电力系统安全域构建理论与方法姜涛东北电力大学电气工程学院致谢：天津大学贾宏杰教授、赵金利副教授东北电力大学张明宇、谭洪强、李晓辉、张琳玮、田国达1CEPRI-IEEEPES第5期电力能源青年论坛国家电网公司STATEGRIDCORPORATIONOFCHINA中国南方电网CHINAsoUTHERNPOWERGRIDMC2PROJECT电力系统电压稳定域研究背景电力系统热安全域电力系统电压安全域研究内容电力于货131254万人a借尔用685万人2770万人的2575万人检W*n6862万人win用的3296万人n1675万人m4194万19958万人EnglandandWalespowercutCustomersaffectedineachelectricitysupplyareaNorthernPowergridEloctricityNorthWestSPEnergyatoctodWosternPoworpowerstationfallsUKPowerNetworks▶研究背景传统逐点方法难以计及不确定性风险或效率过低▶研究目标实现基于安全域的大电网安全性评估与控制研究难点如何实现高维空间安全域的快速、准确构建与工程应用2019.8.9英国大停电，未知扰动导致电网连锁故障，引发大停电，影响人口约100万。电力干货2012.7.30和7.31印度大停电，未知故障导致印度电网崩溃，全国28个邦中22个停电，影响人口6.7亿，全国经济增长速度因此下降1.2%。》》研究背景东此电力大学NORTIFEASTELECTRICPOWERINIVESITY1研究背景电力系统热安全域3电力系统电压安全域电力系统电压稳定域研究内容电力干货2>热安全域定义◆电力系统热安全域(THSR)是定义在功率注入空间内系统所有线路的热安全约束都得到满足的运行点集合。静态安全域约束条件电力系统THSR表达式》》电力系统热安全域安全域边界运行点(不安全)卢房干货【基于优化模型的热安全域边界构建】潮流方程不等式安全约束东此电力大学NORTHEASTELECTRICPOWERUXIVERSITY热稳定安全域表达式热稳定安全域边界热稳定临界点1热稳定临界点2SNB点ZTlmax12maxs₂maxAsimas热稳定临界点SNB点P/p.u.ddd热稳定安全域边界A/dm二维有功注入空间内的THSR边界①三维THSR边界与二维THSR边界存在映射关系②将不同功率增长方向下的热稳定临界点进行逐一连接可构建注入功率空间内的THS力于电R热稳定安全裕度λ潮流方程搜索热稳定临界点①d→ATkmax→热稳定临界点k②系统支路的热稳定临界点与系统功率增长方向存在——对应关系》》电力系统热安全域【基于优化模型的热安全域边界构建】>THSR边界与热稳定临界点的关系东此电力大学NORTHEASTELECTRICPOWERUXIVERSITYnd/Ad₂货dd【基于优化模型的热安全域边界构建】>优化模型的建立◆支路e-f的THSR边界可描述为：在不同功率增长方向下，满足系统运行安全性约束，且流过支路e-f的功率处于其传输极限状态的运行点集合。对应的热稳定临界点OPF搜索模型为：max△Tks.t.f|P(x-L|=2|p-L|ru+△ad=0l-PJ≤P-;≤Pmv;min≤V,≤v,maPgJ≤P≤PQg≤Q≤Qg01》》电力系统热安全域东此电力大学NORTHEASTELECTRICPOWERUNIVERSITY电力于货边界追踪法54得三维边界3改变k轴功率，画n条二维边界设置二维边界构建次数n电力干货》》电力系统热安全域【基于优化模型的热安全域边界构建】>三维THSR边界搜索流程P₄pur2APAP0OPFTHSR②确定三维边界顶点坐标pP,/pu.初始热稳定临界点确定坐标轴Ppu.1>WECC3机9节点系统验证方法正确性>以支路3-6热稳定性为研究对象。支路3-6有功功率传输极限为1.1p.u.,影响该支路热稳定性的关键负荷节点为节点5和9。采用所提研究方法搜索二维THSR边界。WECC3机9节点系统相对误差：射线法最大3.3220×10⁴最小1.4420×10-7边界追法踪最大3.3147×10-⁵最小1.9500×10-7电力干货》》电力系统热安全域【基于优化模型的热安全域边界构建-算例分析】东此电力大学NORTHEASTELECTRICPOWERUNIVERSITY/pu.二维THSR边界热稳定临界点THSR边界相对误差相对误差/%及水机【基于优化模型的热安全域边界构建-算例分析】>三维THSR构建与效率对比以支路3-6热稳定性为研究对象，进一步在三维有功注入空间中构建THSR。以节点5、7、9有功注入为坐标轴在三维有功注入空间中构建支路3-6的THSR边界。三维THSR边界◆所提方法不仅可用于二维THSR边界的快速搜索，也适用于三维THSR边界的搜索，且效率高于传统OPF。电力干货场景射线法/s边界追法踪/s二维1.08130.80...