水轮机调速器与电网负荷频率控制:（三）区域电网交换功率控制仿真研究

在现代电力系统中，要很好地维持电网频率稳定在一定范围内，实现整个互联电网有功功率的瞬间平衡，各区域电网必须调整好各自内部的有功平衡，同时，还要维持联络线上的计划交换功率，需要通过监测联络线潮流和电网频率来决定合适的发电控制。文中对在控制性能评价标准（CPS）考核下的区域电网交换功率控制进行了初步的仿真和实时试验研究。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制(三)区域电网交换功率控制仿真研究

在现代电力系统中,要很好地维持电网频率稳定在一定范围内,实现整个互联电网有功功率的瞬间平衡,各区域电网必须调整好各自内部的有功平衡,同时,还要维持联络线上的计划交换功率,需要通过监测联络线潮流和电网频率来决定合适的发电控制.文中对在控制性能评价标准（CPS）考核下的区域电网交换功率控制进行了初步的仿真和实时试验研究.     

白山抽水蓄能泵站对地区电网稳定的影响

白山抽水蓄能泵站投产后，利用白山二期220kV白东北线和白高线单元式接线并入系统，由于改变了吉林地区中部联络线潮流分布，降低了本侧区域系统稳定水平，同时送出潮流过大也给输电设备带来了一定威胁。本文从泵站接入系统方式、稳定计算分析、三期设备运行后对送出线路的影响和采取安全稳定措施等几方面，总结泵站对地区电网带来的影响及其运行对策。     

考虑电网技术水平的频率偏差系数设定方式分析

自动发电控制（AGC）中的频率偏差系数通常有时变和固定2种设定方式。文中通过理论分析和模型仿真，提出在现有的电网技术条件下，采用时变或固定频率偏差系数对频率和联络线功率的控制效果影响很小;在各区备用容量和联络线可用传输能力充足的情况下，只要系统总频率偏差系数固定，按不同比例分配各区频率偏差系数并不影响频率质量。进而根据系统当前的技术水平及日后发展趋势，以公平分配区域二次调频责任为原则，有针对性地对设置区域频率偏差系数给出合理化建议。     

基于区域发电可靠性的指数解析模型及其应用（一）理论基础

电力系统通过互联可以实现发电容量的相互支援，提高各独立系统的可靠性水平。当前各种可靠性水平的算法在计算时间与计算精度之间难以折中。文中提出了基于区域可靠性的发电可靠性指数解析模型，考虑了本区域和互联区域的备用容量以及联络线的传输容量变化对各个区域的发电可靠性的影响，建立了基于影响分布因子矩阵的直观表达式。分别将区域可靠性水平表达成区域备用容量和联络线传输容量的指数解析式。此模型可以快速准确计算不同备用水平以及联络线传输容量时的区域发电可靠性，且考虑了区域之间的耦合关系，对简单二区域系统和 TH-RTS系统的优化结果表明了模型的准确性和有效性。     

省级电网分层分区有功实时调度模型与方法

现代电网规模大、功率流动性强,保证有功频率的可控性和控制策略的可解释性是实时调度系统的关键特征。文中提出了一种分层分区的有功实时调度方法,并在现场得到了实际应用。该方法通过控制断面和500 kV联络变压器的功率,实现分区分层平衡。针对实际运行的复杂性,提出了正常情况下和系统不可行时的2种优化模型。在正常情况下,该模型可以充分跟踪各断面的计划;而当系统出现无可行解等异常情况时,则可以给出风险最小的替代控制策略。     

两侧电网相位相对滑移时的相间功率控制器

研究了发生扰动时带相间功率控制器（IPC）联络线两侧电网间相位相对滑移和异步运行状态的问题。在揭示带IPC联络线电流“对侧占优”准则、论证相对滑移期间联络线电流能够得到有效控制的基础上，得出了对于带IPC联络线可以有条件地容许相位相对滑移与异步运行状态的结论，并指出纯交流条件下特殊形式的异步互联与直流异步互联有某种相似性。     

