一种临界故障切除时间概率分布的求解方法

稳定性分析是电力系统运行与控制中必须考虑的一个以及半不变量的性质，在敏感度计算的基础上，将临界故障最基本的问题。传统稳定分析是在确定系统初始参数后进行的。由于某些原因，电力系统的初始参数，如母线负荷等，因得不到其确定值而只能知道其可能分布。这使得传统的稳定分析方法已不能适用于新的形势，为此提出了概率稳定分析这一新的课题。该文提出一种新的临界故障切除时间概率分布的求取方法，利用随机变量的Cram-Charlier级数展开式切除时间概率分布的求取转化为对初始参数的半不变量的求取。该算法在39机系统中进行了测试，与Monte-Carlo仿真结果相比，该算法不需要反复进行大量的数值仿真的采样计算，而只需在确定临界故障切除时间的灵敏度时进行一次数值仿真；计算结果能很好地描述临界故障切除时间的实际概率分布，且能显著地减少计算量，提高计算速度。利用该方法，可根据故障后临界故障切除时间的概率分布，确定临界故障切除时间分布在期望值附近某区间内的概率，为稳定分析提供了判断的依据。     

临界切除时间的解析灵敏度分析

本文首次推导了保留结构模型下临界切除时间对发电机出力灵敏度的解析表达式，详细地给出了用势能界面法（PEBS）求临界切除时间灵敏度的计算方法和过程。根据此灵敏度，可求出临界切除时间与发电机有功出力之间的关系，对系统进行暂态稳定预防控制，以提高系统的暂态稳定性。对两个试验系统计算的结果表明了本文方法的有效性和可行性。     

应用PSASP7．0求解三相短路和单相故障电流

通过计算实例,阐述了应用电力系统综合分析程序PSASP7．0求解电力系统中变电站三相短路和单相故障电流的方法和要点。     

三相感应电动机的短路故障有限元分析

从理论角度分析了三相感应电动机的短路故障,结合具体实例,采用有限元方法对电机的两相短路和三相短路进行了仿真计算,分析结果为电机控制系统的设计提供了依据。     

三相参数不对称电力系统短路故障的计算机计算

论述了三相参数不对称电力系统的数学模型，导出了其短路故障 的计算机算法和编制了程序计算原理框图。     

应用轨迹灵敏度计算临界切除时间新方法研究

文章提出对故障切除时间轨迹灵敏度的概念和算法。研究了将该轨迹灵敏度映射为（归一化和修正）能量函数的）最小动能灵敏度的方法。并应用上述结果发展了故障临界切除时间的灵敏度分析方法。该方法的优点是灵敏度分析对系统模型没有限制，且具有过程简单、计算效率高的特点。当故障切除时间略大于临界切除时间时，仅需要一次仿真就可以准确地估算临界切除时间。在工程上，该方法可用于快速分析故障的稳定裕度。在10机39节点新英格兰典型电力系统上分析结果验证了该临界切除时间估算算法的精度和有效性。     

三相变压器短路电抗在线检测方法研究

为了能及时发现变压器的事故隐患、延长变压器的使用寿命及保证整个电力系统的安全稳定运行,需要对变压器绕组变形的检测方法进行研究。变压器的短路电抗值是由绕组的几何尺寸、空间位置等因素所决定,当其绕组发生变形时,短路电抗值发生变化,测量短路电抗变化情况可判断变压器绕组是否变形。文章提出了一种三相变压器短路电抗在线检测新方法,可在线计算变压器短路电抗,对变压器进行绕组变形进行在线检测,仿真和试验表明本方法的可行性和有效性。     

三相感应电动机起动及三相短路故障的过程仿真

文章首先列出了三相感应电动机的运动状态方程,包括各部分系数的值。然后分析起动时的初始状态以及空载稳定运行的状态,并分别作为起动和三相短路故障的初始值。利用四阶龙格-库塔方法求解不同时刻各状态量,并利用Excel自带的VBA编写了程序,实现了上述功能。最后通过实例计算了一台三相感应电动机在空载起动和三相短路故障两种工况下,定子电流和电磁转矩的冲击峰值。     

