直流逆变站电压稳定测度指标及紧急控制

特高压直流逆变器在大功率传输有功功率的同时,需要由大容量容性滤波器和电容器组补偿其无功消耗。以逆变器和补偿器为主要部件的直流逆变站,其综合动态无功特性会对受端交流系统电压稳定性产生显著影响。该文分析了交流电压大幅波动过程中,逆变站综合动态无功需求特性,以及交流戴维南等值系统无功供给能力特性;揭示逆变站因电压降低无功需求增大,以及交流系统因联系电抗增加无功供给能力降低,导致无功供需失衡,是直流威胁受端系统电压稳定的根本原因。提出基于交流戴维南等值参数的逆变站动态电压稳定测度指标,定量评估直流逆变站馈入受端系统的电压稳定裕度;基于该指标,提出改善受端系统电压稳定性的直流电流控制策略。仿真结果验证了稳定测度指标及电流控制策略的有效性。     

基于分叉理论的动态负荷特性对电压稳定的影响研究

电力系统非线性元件的动态特性对电压稳定有着重大的影响。本文以一个考虑详尽模型的三节点系统为例,研究了动态负荷特性对电压稳定的影响。研究结果表明:若系统受扰后仍能保持稳定,则有功、无功功率恢复时间常数越小,系统到达稳定状态速度越快;鞍结分叉和奇异诱导分叉会导致电压单调失稳,时间常数越小,电压崩溃速度越快;霍普夫分叉会导致电压振荡失稳,时间常数越小,振荡幅度越大。负荷暂态电压系数对扰动后系统的第一个运行点位置影响很大,较大参数值下的系统具有较强的维持电压稳定的能力。     

电力系统中的鞍结分叉和霍普夫分叉现象分析

简要介绍了鞍结分叉和霍普夫分叉的基本概念及发生机理。采用发电机经典二阶模型和第一类动态负荷模型,建立了描述系统动态行为的微分-代数方程组。利用延拓法追踪出了系统平衡解流形,搜索出了平衡解流形上存在的分叉点,分析了鞍结分叉和霍普夫分叉发生时的特征值演化情况。基于时域仿真方法,验证了数值计算结果的正确性。分析结果表明:电力系统中存在着鞍结分叉和霍普夫分叉现象。鞍结分叉和电压单调失稳有关,霍普夫分叉和电压振荡失稳有关。     

应用分叉理论研究负荷特生对电力系统电压稳定性的影响

本文应用分叉理论研究了系统临界点的行为，在给出两个引理的基础上，证明了参数大范围变化时系统电压发生失稳分叉的判别定理，从理论上分析了几种典型负荷静特性对电压稳定性的影响，同时也提出了一些新观点。     

研究电力系统电压动态稳定性的一种新方法(下)——实例分析

通过2个研究实例,对一般电力系统电压动态稳定性进行分析研究,应用分叉理论及映射原理,将系统雅可比矩阵特征复平面进行特定变换,从而寻求平衡解流形上动、静分叉点。研究分析系统电压从稳定到失稳乃至崩溃的发生发展过程,分析了励磁调节器的限制作用对电力系统动态电压稳定性的影响。实例结果验证了所提方法的正确性、有效性和实用性,并提出了一些新看法。     

应用分叉理论研究负荷特性对电力系统电压稳定性的影响

本文应用分叉理论研究系统临界点的行为，在给出两个引理的基础上，证明了参数大范围变化时系统电压发生失稳分叉的判别定理，从理论上分析了几种典型负荷静特性对电压稳定性的影响，同时也提出了一些新观点。     

计算电力系统电压分叉点的新方法

基于电力系统动态模型,应用分叉理论提出了一种求解鞍结分叉、hopf分叉点的新方法。该方法的基本原理是,当动态系统参数缓慢变化时,在其平衡点的延拓过程中,首先检测该平衡点流形的局部领域内系统的拓扑性质的改变,确定系统动态稳定性性态,然后应用插值法来确定更高精度要求的参数分叉值,典型电压稳定模型的计算结果表明了此方法的有效性和实用性。     