多区域互联电力系统输送服务边际电价的实现和分析

在电力工业中，按参与转运的电力公司和其他电力公司（电力交易方）在地域上的关系可以划分为不同的转运类型：区域内部，母线到母线；区域间，区域到区域；区域间，区域到母线；区域间，母线到区域；区域间，母线到母线。在一个多区域互联电力系统中，一个区域的有功/无功的边际转运成本是系统中电力交易买卖双方的功率变换变化一个单位时引起的该区域内运行成本的变化。每一个转运区域的边际转运成本是用多区域最优潮流模型基于最优发电调度计算得到的。应用每个区域的发电成本对母线功率需求变化和功率交换水平变化的信息，可以计算不同类型的电力交易的边际转运成本。文中通过一个有16条母线和４个互联区域的系统来分析和运用所提方法，并讨论了负荷水平和交换功率水平变化对边际转运价格的影响。     

基于PMU的可控串补技术在抑制区域功率振荡中的应用

互联区域联络线上的功率振荡一般是由于系统阻尼较弱或重负荷等原因造成的。改善系统的阻尼特性可以有效的预防或平息此类振荡。根据同步相量测量单元（PMU）所测得的转速、相角等信息,设计了联络线可控串补装置（TCSC）的控制器,用以加强互联两区域系统的阻尼。文中在一个简单的2区4机电力系统中,研究了采用基于广域测量信号的TCSC控制器。仿真效果说明了基于广域测量系统的区间阻尼控制能有效抑制区间低频振荡和提高互联系统的传输容量,而且可在工程上实现。     

静止同步串联补偿器恒功率非线性控制

首先在 dq坐标系下分析了静止同步串联补偿器（SSSC）对于系统潮流的影响，给出了SSSC输出电压 d轴与q轴分量的不同功能。分析了SSSC对于潮流控制的特点，进而针对SSSC的恒功率控制方法进行了研究。状态反馈精确线性化方法的引入实现了SSSC输出电压 d轴与q轴分量之间的解耦控制。通过2个PI环节的应用，使得 d轴与q轴电压分量能分别跟踪直流电容电压与线路潮流，并改善由于状态精确反馈线性化方法的引入所带来的对于系统模型不精确以及参数不确定所引起的弱鲁棒性。数字仿真结果证实了所提出的恒功率控制方法的有效性。     

东北电网区域联络线控制策略

为了探索一种适合东北电网运行管理体制改革要求的区域联络线控制策略，深入分析和比较了国外电网常用的两种区域联络线控制策略。结合东北电网的具体情况，给出了在修正的目标函数下的区域联络线控制策略，该控制策略有利于电网可靠运行、提高电能质量、降低发电成本。     

UPFC潮流控制与优化的研究

FACTS对电力系统暂态的控制作用已被广泛认可，但对稳态方面的作用仍需要进一步的研究。文中基于功率注入法，建立了统一潮流控制器（UPFC）的稳态模型，分析了UPFC的潮流控制特性，同时通过三维立体图像形象地显示出UPFC的控制范围。基于该模型，UPFC的潮流控制研究可转化为一个优化问题的求解。通过求解最优潮流问题可得到UPFC所在支路的传输功率、系统发电费用和系统网损。IEEE-14和IEEE-30节点系统的优化结果表明：UPFC对系统局部范围内的潮流有相当大的调节作用，但对于系统范围内的经济性目标却作用有限。这说明UPFC稳态控制能力依赖于系统的运行目标，因此UPFC在稳态下的最佳控制策略应该是与相应运行方式相结合的区域目标下的优化控制。该结论对UPFC的选址也有一定的参考价值。     

HVDC紧急功率支援自适应模糊控制器设计

研究了高压直流输电系统(HVDC)紧急功率支援控制的实现方法，提出了一种基于参数自适应模糊PID控制算法的HVDC紧急功率支援控制器，它可以根据两侧交流系统的运行情况、故障后的状态等信息，即时地决定最佳的支援功率值，并控制直流输电系统按照最佳支援功率值进行定值功率支援。该控制器基于确定模糊模型，构造模糊PID控制器，并引入确定性模糊调整规则对其进行参数自适应调整，整个控制器结构简单、稳定性强且实现容易。文中采用一个两区域系统对该控制器进行了时域仿真计算。仿真结果表明：投入该控制器后，交流系统在各种大干扰下的频率响应均表现出令人满意的特性。     

