交直流混合系统负荷功率裕度分析

定义了区域有功负荷裕度指标．运用该指标研究了给定负荷增长方式下2005年广东实际交直流电网的静态电压稳定状况，结果表明，珠江三角洲重负荷区域、粤东地区负荷裕度小，是静态电压稳定薄弱区域。针对给定负荷增长方式确定系统负荷功率极限结果偏乐观的缺陷．提出了交直流混合系统最临近负荷功率极限算法．采用交直流潮流交替迭代方法．同时可计及稳态时直流不同控制方式和换流站无功补偿对功率裕度的影响。算例分析表明．该算法能方便地计算交直流混合系统在最恶化负荷增长方向下的负荷功率裕度。     

计及电压波动的配电网无功优化运行

针对由于分布式电源(Distributed Generation,DG)出力和负荷的不确定性而引起的电压波动的问题,采用电容器组、分布式电源和静止无功补偿装置(Static Var Compensator,SVC)协调控制的方法,平抑电压波动。首先,在电容器组静态优化时,运用网络参数变动定理修正系统潮流,提高潮流计算的速度,快速得到补偿后新的各节点电压。其次,对于电容器组的静态优化结果,采用谱系聚类法合并分段,满足投切开关动作次数的约束,确定各电容器组的动作时刻和补偿容量,为实时电压控制建立良好的控制环境。最后,在电容器组补偿的基础上,分析DGs、SVC无功出力极限并作为约束条件,当实时节点电压越限时,通过电压灵敏度分析计算DGs、SVC实时无功调节量,并通过算例分析验证该方法的有效性。     

基于分岔理论的含风电场电力系统静态电压稳定问题研究

为揭示含风电场电力系统静态电压稳定机理以及由于风电注入引起系统电压稳定性和解的结构变化过程,采用了分岔分析方法对风电场并入3节点简单电力系统进行了分析研究。以风电场注入有功功率为控制参数,进行了单参数电压稳定性分岔分析。在单参数分析的基础上引入无功补偿作为第二个控制参数,进行了双参数制约性分析和双参数分岔边界的确定。研究表明：在缺乏无功补偿的情况下,系统运行在较低的电压水平;当对系统进行有效电容补偿时,系统各节点的电压和鞍结分岔点的电压均得到有效提升,并且无功补偿增加了系统注入功率极限,有效扩展了鞍结分岔的边界;在高功率的风电注入情况下,系统会发生电压崩溃。     

典型直流落点无功补偿方式对近区交流系统静态电压稳定影响研究

研究了直流落点不同无功补偿方式对交流电力系统静态电压稳定的影响。当直流落点采用固定电容器补偿时,可将该节点看作PQ节点;而采用大容量同步调相机补偿时,该节点可看作PV节点。基于计及负荷静态电压特性的交直流电力系统连续潮流方法,分析了直流落点分别为PQ节点和PV节点下,直流落点近区交流系统的静态电压稳定性,得出直流落点采用大容量同步调相机进行无功补偿有助于提高近区交流系统的静态电压稳定性。     

运用启发式能量函数观点的无功裕度估算

该文利用启发式能量函数思想,分别构建2母线系统、多母线系统的能量函数模型。在此基础上,通过引入优化乘子的保留非线性潮流法(preserving nonlinear flow algorithm,PNFA)计算得到的系统各负荷节点临界电压来求取其补偿前后的临界能量值,然后根据各临界能量值得到补偿前后系统的无功裕度,并分析电容器并联补偿对系统电压稳定的影响及补偿前后无功负荷比例增长时各节点电压相角、负荷节点需耗能量值的变化趋势。对2母线系统、IEEE30母线系统的仿真结果与通过连续潮流的计算结果的对比验证该思路的正确性和可行性。     

UPFC在静态电压稳定分析中的应用

为了更好地提高电压稳定性,在系统中安装了统一潮流控制器(UPFC),建立了静态电压稳定分析的优化数学模型,并采用等效注入功率法将UPFC嵌入电力系统。针对优化计算过程中基本粒子群算法易陷入局部最优解的缺点,采用了自适应聚焦粒子群算法,并结合连续潮流法对目标函数进行寻优计算,找到关于UPFC控制参数、发电机端电压、有载调压变压器档位以及无功补偿电容器容量的最优的控制变量组合,并求出最大静态电压稳定裕度。通过对IEEE6,IEEE30标准节点系统进行计算,验证了应用UPFC对提高静态电压稳定裕度的有效性。     

