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基于N-1原则的输电断面热稳定功率极限评估徐岩;郅静;王祥晖【摘要】为提高电力系统运行安全水平，提出一种基于N-1原则的输电断面热稳定功率极限评估方法。
计算功率灵敏度矩阵得到各发电机节点对线路功率的控制情况，依次以断面各线路为目标线路，通过调整发电机出力，在满足全网线路冗余量约束、开断线路功率增加约束以及发电机可调量约束的基础上，利用最优化方法得到各目标线路对应的断面最大传输功率，取其中最小值为断面热稳定功率极限。
在IEEE39节点系统中对该方法的正确性进行了验证。
%To improve the operation safety level of power system,an evaluation method on thermal stability power limit of transmission section based on N-1 principle is put forward. The control parameters of generator nodes on line power are obtained by computing the power sensitivity matrix. By taking the lines on the transmission section as target lines suc⁃cessively,and on the basis of satisfying constraints such as line redundancy,power increase due to broken line,and ad⁃justable generator capacity,the generator output is adjusted,and the maximum transmission section powers correspond⁃ing to the target lines are obtained using optimization method,of which the minimum value is taken as the thermal stabili⁃ty power limit of the transmission section. The correctness of the proposed method is verified in IEEE 39-node system.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2017(029)001【总页数】5页(P13-17)【关键词】电力系统;输电断面;N-1原则;热稳定功率极限;功率灵敏度【作者】徐岩;郅静;王祥晖【作者单位】华北电力大学新能源国家重点实验室，保定 071000;华北电力大学新能源国家重点实验室，保定 071000;中石化集团胜利油田分公司河口采油厂，东营 257000【正文语种】中文【中图分类】TM711电力系统输电断面对电网功率传输发挥着重要作用[1]。
输电线路传输功率基本方程式标题：揭秘输电线路传输功率的基本方程式导语：输电线路是将电能从发电厂传输到消费者的关键环节，其中传输功率的计算对于保证电能传输的稳定性和安全性至关重要。
本文将深入探讨输电线路传输功率的基本方程式及其相关因素，旨在帮助读者全面理解电能传输的核心原理。
一、什么是输电线路传输功率电力系统中的输电线路是指用于长距离输送电能的高压线路。
传输功率是指单位时间内输电线路所传输的电功率，通常以千瓦或兆瓦为单位。
传输功率的大小决定了电网的供电能力和可靠性，同时也对电网的稳定运行提出了挑战。
二、输电线路传输功率的基本方程式传输功率可以通过以下的基本方程式进行计算：传输功率 = 电压× 电流× 无功功率因数1. 电压（U）：电压是电力系统中的一个重要参数，通常以千伏为单位。
在输电线路中，电压的大小直接影响到电能输送的远距离。
2. 电流（I）：电流是指单位时间内电荷通过导线横截面的数量，通常以安培为单位。
输电线路中的电流大小与电压、线路电阻和负载有密切关系。
3. 无功功率因数（pf）：无功功率因数是指有功功率与视在功率之间的比值，通常用百分比表示。
无功功率因数描述了电力负载对电力系统的影响，其中1表示满功率因数、0表示无功功率。
能够使无功功率因数接近于1的电力负载对电网的稳定性和经济性都有积极的作用。
三、影响输电线路传输功率的因素1. 线路电阻：线路电阻是指输电线路本身所具有的电阻，通常以欧姆为单位。
电流在电阻上通过会产生电功率的损耗，线路电阻的增加会导致更多的能量转化为热能而损失，从而影响传输功率的大小。
2. 输电距离：输电线路的长度对电能的传输有直接影响。
随着输电距离的增加，电压的降低和电流的增加都会导致传输功率的损耗。
输电线路的设计和规划需要考虑到输电距离对于传输功率的影响。
3. 电力负载：电力负载是指接收端对电网提出的电力需求。
不同的电力负载对输电线路传输功率的要求也有所不同。
功率极限原理
功率极限原理是电工学中的一个重要原理，它指出任何电路中的功率都有一个极限值。
换句话说，无论是直流电路还是交流电路，当电路中的电流或电压超过一定数值时，电路的元件或电源可能会过载或损坏。
为了更好地理解功率极限原理，我们先来了解一下功率的定义。
功率是指单位时间内能量的转移率，通常用Watt（瓦）作为
单位。
在一个电路中，功率可以通过以下公式计算：
功率=电流×电压
根据这个公式，我们可以看出当电流或电压过大时，功率将会增加。
然而，电子元件和电源是有一定的功率承受能力的。
超过这个限制值，就容易造成电路中的元件或电源过热，甚至发生短路或燃烧等危险情况。
为了保护电路和电子元件的安全运行，我们需要根据其额定功率进行正确的选择和使用。