Matlab在电力系统短路故障仿真分析中的应用

本文简要介绍了Matlab/Simpowersystems在电力系统仿真分析中的应用。利用Matlab中Simulink和Simpowersystems工具箱构建了一个简单的电力系统输电线路模型并进行了三相短路故障仿真分析。由仿真结果验证了Matlab在电力系统研究方面是一个实用而且有效的工具。掌握Matlab/SPS的使用对电力系统研究有很大的意义。     

基于三相电流平方和比值的短路故障快速检测方法

为了快速准确地检测出短路故障,并使故障限流器快速投入运行,提出了一种基于三相电流平方和比值的短路故障快速检测方法。该方法利用前后时间窗内三相电流平方和均值之比作为故障检测量,在三相短路故障时不受故障初相角影响,不受谐波影响。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立了500 kV输电线路模型,合理选取了该方法的整定值与闭锁值。考虑不同故障类型、不同故障初相角、不同过渡电阻、空载合闸、谐波及噪声等因素,验证了该方法的快速性及有效性。在各类故障工况及干扰工况下,比较了该方法与常用三种检测方法的性能差异。仿真结果表明,该方法性能良好,能够快速可靠地检测出短路故障。     

基于稳定域边界二次近似的故障临界切除时间估计

基于故障后电力系统稳定域边界的二次近似来估计临界切除时间。在计算中,通过二次项系数矩阵分块来降维计算二次项系数,大大降低了二次项系数的计算量。临界切除时间由持续故障轨迹和主导不稳定平衡点(CUEP)所决定的稳定域边界二次近似的交点确定。在IEEE3机9节点系统和新英格兰10机39节点系统中的仿真表明了该方法的有效性,特别是对非发电机节点故障临界切除时间的估计精度较高,能够满足工程要求。     

联络线三相金属性短路地点对电力系统暂态稳定性的影响

研究联络线故障水平对电力系统暂态稳定性的影响，对于电力系统的安全稳定评估与校核，以及暂态稳定预防控制都有着重要意义。分析了在不同地点的联络线上发生三相金属性短路时对于单机无穷大系统和两机系统的暂态稳定性的影响程度。在理论分析的基础上，结合有关算例在各种情况下进行了仿真，仿真结果验证了分析结果的正确性。     

新能源并网系统短路比指标分析及临界短路比计算方法

短路比作为评估新能源并网系统电压支撑强度的重要指标,其准确性与实用性之间存在矛盾,且由于构建方法众多导致临界短路比计算不统一。该文对新能源并网系统的短路比指标进行分析,并提出临界短路比计算方法,实现对系统电压支撑强度的评估。首先,建立新能源并网系统的等效分析模型,依据叠加定理分析新能源接入对节点电压的影响,推导交流系统短路容量以及计及多馈入相互影响的新能源等效并网容量;进一步,提出两个等价短路比指标：依据短路比的容量比概念,提出基于容量计算的短路比指标SCR-S,以及通过分析短路比与节点电压之间的关系,提出基于电压计算的短路比指标SCR-U,通过解析推导SCR-U与SCR-S完全等价关系,SCR-U形式及解析表达更加简单。其次,基于最大传输功率提出临界短路比数值的理论算法,进一步求解临界短路比的极值,建议将临界短路比极值2作为划分新能源并网系统强弱的标准,当SCR-U小于2时,系统为弱系统。然后,结合SCR-U及临界短路比提出系统电压支撑强度评估方法,当SCR-U小于临界短路比时,系统处于P-V特性不稳定区域。最后,通过算例验证了采用SCR-U及临界短路比极值对电压支撑强度进行评估的准...     

