支路

支路是專業術語，一是城市道路術語，指道路支路；二是電業術語，指供電支路；三是網路通信術語，指網路支路。

基本介紹

• 中文名：支路
• 外文名：branch way
• 拼音：zhīlù
• 含義：道路支路
• 屬性：專業術語
• 使用領域：交通 電業 網路

英文及解釋

(1)
[branchway]∶由幹路分出的小路
(2)
[branchcircuit]∶供電系統的一部分
(3)
[branch]∶網路的一部分,由一個或多個兩端元件串聯組成

城市道路術語

道路支路

[branchway]∶支路是次幹路與街坊路的連線線，解決局部交通問題，以服務功能為主。部分主要支路可以補充幹道網的不足，可以設定公共運輸線路，也可以作為非機動車專用道。支路上不宜通行過境車輛，只允許通行為地方服務的車輛。

電業術語

供電支路

[branchcircuit]∶供電系統的一部分，電路支路為電路中能通過同一電流的每個分支.，它分為有源支路(支路中含有電源)和無源支路.。在電路中支路為單個電路元件或是若干個電路元件的串聯，構成的一個分支，一個分支上流經的是同一個電流，電路中每個分支都稱作支路。

幹路：並聯電路的總電流流過的路線；（就像樹幹）支路：並聯電路的分支電流流過的路線。（就像樹枝）

網路通信術語

網路支路

[branch]∶網路的一部分,由一個或多個兩端元件串聯組成

支路約束

概述

根據發電機出力變化與系統能量裕度變化的關係及其與支路潮流變化之間的關係，在求取發電機出力變化對支路電流變化的影響因子基礎上，採用非線性最佳化的思路，通過預測-校正內點法對系統所有發電機出力變化量進行組合最佳化，計算了對應不同系統狀態的支路電流變化量約束上下限，並根據約束上下限構建了支路脆弱性評估指標。最後在IEEE-30母線系統中比較了本文所提方法與傳統最優潮流法兩種最佳化手段下的脆弱性評估，結果證明，根據系統運行條件變化來實時更新支路電流變化量約束上下限是本研究的一大優點；另外，由於多台發電機出力變化的綜合效應可能引起支路的脆弱性並不按照通常趨勢變化，鑒於此，這裡在使用能量裕度獲取支路約束時，允許支路潮流變化由不特定的發電機引起，有助於進一步探索電網的支路脆弱性。

實現方法分析

電網安全問題一直是眾多電力工作者關注的熱點問題。目前，隨著電網規模的不斷擴大，電網結構更加複雜，前期投資不足或者設計不當，將導致電網某些部分存在脆弱隱患。而某些運行狀態的影響或不確定因素在特定環境下的疊加往往使得這些部分的脆弱特徵更加鮮明，而該處的狀態改變將影響到與其相關聯的環節，使得脆弱化所帶來的影響在一定範圍內傳播和擴大，最終導致大面積的系統災變。因此，電網結構脆弱性在引發大面積的系統災變中扮演了重要角色，辨識現有網架結構的脆弱點，對於維護電網安全具有重要意義。

