計及架空線路動態(tài)容量及輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的大電網(wǎng)可靠性評估.pdf

1、現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對電力系統(tǒng)可靠性的要求日漸提升，輸送容量低下的輸電網(wǎng)絡(luò)有時并不能很好地滿足這一需求。然而，考慮到直接新建輸電設(shè)施建設(shè)周期長、投資成本高，一個更為經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實的方法是：對已建輸電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行技術(shù)升級，深入挖掘現(xiàn)有輸電設(shè)施的潛在傳輸能力以滿足愈來愈高的供電可靠性要求。已有研究表明，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中考慮架空線路動態(tài)容量以及引入輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可在不新增投資的情況下充分挖掘現(xiàn)有輸電設(shè)施的輸電能力，改善輸電網(wǎng)絡(luò)的輸送容量，提高電網(wǎng)可靠性

2、。為此，本文圍繞考慮架空線路動態(tài)容量以及輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對大電網(wǎng)可靠性水平的影響，開展以下研究工作：
　　為計及不同區(qū)域?qū)崟r氣溫、風(fēng)速等環(huán)境因素對架空線路動態(tài)容量的影響，建立綜合考慮各區(qū)域運(yùn)行環(huán)境的線路輸送容量影響模型，進(jìn)而建立架空輸電線路的動態(tài)輸送容量估計模型，并將其應(yīng)用于大電網(wǎng)可靠性評估。首先，基于IEEE Std.738標(biāo)準(zhǔn)，采用各區(qū)域?qū)崟r氣溫、實時風(fēng)速、區(qū)域緯度及運(yùn)行時刻計算導(dǎo)線的對流散熱率、輻射散熱率及太陽輻射吸熱率，根

3、據(jù)導(dǎo)線熱平衡方程計算導(dǎo)線實時載流能力；同時，定義線路動態(tài)增容率以衡量線路輸送容量受實時運(yùn)行環(huán)境的影響。隨后，以架空線路跨越各區(qū)域線路動態(tài)增容率最小者估計整回線路的動態(tài)輸送容量。最后，將該模型應(yīng)用于大電網(wǎng)可靠性評估。對修改的IEEE RTS-79和RTS-96系統(tǒng)進(jìn)行了算例分析，結(jié)果表明：計及架空線路動態(tài)容量后系統(tǒng)失負(fù)荷時間期望（LOLE）指標(biāo)降低0~45.8％不等，失電量期望（EENS）指標(biāo)降低0~44.4%不等。
　　為分析輸電

4、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化變換對大電網(wǎng)可靠性的影響，基于直流潮流從架空輸電線路優(yōu)化開斷、變電站電氣主接線優(yōu)化重構(gòu)兩方面建立大電網(wǎng)結(jié)構(gòu)綜合優(yōu)化模型，并將其應(yīng)用于大電網(wǎng)可靠性評估。首先，以負(fù)荷削減最小為目標(biāo)，分別建立考慮線路優(yōu)化開斷的輸電線路最優(yōu)開斷模型，和考慮基于變電站母線分裂運(yùn)行機(jī)制的變電站電氣主接線結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。同時，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步建立綜合考慮輸電線路優(yōu)化開斷、變電站優(yōu)化重構(gòu)的輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，并應(yīng)用于大電網(wǎng)可靠性評估。分別對修改的IEEE

5、RTS-79和RTS-96系統(tǒng)進(jìn)行了算例分析，結(jié)果表明：計及輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化后系統(tǒng)LOLE可降低0~55.09%不等，EENS可降低0~27.04%不等；同時考慮輸電線路優(yōu)化開斷和母線分裂優(yōu)化運(yùn)行的可靠性提升效果更為顯著。
　　為綜合考慮線路動態(tài)容量和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化兩方面對大電網(wǎng)可靠性的影響，建立同時計及這兩方面的綜合模型，并將其應(yīng)用于大電網(wǎng)可靠性評估。首先，基于綜合考慮輸電線路開斷機(jī)制與母線分裂運(yùn)行機(jī)制的輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，在約

6、束中計及線路動態(tài)增容率的影響，從而建立考慮輸電線路動態(tài)容量的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。分別對修改的IEEE RTS-79和RTS-96系統(tǒng)進(jìn)行了算例分析，結(jié)果表明：計及兩方面影響后系統(tǒng)LOLE可降低0~70.80%不等，EENS可降低0~47.19%不等；同時，考慮多種手段對大電網(wǎng)可靠性水平的改善程度，優(yōu)于單一手段的情形。
　　為分析輸電設(shè)施運(yùn)行環(huán)境因素及輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化對大電網(wǎng)可靠性水平影響，應(yīng)用前述綜合模型，討論了環(huán)境氣溫、環(huán)境風(fēng)速、