基于协同学原理的电力系统大停电预测模型

针对电力系统中某一元件故障,而导致一系列其他元件停运,并连锁反应迅速蔓延,最终发生电网崩溃的现象,文中对易引起恶性连锁反应事故的大停电机理进行了初步探讨,指出在大停电过程中,总是伴随着电网各子系统的竞争和合作,具有自组织临界特性,其过程存在着可预测性.进而基于自组织临界理论中的协同学原理,提出了一种电力系统大停电的预测模型--协同学预测模型.计算实例结果表明了大停电存在着自组织临界特性,提出的预测模型具有较高的预测精度,该模型可望为进一步深入分析电力系统连锁反应事故和大停电机理打下基础。     

基于等值功率法求解临界电压崩溃潮流

针对电力系统电压崩溃问题,在负荷临界电压崩溃分析基础上,讨论功率型负荷的电力系统临界电压崩溃的潮流计算方法。提出利用交流电路临界电压崩溃的特性,规避崩溃支路,设置等值功率求解电力系统临界电压崩溃的潮流,解决临界电压崩溃潮流的不收敛问题,通过IEEE5节点算例进行验证。     

电力系统不是自组织临界性系统

从自组织临界性理论的提出以及存在的问题出发,从电力系统的运行状态、所承受的扰动、仿真模型等方面全面阐述了电力系统连锁故障不是一种自组织临界性现象。自组织临界性理论只是一种统计学理论,这种统计学理论不能全面解释电力系统灾变的发生机制。要深入分析电力系统灾变的发生机制,必须研究复杂系统的动力学演化理论。     

电力系统自组织临界特性分析与仿真模型

电力系统自组织临界性的研究尚处于初级阶段,其概念并不十分清晰,需要进一步研究,其还没有公认的可以作为研究电力系统自组织临界性的标准模型出现。针对这种情况,首先重新对比了沙堆模型与电力系统,对电力系统的自组织临界现象给出了新的分析和解释;建立了一个用于仿真电力系统自组织临界性的模型;最后利用这个模型对我国的一个实际电网进行了仿真计算,得到了表征电力系统自组织临界性的幂律特性曲线,同时分析了决定电网自组织临界性的参数。     

电力系统临界电压崩溃潮流的柔性节点算法

针对电力系统电压崩溃问题,该文在负荷临界电压崩溃特性分析基础上,讨论功率型负荷的电力系统临界电压崩溃的潮流计算方法.提出利用交流电路临界电压崩溃的特性,规避崩溃支路,设置等值的柔性节点及柔性等式约束条件处理等措施,构成电力系统负荷临界电压崩溃的柔性节点潮流算法,为大型电力系统工作域的边界分析提供定量计算方法.IEEE5节点算例表明,所提算法是正确有效的.     

基于临界慢化理论的电力系统自组织临界影响因素阈值计算方法

众多复杂系统在临界相变的临界点附近存在临界慢化现象。针对目前大多数理论确定电力系统自组织临界点的算法复杂、计算时间长或无法提供实际应用中最为关心的判别"阈值"信息的现状,将临界慢化理论用于确定电力系统自组织临界点,并基于Mann-Kendall检验方法确定自组织临界影响因素的临界阈值,方法简单、易于实现。CEPRI 36节点系统和甘肃酒泉实例系统的仿真分析结果与滑动T-检验、负荷损失柱状图、幂律尾分布K-S检验证明了以上计算方法的正确性和高效性,从而可为实时预防电力系统大停电并提前做出针对性的预防控制提供理论基础和技术依据。     

电网停电事故的自组织临界性及其极值分析

对复杂电力系统灾变以及电网发生连锁性大停电事故机理的研究表明,自组织临界性是电网停电事故的特征。极值理论主要以极值为研究对象,传统上被用来预测海啸、地震、洪水等自然灾害。文中将极值理论应用于电网停电事故的自组织临界性的研究中,在电网停电事故的标度一频度幂律分布特征下,证明了停电事故发生规模的极值分布为极限收敛于Ⅰ型渐近分布。利用计算公式以东北及西北电网的停电事故为例,进行了初步的计算分析。     

电力系统静态分岔及其控制

就电力系统分岔控制进行了探讨,介绍了鞍结点分岔、跨临界分岔和叉形分岔等与电力系统电压不稳、电压崩溃以及功角不稳和低频振荡等现象密切相关的静态分岔的判别理论和控制方法,分析了它们的理论基础和算法体系,为如何有效地控制这些分岔现象以确保电力系统安全经济地运行提供了理论依据.最后通过一个示例系统说明了电力系统分岔控制的具体操作步骤和闭环控制系统的稳定性分析方法.     