迄今為止，國內外不少研究者對電網結構脆弱性進行了一定研究，所採用的方法大致可分為四類：能量函式法、基於機率和風險理論的方法、複雜網路理論以及人工智慧的結合等。將能量裕度及其隨有功輸送的變化趨勢作為系統安全指標來評估系統脆弱性，引入了人工神經網路，完成快速的模式識別和安全狀態的分類，在保證準確性的基礎上計算速度快；將暫態能量的變化規律與割集理論結合來識別網路的脆弱支路；從系統保護的角度建立最佳化模型，並提出系統充裕度指標和系統脆弱性指標的安全機率來評估系統脆弱性；從系統脆弱源發生的機率和造成的影響兩方面入手提出低電壓、過負荷風險指標來定量評估系統脆弱性；引入風險理論從電能短缺、容量短缺和系統故障三個方面來評估系統供電能力的脆弱性；基於複雜網路理論，提出了用帶權重的支路介數來辨識電網中對系統脆弱性影響大的支路，基於複雜網路理論，進一步提出通過度數指標來揭示電力網路的脆弱環節，有助於對連鎖故障在大電網中傳播機理的研究；基於小世界網路理論，提出以電網的連通性水平作為電網脆弱性評估判據來評估電網的脆弱性；基礎上構造基於線路電抗的加權電網拓撲模型，提出計算加權電網平均距離的算法，評估電網脆弱性；同時考慮影響電網脆弱性的運行狀態和拓撲參量因素，在一定的電網運行條件下，結合加權改進的小世界模型，提出了基於二維平面擬合的電網脆弱性分析方法，所提指標具有一定的可行性。上述方法為電網結構脆弱性研究向深入和實用方向發展提供了極其重要的借鑑作用。通過考慮發電機出力變化和支路約束變化的關係來分析電網的結構脆弱性問題。首先是探討發電機出力變化與系統能量裕度變化及其與支路潮流變化之間的關係，然後在求取發電機出力變化對支路潮流變化的影響因子基礎上，採用非線性最佳化的思路，套用已有的預測-校正內點算法求解，獲取了不同系統條件下支路的電流變化量約束的上下限及其對應的發電機出力變化量組合，最後根據所得約束提出了結構脆弱性的評估指標。該思路的主要特點是以發電機的注入能量作為中介，將發電機出力變化對電網結構的影響折算成支路電流變化，並通過非線性最佳化技術計算不同系統狀態下的支路電流變化量約束上下限，結合評估指標來檢驗支路當前電流狀態，以此判斷支路脆弱性。最後，在IEEE-30母線系統中對上述思路進行了正確性和可行性驗證。

潮流越限控制

概述

連鎖跳閘是大停電事故的初期表現,防止連鎖過載跳閘是防止電網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。輸電系統的阻塞,威脅系統的安全和穩定。阻塞按其物理特性可以分為穩態阻塞和動態阻塞,支路潮流越限屬於穩態阻塞問題。

通常採用靈敏度分析方法和最佳化方法解決系統中的阻塞問題。靈敏度方法是根據支路潮流的越限量,推算出控制變數應有的調整量。該方法不存在收斂性問題,魯棒性較強,但考慮系統約束較少,計算精度不高。最佳化方法可以較全面地考慮各類約束,結果也較精確,但計算複雜,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。

基於戴維南定理,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。基於置換定理,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,並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。

算法流程

算法流程的步驟如下:

1)搜尋系統中潮流越限支路。

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

3)通過潮流計算獲得虛擬支路潮流,基於置換定理,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電機和負荷節點注入功率的靈敏度。

5)根據虛擬功率源參數增長步長Δμ以及步驟4中計算的靈敏度確定切負荷、切發電機節點以及控制量,並實施控制措施。

6)重新計算潮流,若虛擬功率源參數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已經達到1,即虛擬支路已經完全切除,則進入步驟7。

7)檢查系統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。

算例分析

本節以NewEngland39節點系統為例,對本文方法進行了驗證。算例中均假設對系統中唯一潮流越限支路進行減流控制。表1～表3對系統中所選減流支路分別以分流係數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。

控制後實際電流幅值變為原先電流幅值的倍數,即實際分流效果。誤差分析:由表中實際分流效果數據可以看出,在實施虛擬支路分流和靈敏度控制後,實際得到的電流分流效果K′與目標分流係數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係數的影響。在實施切負荷後,負荷等效阻抗實際發生了變化,這將影響到從支路看進去系統的戴維南阻抗,進而影響分流效果。在分流係數K較大時,這種影響很小,可以忽略不計;但隨著分流係數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。由於在計算戴維南等效阻抗時將負荷轉化為等效阻抗,在基於靈敏度實施控制時,勢必會引起各負荷節點電壓的變化,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。當分流係數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。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,即目標係數K≈0.75,直接採用1次減流時,誤差偏離較大,可採用連續3次減流,每次減流比例取0.75的3次方根即K1≈0.91,每次減流完成後,重新計算戴維南等效阻抗,然後繼續以K1為目標計算虛擬支路參數,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電機節點g、負荷節點l及其控制量x、戴維南等效阻抗Zeq、虛擬支路導納係數λ的數據

總結

1)利用並聯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。虛擬支路導納係數由戴維南等效阻抗、過流支路導納以及目標分流係數共同決定。

2)基於置換定理,將虛擬支路用含參數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的增長問題。

3)利用靈敏度方法逐步切負荷和切發電機,獲得最小控制代價控制方案。

4)對產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。