引言

對斷面越限的輸電通道進行調(diào)控是消除電網(wǎng)運行風險的重要措施。目前已對斷面調(diào)控進行了大量研究,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,但算法過于復雜,處理時間較長。定義了割集斷面支路并進行了潮流追蹤和定向控制,可以準確地對發(fā)電機控制節(jié)點及相應的發(fā)電調(diào)整量進行計算,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。文獻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,但直流潮流靈敏度計算只考慮網(wǎng)絡(luò)拓撲參數(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,但計算過程較為復雜,難以應用于調(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行快速、準確調(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)潮流分布從而進行斷面控制。

（2)直流有功負荷調(diào)整。

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

(3)方式變更。

可通過改變電網(wǎng)運行方式來進行斷面控制,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)電是指將負荷停電后倒至其他供電區(qū)域后再復電,其本質(zhì)皆為改變負荷分布。

（4)限制負荷。

降低受端電網(wǎng)負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O,可將系統(tǒng)分為互不連通的兩部分,如圖1所示。

式中:L_i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:

其中,d_ij為第i個電廠出力對第j條線路潮流的靈敏度,若d_ij為正,則表示增加電廠出力將導致線路潮流增加:若d_ij為負,則表示增加電廠出力將導致線路潮流降低。

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)對斷面的準確調(diào)控。

在電力調(diào)度工作中,常見的斷面控制公式如下:

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△C,則斷面需調(diào)節(jié)量為-△C,各電廠出力需調(diào)節(jié)量為△Q_i(上調(diào)為正,下調(diào)為負）,線路1的調(diào)節(jié)量為△P₁,線路2的調(diào)節(jié)量為△P₂,k為線路L₁跳閘后轉(zhuǎn)移到線路L₂的轉(zhuǎn)移比,可得:

聯(lián)立以上兩式得:

其中,(kd_i1+d_i2）△Q_i應均為負數(shù)(正數(shù)說明調(diào)節(jié)起反作用）,為求出△Q_i的值,可采用最大靈敏度利用原則,對上述關(guān)系式中i個電廠的斷面調(diào)節(jié)靈敏度絕對值|kd_i1+d_i2|進行比較,從大到小得到靈敏度調(diào)節(jié)序列,靈敏度較大的電廠優(yōu)先進行調(diào)節(jié)。若調(diào)節(jié)到第i(i=1,2,3,…,N）個電廠后該電廠備用高于此時需調(diào)節(jié)量,則調(diào)節(jié)已經(jīng)滿足要求,該電廠調(diào)節(jié)量為:

至此,完成各電廠實際調(diào)節(jié)出力計算,前i-1個電廠出力為各自最大上調(diào)(或下調(diào)）備用,第i個電廠按剩余斷面需調(diào)節(jié)量進行調(diào)節(jié)。

3實際算例分析

假設(shè)某網(wǎng)架如圖2所示。

圖2某地區(qū)網(wǎng)架

在某種運行方式下,0.7×500kV AB雙線+500kV CD雙線斷面越限,越限值為160MW,假定此時調(diào)度欲調(diào)減斷面值至少160MW,即-△C=-160MW。

當前運行方式下對斷面調(diào)控有效的電廠為電廠1～6,各電廠對500kV AB雙線、CD雙線調(diào)節(jié)靈敏度S₁、S₂如表1所示。

利用上述基于靈敏度的調(diào)控策略進行計算,則電廠2調(diào)減出力為70MW,有效對斷面調(diào)節(jié)量為48.44MW:電廠1調(diào)減出力為50MW,有效對斷面調(diào)節(jié)量為34.25MW:電廠3調(diào)增出力為45MW,有效對斷面調(diào)節(jié)量為27.95MW:電廠4調(diào)減出力為80MW,有效對斷面調(diào)節(jié)量為34.96MW:電廠6調(diào)增出力為25.61MW,有效對斷面調(diào)節(jié)量為14.41MW電廠5不安排,即調(diào)整出力為0MW。策略實施后共計調(diào)整出力(含上、下調(diào)節(jié)備用）270.61MW,備用占用率為73.13%。

若根據(jù)電廠備用由大到小調(diào)節(jié)斷面,則電廠4調(diào)減出力80MW,有效對斷面調(diào)節(jié)量34.96MW:電廠2調(diào)減出力70MW,有效對斷面調(diào)節(jié)量48.44MW:電廠6調(diào)減出力65MW,有效對斷面調(diào)節(jié)量36.99MW:電廠5調(diào)減出力60MW,有效對斷面調(diào)節(jié)量22.56MW:電廠1調(diào)減出力24.90MW,有效對斷面調(diào)節(jié)量17.06MW:共占用備用299.90MW,占用率81.05%,完成相同調(diào)節(jié)效果,耗費備用較多,如圖3所示。

4結(jié)語

基于調(diào)度員在區(qū)域間重要輸電通道斷面調(diào)控的難點問題,本文利用不同電廠對不同輸電線路調(diào)控的靈敏度差異,提出一種對重要輸電通道斷面進行快速、準確調(diào)控的策略,并以實例進行了驗證。通過優(yōu)先安排調(diào)節(jié)靈敏度較高的電廠,可以幫助調(diào)度員合理調(diào)控電廠出力,從而提高斷面越限時的調(diào)控效率。下一步可考慮將該策略融入技術(shù)支持系統(tǒng)中以輔助調(diào)度員進行快速、高效的斷面調(diào)控。