电压暂降严重程度及其测度、不确定性评估方法

电压暂降是电力系统不可避免的严重电能质量问题。总结电压暂降严重程度评价指标和评估方法;结合源、网、荷各侧电压暂降严重程度的影响因素、危害程度、特征与要求,分析暂降严重程度的内涵和评价测度存在条件,根据其不同层面的物理和数学特性,从多角度提出暂降严重程度评价的指标体系;以设备与过程电压暂降免疫力以及相关标准等为基础,归纳总结基于不确定性理论与不确定性测度的暂降严重程度评价思路和方法,并指出了值得深入研究的内容。     

分叉理论与Matcont在含FACTS装置的电力系统电压稳定性分析中的应用研究

随着非线性科学理论研究的发展,分叉理论作为研究非线性系统的新方法被引入电压稳定研究中。简要介绍了分叉的基本概念和主要分叉点类型,然后以基于Matlab的分叉分析软件包Matcont为工具,应用分叉理论,对典型的不含FACTS装置和含FACTS装置进行电压稳定的分析。最后重点对Matcont得出的数据进行了详细的分析,研究发现,通过添加FACTS装置,可以有效减少分叉点数量,增加负荷极限,从而提高了系统电压稳定性。     

电力系统负荷电压稳定性研究 第2部分 实例分析

为了深入研究电力系统负荷特性对电压稳定性的影响，运用文献［１］分析法，通过 实例，就实际中的电力系统一般静止性负荷、旋转性负荷及一般综合性负荷特性对电压稳定 性的影响程度进行分析研究，同时也提出了一些新看法。此外，还给出了一个连续追踪电力 系统P—V曲线、搜索临界参数的应用实例。实例分析表明， 这是一种有效、实用的电力系统电压稳定性分析法。     

分岔理论在电力系统电压稳定研究中的应用述评

首先简要介绍了分岔的基本概念,然后从静态分岔和动态分岔两个方面,评述了分岔理论在电压稳定研究中的应用情况。重点介绍了鞍节分岔点和Hopf分岔点的求取算法,分析了各种算法的优缺点,并简要介绍了奇异诱导分岔在动态电压稳定分析中的应用情况,最后对分岔理论在电压稳定研究应用中的前景进行了展望。     

一种有效的电力系统电压崩溃控制

对于两台发电机母线和一个负荷母线组成的简单电力系统，在负荷母线的无功功率逐渐变化时，会发生亚临界，超临界Hopf分岔和鞍结点分岔，并导致混沌现象和电压崩溃现象，但通过在鞍结分岔平衡点设计的线性状态反馈控制器可以在无功功率的一定范围内消除这些现象，并使系统受扰偏离平衡点后迅速回到平衡点，且该控制器只需用到发电机角速度和负荷母线电压幅值两个状态量，因此，该控制器简单实用，另外对该控制器设计过程中的有关问题进行了讨论，数值仿真说明了该控制器的有效性。     

电压稳定和同步稳定的关联性研究

基于小干扰分析方法,采用经典静态负荷模型,对电压稳定和同步稳定的关联性进行了研究.研究结果表明:不管采用哪种静态负荷模型,系统都具有相同的P-V曲线形状.在恒功率负荷模型下,极限传输功率点为三个鞍结分叉点的一个,系统的平衡点数目因为鞍结分叉的发生而变化复杂;而在恒电流和恒阻抗负荷模型下,极限传输功率点不再是鞍结分叉点.     

基于2阶段家族保护遗传算法的电压稳定霍普夫分岔控制

系统的电压稳定裕度由亚临界霍普夫分岔值表征,如何延迟甚至消除霍普夫分岔,提高稳定裕度,对于防止系统电压失稳具有重要意义。根据一种新的霍普夫分岔指标建立了电压稳定霍普夫分岔控制的最优化模型。该模型考虑了更为切合实际的约束条件,包括系统阻尼限制、PV节点无功出力限制、励磁电压限制以及各节点电压限制等。为有效求解该优化模型,提出了一种2阶段家族保护遗传算法。算法利用混沌变量的遍历性生成初始种群,第1阶段完成家族内部的选择,使得每个家族成员都是优良个体;第2阶段实现家族间的选择,这是一种优–优选择,使算法能以更快的速度收敛到全局最优解。通过对测试函数和WSCC-9节点系统的仿真表明该模型和算法的有效性和可行性。     