在购买和使用电子设备时，需要仔细查看设备上的技术参数，了解其允许的最大功率值，以确保不超过其承受范围。
需要注意的是，不同类型的电子设备和电路具有不同的功率极限。
例如，家用电器的功率极限一般较低，而大型工业设备的功率极限较高。
因此，在进行电路设计和电子设备选择时，要根据具体使用情况考虑功率极限，并确保不超过其额定值。
综上所述，功率极限原理是电工学中的重要原则，指出电路中的功率有其最大承受限制。
正确理解和应用功率极限原理，可以保护电路和电子元件的安全运行，避免损坏和危险情况的发生。
第30卷第10期中国电机工程学报V ol.30 No.10 Apr. 5, 20108 2010年4月5日Proceedings of the CSEE ©2010 Chin.Soc.for Elec.Eng.文章编号：0258-8013 (2010) 10-0008-08 中图分类号：TM 71 文献标志码：A 学科分类号：470⋅40 大型互联电网多断面功率约束潮流算法丁平1，周孝信1，严剑峰1，于之虹1，陈伟2(1．中国电力科学研究院，北京市海淀区 100192；2．武汉大学电气工程学院，湖北省武汉市 430072)Algorithm of Power Flow for Bulk Interconnected Grid WithTransmission Interface Power ConstraintsDING Ping1, ZHOU Xiao-xin1, YAN Jian-feng1, YU Zhi-hong1, CHEN Wei2(1. China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100192, China;2. School of Electric Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, Hubei Province, China)ABSTRACT: There is difficulty of convergence to regulate power on transmission interfaces with the algorithms of power flow existed, especially when the gap between current power and target is huge. This paper puts forward an algorithm of power flow for bulk interconnected grid with transmission interfaces power constraints based on Newton method, which named interfaces controlling method. It can solve equations of power flow in grid and regulate transmission interfaces power to appointed value synchronously. To build model of control power on transmission interfaces, power error equation of transmission interfaces added to basic power flow equations, and a monomial of power variation attached to power equations of generators which used to controlling or balancing power. With taking various ways to set generator groups and control power on interfaces, the algorithm can adapt to different bulk power system. This algorithm proposed is simple, convergent well and easy to realize, which is validated by WEPRI-36 power system and real electrical projects.KEY WORDS: interfaces controlling method; transmission interface power constraint; bulk power system; algorithm of power flow摘要：现有的各种潮流算法不能很好地解决断面功率调整问题，特别是断面功率和目标值偏差较大时收敛困难。
浅析基于风险的输电断面经济输电功率计算摘要：随着社会经济发展和日常生活对电力资源的依赖越来越高，电力系统的运行可靠性、安全性和经济性日益受到相关部门的重视。
合理的评估输电断面的最佳运行功率，对于保证电力调度的科学性，确保电力系统的稳定运行、降低故障的发生概率具有重要的意义。
本文就在实际工作中从电力系统风险评估的难点入手，对断面经济输电功率计算提出了一些建议，旨在有效控制系统安全风险的基础上实现更好的经济效益。
关键词：风险分析；输电功率；输电断面；经济性；输电能力；功率计算随着电力系统规模的不断扩大，针对电力系统运行安全性、可靠性、稳定性的风险评估越来越受到社会各界的关注。
针对风险评估的方法主要通过对系统的风险及影响进行综合评估对不同故障造成的经济代价严重程度的差异进行分析，即从经济性和安全稳定性两个方面进行权衡，并帮助人们进行理智的决策。
在以往的电网运行风险定义中，针对电网运行风险的研究主要是围绕风险指标、扰动概率建模和风险分析方法等展开的。