基于交流电路的临界电压崩溃特性分析

针对电力系统电压崩溃问题,在简单电路的基础上,用更直观的方法对电压稳定性问题加以分析.分析交流电路的临界电压崩溃运行点,在求解交流电路的方程组过程中,采用了几何分析方法.分析得出在不同运行点情况下临界电压崩溃潮流的电流电压特性.通过分析不计电阻的交流电路临界电压崩溃时的负荷特性、电压特性,指出交流电路的工作域和崩溃域.同时分析指出,在电力系统的工作域中,交流电路的功率输送特性必须与负荷的功率特性相容.     

基于交流电路的临界电压崩溃特性分析

针对电力系统电压崩溃问题,在简单电路的基础上,用更直观的方法对电压稳定性问题加以分析。分析交流电路的临界电压崩溃运行点,在求解交流电路的方程组过程中,采用了几何分析方法。分析得出在不同运行点情况下临界电压崩溃潮流的电流电压特性。通过分析不计电阻的交流电路临界电压崩溃时的负荷特性、电压特性,指出交流电路的工作域和崩溃域。同时分析指出,在电力系统的工作域中,交流电路的功率输送特性必须与负荷的功率特性相容。     

电力系统安全稳定综合防御体系框架

提出了电力系统安全稳定综合防御体系的框架.从一般安全理念出发,电力系统安全稳定综合防御体系可由电力系统安全保障体系(即主动安全体系)和电力系统稳定控制系统(被动安全体系)构成.电力系统安全保障体系(主动安全)是指提高电力系统安全性和可控性的措施;电力系统稳定控制体系(被动安全)是指保证电力系统受到扰动后的安全性和稳定性的措施.电力系统安全保障体系(主动安全)可分为三道防线:第一道防线是坚强的电网结构,为电力系统安全奠定坚实基础;第二道防线是最优的自动控制系统,提升电力系统的安全运行水平;第三道防线是安全的运行方式,保证电力系统运行在安全水平.电力系统稳定控制体系(被动安全)就是传统的电力系统安全稳定三道防线,第一道防线是快速切除故障元件,防止故障扩大;第二道防线是采取稳定控制措施,保持系统稳定运行;第三道防线是系统失去稳定时,防止发生大面积停电.     

Power swing damping control by HVDC power modulation in an ac/dc hybrid transmission system

This paper describes power swing damping control by HVDC power modulation. In a hybrid system (where the ac transmission system and the HVDC system compose a loop transmission system), damping control of power swing by control of HVDC power is called power modulation control. The new HVDC link between the Shokoku and Kansai power systems forms a loop transmission system consisting of the existing ac transmission system and the new HVDC transmission system; therefore, power modulation control can be applied for stabilization of the ac system. This paper deals with a newly developed power modulation control system to damp two power-swing modes occurring in a 60-Hz interconnected system and the neighboring power system to the HVDC converter station. Characteristics of power swings in an ac systems, principles of power swing damping control by power modulation, the control system design method, and the results of verification tests by digital and analog simulators are described. It is shown that the developed power modulation system applied to the HVDC link is effective for damping two power swing modes.     

采用柔性化方法表示刚性约束的电力系统优化模型

电力系统优化分析中,刚性约束边界的整定值缺乏灵活性且往往趋于保守,容易造成系统经济性较差。为此提出了刚性约束的柔性化表示方法,并以电力系统经济调度问题为例,建立了电力系统单尺度及多尺度柔性优化模型,从而将传统的电力系统优化问题转化成具有柔性约束边界的柔性优化问题,可在保证系统安全性和可靠性的前提下进一步提高电网运行效率,同时还可找到影响系统运行经济性的瓶颈,为电网升级改造提供参考。算例结果验证了柔性优化模型的有效性。     