电压稳定极限曲面法向量在分布式电源选址中的应用

随着分布式能源在电网中比重加大,合理地选择其安装地点对提高电力系统电压稳定性有重要意义。针对传统的失稳模式参与因子对极限诱导分岔失效的缺陷,提出了一种基于节点注入功率空间的电压稳定极限曲面法向量指标用于分布式电源选址。通过理论分析证明了该指标指导选址的合理性。在IEEE39节点系统测试结果验证了其正确性。与传统方法相比,法向量指标可以较好地处理鞍节点分岔和极限诱导分岔两种主要的失稳模式,具有更大的适用范围。     

一种典型电力系统模型的电压稳定分岔分析

基于Walve综合负荷模型,采用非线性动力学理论中的分岔分析方法,对一种典型电力系统模型进行了电压失稳机理研究。研究结果表明该系统有4种引起电压失稳的方式：鞍结分岔导致电压单调失稳, Hopf分岔导致电压周期振荡或低频振荡失稳,倍周期分岔走向混沌引起电压失稳,吸引子共存、状态扰动改变运行状态导致电压失稳。研究结果还表明相邻母线的负荷相互作用将对电压稳定的定性定量性质产生影响;保证电压稳定的控制措施应首先考虑较低电压等级母线负荷的调整,条件许可时限制本地发电机的出力也不失为一种避免电压振荡失稳的方法。     

基于分岔理论的HVDC系统静、动态特性对比分析

应用分岔理论分析了一个HVDC系统的动态电压稳定性,分析了不同控制方式下HVDC电压稳定性与短路比SCR的关系,并与传统基于静态分析方法得出的电压稳定指标进行了对比分析,指出了两者之间的联系。研究结果表明,通过静态方法分析得出的HVDC系统临界失稳点就是分岔研究中HVDC系统的鞍结分岔点,并对应HVDC系统的静态电压失稳,但是在一定运行方式下,HVDC系统将出现Hopf分岔,只有通过动态分岔分析才能得到。     

基于分岔理论的负荷模型对交直流混联系统电压稳定性的影响

为研究区域负荷模型对交直流混联系统电压稳定性的影响,以3机9节点交直流混联电力系统为例,建立考虑系统各元件动态特性的数学模型,采用分岔理论与局部参数化的延拓法相结合的方法对系统的平衡解流形进行追踪,并对影响系统稳定的鞍结分岔点、霍普夫分岔点进行搜索和检测。在此基础上,针对不同负荷增长方式对电压稳定性的影响进行研究,重点分析比较国家电网各区域电网调度部门、规划部门所采用的负荷模型对电压稳定影响的异同。研究表明：以全网负荷同比增长方式增加负荷时系统静、动态负荷裕度最小,最不利于系统的稳定性;随着负荷模型中异步感应电动机比例的不断增加,分岔边界曲线前移,各类型分岔点出现时间缩短,系统的电压稳定裕度减小,电压稳定性将受到更大的威胁。     

N-1故障状态下电力系统静态电压稳定极限的快速计算

为了快速计算电力系统支路故障状态下的静态电压稳定临界点,提出了一种基于泰勒级数的计算方法。以支路导纳系数为参数,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对故障支路导纳系数的1至n阶导数,用泰勒级数法逼近电压崩溃点,从而快速求解出N-1故障情况下电压稳定临界点的精确解。采用该方法对IEEE 30及118母线系统进行验证,结果表明该方法能快速、精确地求得故障状态下的静态电压稳定临界点。     

计及发电报价等影响因素的静态电压稳定分析

建立计及发电报价、静态负荷模型和静止无功补偿装置(static var compensator,SVC)对电力系统鞍结分岔点(saddle node bifurcation,SNB)影响的系统分析数学模型,并采用局部电压参数化的连续潮流算法求取电力系统的SNB点。在得到的SNB点处,进行模态分析,识别出系统的薄弱母线群和关键发电机。在IEEE-30节点测试系统上的仿真结果表明,同时计及上述3种影响因素时,将有利于改善系统的静态电压稳定性,与不考虑这些影响因素时所得到的结果对比分析表明进行电压稳定性分析时考虑这些影响因素的必要性。