无功补偿对风电系统电压稳定和功率损耗的影响分析

为揭示风电系统注入功率对系统电压稳定性和系统损耗的影响,以及无功补偿的作用,针对以往研究都是定性分析或者并不能表征单位注入对风电系统影响这一缺陷,提出了表征风电有功注入对电压稳定和系统损耗影响的几个指标:单位有功功率损耗ηP、单位无功功率损耗ηQ、单位电压偏移△V/P.研究表明:无功补偿能扩展风电注入功率极限,但由于风电场低压线路无功损耗随注入有功的增加而增加,无功补偿远远不能弥补注入功率继续增大所带来的负面作用;在相同的风电注入功率时,无功补偿能有效降低系统损耗和提高电压稳定性,通过算例分析验证了所提指标的有效性.     

用FACTS技术提高电力系统静态负荷裕度能力

以连续潮流法为工具,研究静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)以及可控串联电容器补偿(TCSC)3种柔性交流输电(FACTS)器件对系统静态负荷裕度提高能力的影响,建立了SVC、STACTOM和TCSC用于潮流和稳定分析的模型。介绍了用节点参与因子和支路参与因子作为指标,选择并联补偿设备和串联补偿设备最佳安装地点的模态分析法。IEEE 14节点系统实现的算例表明:3种装置都可以提高系统静态负荷裕度,但影响程度不同。     

考虑负荷增长和预想事故的电压稳定安全评估

通过对系统节点无功网损灵敏度指标的大小进行排序,快速准确地找出系统的薄弱节点或薄弱区域;应用连续潮流法克服系统接近稳定极限运行状态时潮流雅可比矩阵不收敛的问题,得到系统薄弱节点的PV曲线,进而获得指示各负荷节点维持电压稳定性能力强弱的两个重要参量——临界电压和极限功率.同时引入负荷裕度指标来指示系统当前运行点离电压崩溃...     

电力系统静态电压稳定性在线监控(一)--一种可在线应用的计及负荷静态特性的电压稳定指标

基于局部量测数据和负荷静态特性．提出了一种可在线应用的节点静态电压稳定指标。首先介绍了ZIP负荷模型,然后用戴维南等值电路简化系统,将线路电流表达式整理成实部和虚部．消去负荷有功后代入ZIP负荷模型中的无功表达式得二次方程式．用根判别式得到以无功表示的电压稳定指标VSIQ;同理得以有功表示的电压稳定指标VSIP;取两者中的较小值作为节点电压稳定指标VSI。比较各节点VSI,最小值对应的节点即为系统最薄弱节点。以IEEE14节点和IEEE30节点系统为例,仿真系统在不同负荷特性下VSI的变化曲线。结果显示：恒定功率分量所占比例越大则节点VSI越小,电压稳定性越差;恒定功率比重相等情况下,恒定电流分量比重越大．节点电压稳定性越差．     

节点电压稳定临界状态和弱节点的确定

本文基于系统电压静态稳定的观点对节点临界状态进行研究。提出了简便、快速计算节点临界状态的方法。研究了电距离、功率因数对临界状态的影响,提出用有功功率裕度反映节点承受负荷功率变化能力的弱节点判别式。     

电力系统无功补偿点的确定及其补偿方法

基于对临界电压和临界功率在静态电压稳定极限作用的分析,本文讨论简单交流电路的电压电流特性,提出了确定电力系统无功补偿点的方法。讨论了静止无功补偿器(SVC)的作用,指出在电压临界崩溃点采用SVC装置用作无功补偿有利于系统电压稳定的观点。5节点算例表明,补偿效果比较显著。     

电力系统无功补偿点的确定及其补偿方法

基于对临界电压和临界功率在静态电压稳定极限作用的分析,本文讨论简单交流电路的电压电流特性,提出了确定电力系统无功补偿点的方法。讨论了静止无功补偿器(SVC)的作用,指出在电压临界崩溃点采用SVC装置用作无功补偿有利于系统电压稳定的观点。5节点算例表明,补偿效果比较显著。     

雅可比矩阵趋于奇异时潮流方程解与电压静稳裕度

本从电压静态稳定性观点对系统电压静稳临界点进行了研究。中用简单系统得出的结论很好地解释了多机系统中雅可比矩阵趋于奇异时的潮流方程解，并指出就有名值表示的储备系数而言，本定义的无功功率静稳储备系数比用电压和有功功率表示的静稳储备系数更直观，物理意义更明确。     