利用柔性功率调节器抑制电力系统功率振荡

基于飞轮储能的柔性功率调节器(FPC)是一种以储能原理为基础的新型FACTS装置。FPC能够快速与电力系统进行动态功率交换,改变系统的电气阻尼,从而抑制电力系统的功率振荡,增强电力系统的稳定性。本文基于含一台FPC的单机无穷大系统模型,分析了FPC阻尼功率振荡的机理,提出了其功率控制器的控制策略。根据所建立的模型和控制策略,在EMTDC/PSCAD环境建立了该系统的仿真平台,进行了详细的全时域数字仿真研究。并通过研制一台10kW的FPC样机进行电力系统动态模拟实验研究。研究结果表明,FPC改善了系统的阻尼特性,增强了系统抑制电力系统功率振荡的能力。     

风电场采用健康系数与变下垂输出系统参与电网调频研究

针对风电场参与电网调频导致备用功率冗余的问题,建立了风电场基于健康系数的备用功率分配系统与变下垂系数的备用功率输出的系统。为了分配风机备用功率与控制风机备用功率输出,采用了ARMA风功率预测法对风电场5台风机的历史功率数据进行处理,得到风机的能量密度和功率预测准度,再通过模糊逻辑系统求得风机健康系数,并按照健康系数进行备用功率分配。当频率响应系统检测到频率误差后,控制风机变下垂功率输出系统进行功率补偿,稳定电网频率。仿真结果表明,基于健康系数的功率分配系统与变下垂功率输出系统增加了风电参与电网调频的能力,减少了系统备用功率的冗余。     

超导磁储能系统抑制风力发电功率波动的研究

建立含超导磁储能装置(SMES)的单机无穷大系统的Phillips-Heffron模型,导出含SMES电力系统总的电磁转矩表达式,从理论上分析SMES对增强系统阻尼的作用.并设计了SMES非线性比例积分微分控制器,数字仿真结果验证了SMES阻尼系统功率振荡的特性,同时表明该控制器具有较好的鲁棒性.     

储氢一氢氧联合循环储能系统及应用案例分析

储能技术是解决清洁能源并网发电所带来的间歇性和波动性问题的主要技术之一,引入储氢系统与风电联合运行实现并网发电。系统以氢气作为能量转换中间介质,通过电解水生产氢和氧,将多余或不稳定的电能储存起来。在需要时再将储存的氢和氧通过氢氧联合循环发电的方式转换为电能,实现并网发电。系统易规模化、无污染,可最大限度地发挥清洁能源的发电能力,能量转换效率达到40％。选取江苏省某一风电场进行案例分析,根据风电场的真实日负荷运行曲线设定了氢氧联合循环发电系统的装机容量和相关运行参数,并对联合运行动态系统进行了案例分析,结果显示该储能系统可以将间歇性的风电转化为稳定的电力输出,从而实现大规模风电并网发电．是解决清洁能源并网发电瓶颈的有效途径之一     

风光储支撑黑启动的可行性评估方法

随着风电和光伏装机容量的快速增长,配置储能系统的风电场和光伏电站具备了作为黑启动电源的条件,将风光储发电系统作为黑启动电源,可以提高区域电网的黑启动能力。文章设计了适用于风光储发电系统作为黑启动电源的可行性评估方法。首先,从黑启动负荷需求的角度对风光储发电系统的输出功率进行了分析,得出了风光储发电系统作为黑启动电源的支持概率及存在问题;然后,基于功率预测方法和功率评价指标,设计了风光储发电系统作为黑启动电源的可行性评估方法,通过功率预测得出风光储发电系统的输出功率参考值,通过功率评价指标对风光储发电系统输出功率进行评估;最后,基于MATLAB仿真软件,分别设计了不同场景,验证了所提可行性评估方法的有效性,结果显示,当执行倾度大于等于1时风光储发电系统输出功率满足黑启动负荷的功率要求。     

基于线性最优潮流的电力系统新能源承载能力分析

随着能源结构的深化调整,可再生能源在电力系统中的渗透率逐步提高,而其出力的波动性和随机性对电力系统的稳定运行带来了新的挑战.科学地评估电力系统对新能源的承载能力,对于含高比例新能源电力系统的规划和运行具有重要意义.建立电力系统中新能源承载能力的线性最优潮流(optimal power flow,OPF)模型.针对电力系...