我国的《电力系统安全稳定导则》制定的输电断面的输电能力计算方法在长期的工作中对于保障我国电力系统的安全稳定运行发挥了巨大作用。
然而，由于没有充分考虑到不同故障发生的概率差异，原有的计算方法将一些发生概率很小的故障与其他故障一起共同列为相关计算中的约束故障，这些缺陷在很大程度上制约了风险评估方法在评估输电断面的输电能力方面的功能，很难从客观的角度做出准确的评判。
尤其是在目前的大规模、大容量电网运行环境中，为提高电能输送质量，应通过更为有效的输电断面经济输电功率计算合理调整电网风险问题，从而保证电网输电断面的经济运行状态。
本文从安全性和经济性的角度对输电断面经济输电功率的计算提出了风险分析的计算方法，旨在提高电风运行风险评估的客观性，为电力调度提供更有效的决策参考。
1 电力系统风险评估的难点（1）概念定义存在制约因素针对电力系统风险评估的难点中，由于概念定义时存在系统可靠性观念差异、概念认知差异等问题，使得进行电力系统风险评估的难度加大，无法对电力系统进行统一的研究。
在线组合输电断面极限集群计算彭慧敏;马明;郑伟;徐伟;周海锋;曾兴嘉【摘要】To implement the total transfer capability calcultion in integrated and coordinated defense system of large power system security and stability, a novel cluster computing method based on the the relation between parameterized the power flow adjustment mode and steady state security margin (or transient security margin, or dynamic security margin)is proposed with adjustment schemes parallel computing mode, and the critical safe power flow adjustment mode is gained by iteration search to achieve the online transmission limit calcultion. In order to solve the transmission limit with combination transmission channels and multi areas to adjust the power flow, an applicable method which automatically identifies the adjustment mode switch and distributes the power among multi areas with iterative coordinating optimization is presented, and the data results of a regional power grid prove that the proposed model is effective and suitable for on-line application in a large scale power system.%针对大电网在线安全稳定综合协调防御系统中输电断面极限搜索问题,采用多机多方案分派任务并行计算模式,利用计算机集群和参数化后的潮流调整方式与静态、暂态和动态安全裕度的关系,迭代搜索临界安全的潮流调整方式,实现在线求取输电断面极限传输功率.对多输电通道并存的组合输电断面及多送电区并存的组合送电区的断面传输极限搜索,自动识别调整方式切换并迭代协调优化增功率的内部分配,以某区域电网在线数据的实例分析验证了所提出方法的有效性和适用性.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2012(040)004【总页数】6页(P48-53)【关键词】并行计算;极限传输功率;迭代搜索;组合输电断面【作者】彭慧敏;马明;郑伟;徐伟;周海锋;曾兴嘉【作者单位】国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏南京210003;国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏南京210003;国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏南京210003;国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏南京210003;国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏南京210003;国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏南京210003【正文语种】中文【中图分类】TM740 引言现代互联电力系统电网动态行为日益复杂，迫切要求系统调度、运行方式人员及时跟踪系统运行工况，准确把握断面综合满足静态、暂态和动态安全稳定性要求的输电极限，并识别极限约束故障及稳定约束类别。
基于多断面控制法的在电力系统极限传输功率的计算方法董根源
【期刊名称】《科技与企业》
【年(卷),期】2012(000)024
【摘要】研究了一种基于多断面控制法的极限传输功率计算方法，并在某省电网的运行实际中验证了该计算方法的优越性。
【总页数】1页(P279-279)
【作者】董根源
