影响电力系统主导振荡模式的关键励磁调节器及其参数的识别

模态级数法是分析非线性动态系统的一个新的有效工具。该方法能从系统的内部结构特性入手,通过模式间的非线性相关作用来研究系统的动态特性。基于模态级数推导出了相关指标和二阶非线性相关因子公式。通过非线性相互作用指标揭示系统固有模式间的交互作用对系统动态特性的影响;通过研究状态变量与系统主导振荡模式、复合模式对的非线性相关作用以及控制器参数对非线性相关系数的灵敏度,来识别对系统动态特性和稳定产生很大影响的关键励磁调节器及其参数。     

影响电力系统主导振荡模式的关键励磁调节器及其参数的识别

模态级数法是分析非线性动态系统的一个新的有效工具.该方法能从系统的内部结构特性入手,通过模式间的非线性相关作用来研究系统的动态特性.基于模态级数推导出了相关指标和二阶非线性相关因子公式.通过非线性相互作用指标揭示系统固有模式间的交互作用对系统动态特性的影响;通过研究状态变量与系统主导振荡模式、复合模式对的非线性相关作用以及控制器参数对非线性相关系数的灵敏度,来识别对系统动态特性和稳定产生很大影响的关键励磁调节器及其参数.     

基于模态级数法的交直流系统的非线性模式交互作用分析

模态级数法是一种新的用于反映非线性系统动态特性的方法.该方法基于泰勒级数,可以得到非线性系统零输入响应的封闭解,其结果既提供了系统的特征信息,又便于分析系统的非线性模式交互作用,适合于电力系统的动态行为分析.本文把模态级数法应用于HVDC/AC系统中.运用模态级数法得到交直流系统动态方程的封闭解、系统的频域信息以及非线性模态交互作用的参数,由此可以分析系统故障后的稳定性.本文将以一个三机交直流系统为例,用模态级数法分析其非线性动态特性.     

带功率调制的交直流系统非线性模态分析

模态级数法是一种新的用于反映非线性系统动态特性的方法。该方法基于泰勒级数,可以得到非线性系统零输入响应的封闭解,其结果既提供了系统特征信息,又便于分析系统非线性模态交互作用,却不需要非线性变换,适合于电力系统的动态行为分析。本文把模态级数法应用于带功率调制的HVDC/AC系统。运用模态级数法得到交直流系统动态方程的封闭解以及系统的频域信息,由此可以分析系统故障后的稳定性以及功率调制对系统稳定的影响。以一个三机交直流系统为例,运用模态级数法分析了其非线性动态特性。     

降阶模型在原始系统闭环调节中应用

以降阶后的等值模型设计闭环调节器,推导和分析基于等值模型合理设计闭环调节器的方法,以等值模型中的状态变量予以反馈,按照闭环调节器的设计要求计算调节器反馈阵系数,进而得到原始系统的闭环方程,原始系统动态特性得以改善的同时,调节器的设计工作量大幅下降.实例中综合考虑原动机及其调速系统和励磁系统的影响,以发电机组自动励磁调节系统的附加辅助信号为控制量建立简单电力系统的状态空间方程,采用模态摄动法获得其对应的二阶等值模型,进而利用极点配置法设计闭环调节器,所得到的原始系统动态特性由不稳定转为稳定.     

轨迹灵敏度分析下的TCSC参数优化设计

提出了一种基于时域仿真的可控串联电容补偿(TCSC)及其附加阻尼控制器的参数优化方案。该方案以表征系统振荡相对动能的发电机角速度的平方最小为目标函数,通过轨迹灵敏度仿真得到目标函数的梯度信息,再应用共轭梯度法优化TCSC阻尼控制器参数。数字仿真表明,在发电机振荡模式和区域间振荡模式下,可有效提高大区域系统的动态稳定性。     

应用轨迹灵敏度优化设计UPFC阻尼控制器参数

提出一种优化统一潮流控制器(UPFC)的附加阻尼控制器参数的新方法.这种方法以表征系统机电振荡模式的发电机转子角速度作为优化的目标函数,使用轨迹灵敏度技术计算目标函数对阻尼控制器参数的灵敏度,并采用共轭梯度法进行参数优化.在新英格兰测试系统上进行的仿真算例说明了使用该方法所设计的UPFC阻尼控制器可有效抑制系统低频振荡.     