东北电网500kV人工三相接地短路试验总结

东北与华北联网后东北电网动态特性明显恶化、稳定水平大幅度下降,不同发电机和负荷模型对稳定计算的结果影响很大。虽然采取了计及励磁系统动态行为的详细发电机 模型的仿真方法、在东北电网重要发电机组上加装电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)等措施,但PSS参数整定的合理性及整体匹配效果无法得到有效验证,选择电力系统模型尤其是负荷模型还缺乏足够科学依据,对所选模型与电网运行实际的贴近程度也很难做出准确的定量甚至定性的分析。为此东北电网有限公司提出了大区电网联网模式下东北电网稳定水平研究的工作思路,并于2004年3月25日和2005年3月29日在500 kV电压等级运行电网上分别实施了2次人工三相完全金属性接地短路试验。试验达到了预期效果,表明根据大扰动试验的实测数据,进行电网负荷模型的校核和修正,建立适用于我国电网的负荷模型的技术路线和研究方法在工程上是可行的和有效的。     

电力系统暂态稳定性分析计算的新方法

本文提出了多机电力系统短路故障的暂态稳定性分析采用以加速最快的发电机的临界相对速度是否能降至零作为稳定判据,使用泰勒级数展开式计算。此法比以临界能量作为稳定判据更简便、快速。并以实例证之。     

少环配电网短路故障计算新方法

通过网络变形,构造出对环网解环及短路故障进行模拟的新端口,给出了环网解环及短路故障模拟的统一方法.以新端口为边界,将故障后的少环配电网分解成辐射状对称网络和模拟环网解环及短路故障的不对称网络2部分.在此基础上,推导了边界端口注入电流的计算公式;基于辐射状网络节点注入电流、支路电流及节点电压间的关联关系,完成了非故障处支路电流、节点电压的计算,提出一种少环配电网短路故障计算的新方法.该方法具有以下特点:环网解环及短路故障的模拟方法统一,可以方便地模拟任意复杂故障,包括两点接地故障;利用辐射状网络的支路阻抗参数完成故障计算,故障计算效率高;能够自动适应网络操作;非故障处的支路电流、节点电压的计算简单直观.算例分析表明,该算法具有良好的计算效率和精度.     

超导限流器引入配电系统后的短路行为仿真

借助EMTP对10 kV配电系统中引入超导限流器的短路行为进行了仿真。给出了超导限流器的数学模型,着重分析了超导限流器限流电阻和故障检测时间对短路电流峰值、非故障线电压、超导限流器上的电压的影响。仿真结果表明, 增大限流电阻可以显著降低短路电流的峰值,并有利于维持非故障线的电压,但限流器上的电压也会增加。故障检测时间是影响超导限流器性能的关键参数,快速故障检测对提高超导限流器的性能、降低开关开断后的恢复电压非常有利。     

多馈入交直流系统短路比的定义和应用

随着我国电网的发展,南方电网和华东电网出现了多馈入交直流系统。由于传统短路比不能考虑直流间的相互作用而亟待提出适用于多馈入交直流系统的短路比定义。通过理论分析推导多馈入短路比,证明传统短路比是多馈入短路比的特例。通过提出的多馈入交直流系统的解耦模型推导多馈入临界短路比的函数表达式,证明多馈入临界短路比与电压灵敏因子的等价关系,提出判断多馈入交直流系统强弱的指标。最后,通过理论分析和算例仿真说明利用多馈入短路比指标判断电压稳定、动态过电压、谐波谐振的有效性,证明所提出指标的合理性及在电网规划和运行中的重要作用。     

线间补偿型匝间短路故障自动容错永磁同步电机故障位置检测方法

定子绕组匝间短路故障是永磁同步电机(PMSM)最常见的故障之一。该故障会造成三相电流不平衡,输出转矩剧烈波动,输出能力下降。故障严重时,过大的短路电流会烧毁绕组。为了解决匝间短路故障产生的问题,课题组此前提出了一种具有匝间短路故障自动容错能力的PMSM。针对该特种电机,提出了一种匝间短路故障位置的检测方法。介绍了电机的特殊结构,并通过数学模型推导出利用电机漏磁路特性和原有定子线圈判别故障线圈所在相的方法。使用ANSYS软件建立电机有限元模型,对电机不同匝间短路情况进行仿真,验证了该检测方法的正确性。     

10 kV短路故障电流限制技术在唐山电网的应用

针对电力系统故障电流限制技术在国内外的研究状况,结合该技术在唐山电网的应用,提出了适合于本地实际情况的10 kV故障电流限制器设计方案,详细介绍了其工作原理和整定方案,并对应用效果进行了分析和说明。