【作者单位】福建省电力公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.电力系统静态传输功率极限的直接精确算法
2.基于中长期机组组合的外送断面电量极限计算方法
3.基于鸡群算法的断面传输极限的自动搜索断面研究
4.风电接入下断面极限传输功率运行规则的场景聚类提取方法
5.电力系统关键断面传输功率知识挖掘
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基于多断面控制法的在电力系统极限传输功率的计算方法
[摘要]研究了一种基于多断面控制法的极限传输功率计算方法，并在某省电网的运行实际中验证了该计算方法的优越性。
1.前言
传输极限（TTC）是大型电网调度员最关心的运行指标之一。
如何提高TTC 计算结果的真实性和准确性一直是电力系统的一个难题。
互联电网在线安全稳定分析和预警动态安全分析与决策系统中的裕度评估校核模块，一方面能利用系统强大的计算和数据资源，提高其计算的速度和结果的针对性；另一方面，必须具有高度的准确性和对调度员的指导意义。
为此，本文构建了基于多断面控制法的在线安全稳定分析和预警TTC算法，从系统的角度考察断面和对生产过程的真实模拟，在某省调度控制中心在线安全稳定分析与预警系统的实际运行中得到了较好的应用效果。
2.稳定裕度评估计算过程
互联电网在线安全稳定分析和预警动态安全分析与决策系统的裕度评估校核计算流程。
算法最后给出满足暂态稳定、电压稳定和N-1热稳定的断面极限。
其计算流程描述如下：
2.1调度节点从数据整合平台获取在线安全稳定分析和预警数据，即基态潮流，将其下发至计算节点，各计算节点采用多断面控制法并行调整各断面的潮流至电压稳定极限或功率极限，并按断面功率大小输出指定档位的潮流计算结果。
功率极限指调节元件已经没有调节能力时对应的断面功率。
2.2调度节点收集各断面各档位的潮流数据，将各断面潮流数据按从低档位到高档位的次序进行暂态稳定和N-1静态安全稳定校核。
2.3校核前，先根据计算节点群的计算能力，确定本轮计算允许校核的故障数目；然后生成对应个数的计算任务，并将这些任务在计算节点间进行分配。
随后调度节点将各个计算节点进行计算所需的潮流数据和相应的配置文件下发至该机器，由各计算节点并行校核，分别给出稳定与否的结果。
2.4稳定校核完毕，调度节点回收所有的计算结果，并进行分析。
若发现某次校核结论是失稳，即认为该潮流所对应的断面已越过极限。
断面最大一档不失稳潮流所对应的功率即为该断面的稳定极限。
如果所有的断面都达到稳定极限，即输出结果，停止计算；如果有断面尚未失稳，进行下一轮校核；若某个断面所有档位的潮流校核后均不失稳，稳定极限即为该断面所有档位潮流中断面功率的最大值。
此计算流程的优越性在于：
（1）得到的稳定极限应同时满足电压稳定、暂态稳定和N-1静态安全稳定约束，对调度员具有极高的参考价值。
（2）并行化程度高。
充分利用平台强大的计算能力，对计算量大的环节：潮流调整核稳定校核实行的并行计算。
采用基于任务的并行，避免不必要的通讯增加计算时间。
（3）可扩展性强。
不论新增断面、扩展故障集甚至增加校核的故障类型都能很方便地实现。
3.稳定裕度评估的多断面控制算法
潮流调整的目标是输出基态潮流至其电压稳定极限或功率极限之间固定个
数的潮流数据。
调整潮流基于多断面控制法。
稳定极限中的潮流调整是多断面控制法的一个特例：控制被研究断面功率不断增长、被研究断面相邻的断面功率控制在初始值或给定值位置。
多断面控制法得主要特点是：同步控制多个断面的功率和用多台平衡机承担系统的不平衡功率。
采用多断面控制法的原因有：
3.1每个断面的功率极限受到整个系统，特别是相邻断面功率的影响；在程序中用普通方法调整某一断面功率，通常会改变邻近断面的功率值。
而在实际系统中，断面功率是可控的。
因而，我们必须在考察某一断面极限时，将其它相关断面的功率控制住，或将其它断面功率调至我们希望的值，这样计算出的断面极限才是在确定系统中某断面的极限，才对调度员有一定的参考意义。
3.2对于大型电网，调节功率平衡的任务通常不是一台机承担，而平衡机也不具有功率不受限制的特权。
采用分布式平衡机能更真实的反映大型电网的运行特点。
在该算法中考虑电压稳定体现在：
（1）在调整过程中，被研究断面及其附近区域由于功率传输的增加，电压自然、合理的下降。
（2）当断面功率增加到一定值，再继续增加功率，由于断面附近区域的电压下降过大，使潮流不能收敛，认为已经到达电压稳定极限。
有别于经典的研究电压稳定的连续潮流法，本算法中考虑的电压变化更符合电力系统运行的实际情况。
连续潮流法以预先指定的功率增长方式增加系统功率，并用某个被选择的参数连续变化所确定的系统轨迹切线决定临界点是否到达，这个被选择的参数也叫临界参数，通常选为系统电压下降最快点的电压。
这种做法意味着如果某一点，由于预先指定的功率变化方式使其电压下降过快，为保证该点电压不崩溃，整个系统即达到极限。
断面稳定极限是为调度员安排运行方式、确定短期调度行为提供依据，因而计算过程模拟的是有安排和有监控的功率转移，在此过程中出现的局部电压异常应有可信的应对措施。
当这些问题被处理后，断面功率允许继续增长。
反应在程序中，即为：每轮调节后监测系统各母线电压，发现电压异常，在设备能力允许的范围内，采用切负荷、限制机组出力、投切电容电抗器、调整有载调压变压器分接头等措施尽可能恢复电压。
为继续增加断面功率创造条件。
多断面控制法在某轮计算中若不收敛，程序会取回上次收敛点的数据，并减小在该收敛点增加断面功率的量，重新计算潮流。
若即使断面功率增加的值非常小，潮流也不能收敛，则认为该断面的电压稳定极限已经达到。
4.应用成果
通过某省电力调度控制中心半年多的应用情况来看，该计算方法具有较高的可靠性和计算速度，在电网正常运行方式下与运方处给出的断面控制功率误差不大于5%，在事故紧急情况下又能够计算出较为可靠的断面控制功率，为提高电网稳定运行水平和事故处理提供了较好的研究计算方法。
