越流系統(tǒng)

由抽水層（含水層）、半透水層（弱透水層）和補給層（相鄰含水層）所組成的系統(tǒng)。越流系統(tǒng)可分三類：第一類，半透水層的彈性釋放量可忽略不計，而在主含水層抽水期間補給層的水頭不變；第二類，半透水層的彈性釋放量較大，計算時不可忽略，其他條件與第一類相同；第三類，補給層的水頭隨主含水層的抽水情況而變動，并考慮半透水層的彈性釋放量。

學科：水文地質學

詞目：越流系統(tǒng)

英文：leaking system，leakage system2100433B

支路概述

連鎖跳閘是大停電事故的初期表現(xiàn),防止連鎖過載跳閘是防止電網(wǎng)大停電的重要措施之一。

支路故障切除或線路檢修會引起潮流的轉移,這就有可能引起某些支路潮流越限。輸電系統(tǒng)的阻塞,威脅系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。阻塞按其物理特性可以分為穩(wěn)態(tài)阻塞和動態(tài)阻塞,支路潮流越限屬于穩(wěn)態(tài)阻塞問題。

通常采用靈敏度分析方法和優(yōu)化方法解決系統(tǒng)中的阻塞問題。靈敏度方法是根據(jù)支路潮流的越限量,推算出控制變量應有的調整量。該方法不存在收斂性問題,魯棒性較強,但考慮系統(tǒng)約束較少,計算精度不高。優(yōu)化方法可以較全面地考慮各類約束,結果也較精確,但計算復雜,魯棒性不好,需要對算法的收斂性和魯棒性做進一步的研究。

基于戴維南定理,本文提出了過載支路的虛擬支路分流模型。虛擬支路是實際不存在的,必須通過控制措施將虛擬支路切除?；谥脫Q定理,將虛擬支路切除問題轉化為虛擬支路兩端點注入功率增長問題,并通過靈敏度方法得到最小控制代價方案。該方法既考慮了各種約束條件,又具有計算簡單的特點。

支路算法流程

算法流程的步驟如下:

1)搜索系統(tǒng)中潮流越限支路。

2)對最嚴重越限支路實施虛擬支路分流措施。根據(jù)分流系數(shù)K、戴維南等效阻抗以及越限支路導納計算虛擬支路參數(shù)λ。

3)通過潮流計算獲得虛擬支路潮流,基于置換定理,將虛擬支路的切除問題轉化為支路兩端點注入功率的增長問題。

4)在當前運行點計算越限支路視在功率對各個發(fā)電機和負荷節(jié)點注入功率的靈敏度。

5)根據(jù)虛擬功率源參數(shù)增長步長Δμ以及步驟4中計算的靈敏度確定切負荷、切發(fā)電機節(jié)點以及控制量,并實施控制措施。

6)重新計算潮流,若虛擬功率源參數(shù)μ尚未達到1,即虛擬支路尚未完全切除,則返回步驟4;若μ已經(jīng)達到1,即虛擬支路已經(jīng)完全切除,則進入步驟7。

7)檢查系統(tǒng)中是否存在其他越限支路,若存在越限支路,轉到步驟2;若不存在潮流越限支路,輸出控制措施的最終結果。

支路算例分析

本節(jié)以NewEngland39節(jié)點系統(tǒng)為例,對本文方法進行了驗證。算例中均假設對系統(tǒng)中唯一潮流越限支路進行減流控制。表1～表3對系統(tǒng)中所選減流支路分別以分流系數(shù)K=0.95,K=0.90,K=0.80進行控制減流和誤差分析,提出了減小誤差的措施。

控制后實際電流幅值變?yōu)樵入娏鞣档谋稊?shù),即實際分流效果。誤差分析:由表中實際分流效果數(shù)據(jù)可以看出,在實施虛擬支路分流和靈敏度控制后,實際得到的電流分流效果K′與目標分流系數(shù)K存在一定的偏差,且這個偏差隨著K取值的減小而增大。這主要有如下幾方面因素:

1)切負荷對虛擬支路導納系數(shù)的影響。在實施切負荷后,負荷等效阻抗實際發(fā)生了變化,這將影響到從支路看進去系統(tǒng)的戴維南阻抗,進而影響分流效果。在分流系數(shù)K較大時,這種影響很小,可以忽略不計;但隨著分流系數(shù)K的減小,切負荷量也隨之增大,這種影響就比較明顯了。

2)負荷本身性質的影響。由于在計算戴維南等效阻抗時將負荷轉化為等效阻抗,在基于靈敏度實施控制時,勢必會引起各負荷節(jié)點電壓的變化,這些電壓的變化會引起負荷等效阻抗的變化,進而影響分流效果。當分流系數(shù)K較大時,這種影響造成的誤差可以忽略不計。當K較小,即需要大的分流時,這種影響將比較明顯。減小誤差的措施如下。當對支路進行較大比例的減流時,可將一次減流比例分為2次或幾次減流來實現(xiàn)。算例仿真表明,K≈0.90時的支路控制效果基本能滿足工程需要。這樣,就可將一次減流分成幾次在K≈0.90的支路減流,及時修正戴維南等效阻抗對虛擬支路參數(shù)的影響,減小累計誤差。例如,要使支路電流幅值降低為原來的0.75倍左右,即目標系數(shù)K≈0.75,直接采用1次減流時,誤差偏離較大,可采用連續(xù)3次減流,每次減流比例取0.75的3次方根即K1≈0.91,每次減流完成后,重新計算戴維南等效阻抗,然后繼續(xù)以K1為目標計算虛擬支路參數(shù),實施減流控制措施,直到3次減流完成為止。該措施及時修正了負荷及負荷等效導納變化對戴維南等效阻抗的影響,提高了計算精度。給出了當選擇K=0.90時,部分支路控制中的切發(fā)電機節(jié)點g、負荷節(jié)點l及其控制量x、戴維南等效阻抗Zeq、虛擬支路導納系數(shù)λ的數(shù)據(jù)

支路總結

1)利用并聯(lián)虛擬支路方法對過流支路進行分流,使過流支路電流降為目標電流水平。虛擬支路導納系數(shù)由戴維南等效阻抗、過流支路導納以及目標分流系數(shù)共同決定。

2)基于置換定理,將虛擬支路用含參數(shù)的等效虛擬功率源置換,將虛擬支路切除問題轉化為虛擬功率源參數(shù)的增長問題。

3)利用靈敏度方法逐步切負荷和切發(fā)電機,獲得最小控制代價控制方案。

4)對產(chǎn)生誤差的原因進行了分析,提出了減小誤差的措施。算例驗證了該算法的正確性,具有工

程實用價值。 2100433B

越流概念的提出實際上是對非均質含水層系統(tǒng)三維滲流的一種近似處理。根據(jù)地下水動力學的水流折射定律，當強透水層的地下水流向弱透水層時，如果流向與界面不垂直，則經(jīng)過界面之后水流方向將發(fā)生偏轉。如果弱透水層的滲透系數(shù)遠低于強透水層，則弱透水層中的水流方向往往接近于垂直界面。