基于轨迹灵敏度分析的电力系统稳定器参数优化设计

提出了一种基于时域仿真的电力系统稳定器(PSS)参数优化方法.该方法将PSS的参数设置归结为优化问题,首先通过轨迹灵敏度仿真得到目标函数的梯度信息,再应用共轭梯度技术优化多个PSS参数.由于在目标函数中考虑了电力系统大扰动中的非线性特征,该方法可以抑制小扰动引起的自发性振荡及有效阻尼大扰动引起的系统振荡.在两个IEEE典型系统上进行的特征值分析及时域仿真结果验证了该方法的实用性和有效性.     

嘉兴电厂600HW机组励磁系统模型参数校核和PSS整定试验分析

通过对浙江嘉兴发电厂二期工程600MW机组Unitrol5000励磁系统进行参数校核，采用对比发电机空载阶跃现场试验结果与仿真计算结果的方法确定励磁系统数学模型参数。应用在线频率响应法对该励磁系统的电力系统稳定器（PSS）参数进行了整定，并应用Proy方法对有功功率的阶跃响应进行了分析，得到了系统低频振荡的频率、振幅、阻尼等模态信息，试验验证了PSS投入对提高本机振荡模式阻尼的作用。     

基于轨迹灵敏度分析的直流调制参数优化设计

提出一种基于时域仿真的直流调制参数优化方法,将直流调制参数优化问题转化为带参数约束的非线性优化问题。该方法,首先将约束优化问题转化为无约束优化问题,通过轨迹灵敏度仿真得到目标函数的梯度信息,应用拟牛顿法(DFP)优化直流调制控制器参数。由于目标函数反映了AC/DC复杂系统的动力学特性,该方法可有效地改善系统的阻尼特性,抑制大扰动引起的系统振荡。在IEEE四机系统上进行的特征值分析和时域仿真结果验证了该方法的有效性和鲁棒性。     

Aggregation of exciter models for constructing power system dynamicequivalents

Constructing a dynamic equivalent for a power system involves several steps: the partition of the system into coherent areas, the coherent area aggregation, and the aggregation of the coherent generators and their control devices. In this paper we investigate the aggregation of exciter models. A trajectory sensitivity method is used to tune the aggregate exciter parameters of the reduced model. The optimal results are used to evaluate the aggregation from the DYNRED program and a weighted MVA method. A three-machine system with one coherent area satisfying the theoretical coherency conditions is used to investigate the impact of the variations of the individual generator, network, and exciter parameters on the aggregate exciter model parameters. The results are then applied to the exciter aggregation of a larger 48-machine system     

确定非均匀传输线网络时域灵敏度的伴随网络法

基于模量分析、特征值灵敏度和数值逆拉普拉斯变换技术，提出采用伴随网络法计算含有耦合均匀与非均匀传输线网络的时域灵敏度。通过求解原网络方程和伴随方程，可一次计算出任意输出对网络元件以及传输线电气参数的灵敏度，与扰动法相比效率更高。通过仿真实例与采用扰动法的计算结果进行比较，验证了所提方法和公式的正确性。     

一种基于轨迹灵敏度的发电机参数抗差估计法

提出了一种基于轨迹灵敏度的发电机参数抗差估计方法,可应用于发电机参数在线辨识与仿真模型校正。首先,利用轨迹灵敏度辨识出对电力系统动态过程影响较大的主导参数集作为待估计参数集。然后,基于相量测量单元(PMU)量测数据,采用基于轨迹灵敏度的逐次逼近方法对该模型进行求解,可以快速得到最优估计结果。另外,将一种具有很强抗差能力的最大指数平方估计模型引入到参数估计中,该估计模型具有自动压缩坏数据影响的能力。新英格兰系统的算例表明,所提出的方法有效,且具有很强的抗差能力。     