联络线族的有功安全校正控制

提出电力系统安全校正控制中新的安全约束条件：联络线族的有功潮流约束，并用分布 因子法实现联络线族的有功安全校正控制。此算法与最优潮流相配合，得到一个安全可行的 优化潮流解。实例计算表明：算法正确、实用。     

互联系统长期动态仿真的结构保留建模

为了研究互联电力系统在级联事件下的频率和电压长期动态特性及其控制，提出了一种网络结构保留的多区域互联系统长期动态仿真模型和算法。与动态潮流计算相似，模型假定系统已渡过初始的暂态稳定阶段且有足够阻尼，从而忽略同一控制区域的机组间相对摇摆，即假定每个控制区域具有统一的频率动态，即区域内惯量中心动态，以便仿真几分钟及更长时间的长期动态。IEEE 30节点3区域系统的仿真结果表明了文中建议的仿真模型的可行性和计算方法的有效性;与详细机电暂态仿真软件仿真结果的比较表明，“区域统一频率动态”假定引起的系统长期动态仿真误差在工程上可以接受。从而为进一步开展级联事件下的频率和电压长期动态的稳定控制和协调提供了仿真工具。     

厂站AGC在小电网与区域电网增益中的实际应用

自动发电控制(AGC)是调整电网频率与有功功率、保证电网安全经济运行的重要措施之一.文中介绍蓬安县电网与四川省电网实时挂网连接时,应用水电厂计算机监控系统高级应用软件AGC功能,依托马回扩建电站实现了与四川省电网之间实时控制上网负荷(电量)的生产需求.在电力大区联网和电力市场运营的新形势下,提供了提高电网AGC运行和专业技术管理水平的实例.     

经典控制器在区域互联电网自动发电控制系统中的应用

以两区域互联电网为例,介绍了自动发电控制系统中几种经典控制器的控制性能。在区域1中加上1％的单步负载扰动的情况下,分析区域内频率偏差、联络线功率偏差和调速器的输入信号,供应用时参考。     

中小水电机群等值模型有效性量化评估方法

对中小水电机群进行等值建模是对含水电的电网进行动态分析时的一种实用方法,通过目测对比等值前后系统的动态曲线从而评价等值模型有效性具有明显的主观性。提出了基于联络线状态量的等值模型有效性量化评估方法,该方法通过对联络线功率及两端母线电压、相角的等值误差进行加权计算得到模型的静态相似度,通过Prony分析法提取联络线功率波动特征量并结合能量占比加权计算得到模型的暂态相似度。在四机两区系统和恩施实际系统中均验证了该方法能直观、有效地表征等值模型的等值精度。该方法与等值建模理论相结合,进一步提高了等值模型在工程上的应用性。     

互联系统频率及联络线功率的在线控制

本文设计了在模拟机上的由求解微分方程变为求解差分方程的定时和零阶保持电路。并以此对以SGT-1为接收端的互联系统频率和联络线功率的离散控制进行了计算。本文以现代控制论为基础，从另一个角度对这个问题进行了计算和比较，并对其状态变量和负荷扰动用卡尔曼滤波和降维观测器的方法进行了估值。     

运行可靠性在线短期评估方案

运行可靠性短期评估基于能量管理系统/广域测量系统（EMS/WAMS），研究电力系统在实时运行状态下的短期可靠性水平。建立了一套运行可靠性在线短期评估方案，给出了指标体系、评估算法和应用框架。进一步介绍了方案实施中所采用的关键技术:通过建立元件实时模型，评估系统在当前运行状态下的可靠性;基于瞬时状态概率评估系统的短期可靠性;采用快速排序技术进行系统状态选择，协调评估精度和速度的矛盾，实现在线评估;基于系统实时运行工况分析系统状态在预测时刻的后果。通过IEEE-RTS系统验证了整套方案的可行性和有效性。