域电网2023年夏季高峰运行方式为例，限额自动计算结果与稳定规程的一致性较好，验证了所提方法的有效性。

Abstract

Establishing the thermal stability control limit is a significant work for the power dispatching and control center and an important means to guarantee the safe operation of power grids. In order to address the problem that it is gradually difficult to establish thermal stability control limit due to the high uncertainty of power flows after the large-scale grid-connection of renewable energy

the power flow transfer relations are calculated and the power grid security constraints are established based on contingency analysis. Then

a three-stage thermal stability control limit calculation method for power grids based on the formulaic control limit and maximization of minimum safety margin is proposed to achieve the automatic calculation of thermal stability control limit. In the first stage

control limits of transmission channels are initialized. In the second stage

formulaic control limit requirements are established for those channels that are prone to overload after a contingency happens according to the criteria that power flow of the bottleneck equipment does not exceed its short-term current-carrying capacity after a contingency happens. In the third stage

the channel control limit is calculated successively according to the maximization principle of minimum safety margin for the set of channels with coupled transfer relation constraints. Both formulaic control limit and channel control limit requirements for the channels with tight transfer capacity can reduce the conservatism and fully release the transfer capacity of the channel. The control requirements can be reduced and simplified by establishing only channel control limit requirements for the remaining channels. Taking the summer peak operation mode of a regional power grid in 2023 as a case

the automatic limit calculation results are in good agreement with the stability regulations

which verifies the effectiveness of the proposed method.

关键词

Keywords

references

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