基于轨迹灵敏度频域特征提取的电力系统仿真误差主导参数识别

电力系统动态仿真中主导参数的准确识别是进行仿真验证的前提,传统方法通过比较各参数的轨迹灵敏度时域特征大小确定主导参数.对此,提出了一种基于轨迹灵敏度频域特征提取的电力系统仿真误差主导参数识别方法.通过分析仿真误差曲线的频域特征,提取误差敏感频点;建立评估参数对轨迹灵敏度频域影响的特征指标,通过指标分析各参数轨迹灵敏度在敏感频点处的频域特性,进而得到仿真误差的主导参数集.采用WSCC 3机9节点系统验证了所提方法的有效性,结果表明所提方法弥补了从时域角度提取轨迹灵敏度信息不充分的不足,可为电力系统仿真验证提供理论支持.     

一种航空发电机旋转整流器故障在线诊断技术

利用快速傅里叶变换(FFT)研究了一种角度轨迹监测技术,并将其用于航空发电机旋转整流器故障特征提取及在线诊断应用中。首先,连续采集发电机交流励磁机励磁电流信号,每相邻两次数据采集间隔同样的时间。其次,对每次采集的数据均进行FFT处理以获取故障特征信息,该过程在每两次数据采集的间隔内完成。每次处理得到的故障特征信息会形成连续的变化轨迹,通过对该轨迹的研究可以在线监测并诊断旋转整流器的故障模式。最后,通过试验对所提方法进行了验证。     

基于轨迹灵敏度的能量裕度灵敏度解析算法

电力系统参数的变化对系统稳定性有很大的影响,如何确定这些参数的变化在给定故障情况下对系统稳定性的影响、改变哪些参数对系统稳定性影响更大具有重要意义。提出了一种系统能量裕度灵敏度的解析算法,从能量裕度的数学表达式出发,利用能量裕度的全微分公式进行灵敏度计算。该方法计算比较灵活,考虑了发电机动态过程对轨迹灵敏度的影响,计算能量裕度对系统参数的灵敏度。该算法在IEEE50机系统中进行了测试。     

Nonlinear dynamic model evaluation from disturbance measurements

The nonlinear nonsmooth nature of power system dynamics complicates the process of validating system models from disturbance measurements. This paper uses a Gauss-Newton method to compute a set of model parameters that provide the best fit between measurements and model response. Trajectory sensitivities are used to identify parameters that can be reliably estimated from available measurements. An overview of trajectory sensitivity analysis is provided. An example based on the Nordel system is used throughout the paper to illustrate the various concepts. This example exhibits both soft and hard nonlinearities     

偏远地区风电场并网系统串联谐振分析

针对偏远风电场并网时易被忽略的并网系统串联谐振问题,提出结合回路元件灵敏度的串联谐振模态分析法进行研究。虽然并联谐振在电力系统中所占比例较大,但串联谐振的危害亦不可忽略。偏远风电场因其送出线较长,并网结构薄弱,输电线路分布电容所带来的影响不容忽视。建立线路分布参数模型,并分析其阻抗特性,基于已建立的风电场并网模型,采用串联谐振模态分析法分析系统串联谐振现象,准确判断串联谐振频率的同时,给出串联回路电气元件的模态灵敏度值。最后,以某风电场为实例建立仿真模型,仿真结果验证了所采用分析方法的可行性。通过元件灵敏度值的计算,进一步阐述线路长度的改变对风电场并网系统串联谐振频率和幅值的影响规律,为风电场实际规划建设提供理论指导。     

基于轨迹灵敏度的同步发电机参数辨识

为提高同步发电机暂态及次暂态参数辨识精度,提出了一种基于轨迹灵敏度的同步发电机参数辨识方法。首先确定了基于轨迹灵敏度的辨识数据区间选取方法,将量测的发电机参数的轨迹灵敏度作为指标,根据该指标的衰减程度,选取暂态及次暂态参数信息含量较大的量测数据作为辨识数据,以提高相应参数的辨识精度;其次采用抗差优化模型作为机组参数辨识优化模型,以提高参数辨识模型的抗干扰能力。算例验证了所提方法的有效性。