临界连续模式下高功率LED驱动电源谐振控制方法

针对传统LED驱动电源谐振控制方法电路控制谐波异常导致输出电流过冲、电压稳定控制效果差和时延高等问题,提出了临界连续模式下高功率LED驱动电源谐振控制方法。结合PFC和LLC半桥两种方式,控制LED驱动电源谐振部分的频率变化值,选取开关恒流源,选取FSFR2100集成控制芯片作为控制芯片。在临界连续模式下,计算高功率LED驱动电源电路中电感值、滤波电容,以此为参量依据,设定电路中的电压范围与最小开关频率、输出功率等,校正PFC电路控制谐波。以PFC控制器所计算的电流与电压数据为基础,计算谐振频率值,通过谐振网络部分调整电压增益,确保LED驱动电源开关管实现零电压开关,实现临界连续模式下高功率LED驱动电源谐振控制。实验结果表明,采用该方法进行谐振控制的LED驱动电源,工作效率和PF值分别保持在88%和0.99以上,并且开关损耗低,未出现电流过冲,输入电压与输出电流波形相同,整体控制效果较好。     

A novel collapse prediction index for voltage stability analysis and contingency ranking in power systems

Voltage instability is a serious phenomenon that can occur in a power system because of critical or stressed conditions. To prevent voltage collapse caused by such instability, accurate voltage collapse prediction is necessary for power system planning and operation. This paper proposes a novel collapse prediction index (NCPI) to assess the voltage stability conditions of the power system and the critical conditions of lines. The effectiveness and applicability of the proposed index are investigated on the IEEE 30-bus and IEEE 118-bus systems and compared with the well-known existing indices (Lmn, FVSI, LQP, NLSI, and VSLI) under several power system operations to validate its practicability and versatility. The study also presents the sensitivity assumptions of existing indices and analyzes their impact on voltage collapse prediction. The application results under intensive case studies prove that the proposed index NCPI adapts to several operating power conditions. The results show the superiority of the proposed index in accurately estimating the maximum load-ability and predicting the critical lines, weak buses, and weak areas in medium and large networks during various power load operations and contingencies. A line interruption or generation unit outage in a power system can also lead to voltage collapse, and this is a contingency in the power system. Line and generation unit outage contingencies are examined to identify the lines and generators that significantly impact system stability in the event of an outage. The contingencies are also ranked to identify the most severe outages that significantly cause voltage collapse because of the outage of line or generator.     

Steady-state analysis of the effect of reactive generation limits in voltage stability

Voltage collapse phenomena are highly affected by reactive power generation limits. Saturation of the reactive power generation limits of a unit may result in a deterioration of the voltage stability. However, in some cases when the power network is operating close to the voltage collapse point, the reactive power generation saturation of a unit can change the system voltages immediately from stable to unstable; thus, a dynamic voltage collapse leading to blackout may follow. This paper presents a steady-state analysis of the immediate instability caused by reactive power generation saturation phenomena. For this purpose, the paper proposes a novel index that evaluates “when” and “why” a reactive power generation saturation will only result in a deterioration of the system voltage stability or, on the contrary, it will make the system voltages immediately unstable.     

基于负荷扰动的电网薄弱支路的识别方法

针对电力系统静态电压稳定问题,采用简单交流电路方程组的几何分析,得出临界崩溃潮流的电压电流特性,并利用该特性提出在负荷扰动下,通过增大负荷的有功功率或无功功率可以识别电力系统薄弱支路的方法,从而为运行调度人员提供防止电压失稳、规避电压崩溃的理论依据,IEEE5节点算例结果表明,该方法确实是行之有效的。     

Power system voltage stability and security assessment

The purpose of this investigation is to review the recent research progress in voltage stability and security assessment of power systems. This paper presents the fundamental concepts of voltage stability, gives a short recall of the classical voltage theory and different criteria currently available for predicting voltage collapse problems in power systems, which have been associated with multiple power flow solutions, bifurcation, dynamics of tap changers, stochastic loads, singular values, etc. The various methods for studying voltage collapse are compared. The application of expert system techniques to assist in the decision-making process of the reactive power/voltage control problem of power systems and future research directions towards voltage stability and security assessment will also be proposed in this paper.     

The need for voltage stability analysis in voltage-controlled buses

This paper addresses the need to perform voltage stability analysis in voltage-controlled buses. The theory that identifies the existence of a maximum power that can be injected by a generator or compensator into the grid is presented. It is also argued that it is necessary to evaluate the effect of voltage control i.e. whether it produces the expected or inverse effect. The reason for the possibility of having an opposite relationship between the excitation and the terminal voltage is explained. An index relating the two voltages is also presented. A real life illustrative example is provided.