基于相平面轨迹凹凸性的暂态稳定性判别方法评述

基于响应的暂态稳定判别与控制技术是目前电力系统暂态稳定分析领域的热点,该技术具有不依赖于系统模型及参数、可以实时判别和计算量小等优点。其中基于角速度-功角相平面轨迹凹凸性的暂态失稳判别是-个活跃的研究分支。本文对这种暂态稳定性判别方法的原理进行了介绍,进而对方法应用于多机系统时存在的问题进行了分析和评述,并对IEEE 39节点系统进行了仿真分析。结果表明:该方法应用于多机系统时,由于分群的不正确及聚合等值后单机系统参数的时变性易造成相平面轨迹的复杂特性,从而容易将稳定案例误判为失稳。     

基于相对动能的电力系统暂态稳定实时紧急控制方案

为了实现基于响应的电力系统暂态稳定实时紧急控制,提出了一种基于相对动能概念的紧急控制方案。该方案通过转速差相对功角差变化趋势实时辨识电网暂态稳定性,当判断出系统将会失去功角稳定时,基于两机系统中相对动能的概念计算剩余加速面积,进而同步得到切机措施量。考虑了控制动作延迟时间的影响,使得计算结果更加可靠。该方案脱离了电力系统的元件模型和运行方式的计算,只需利用系统的动态响应曲线,适应任意复杂的运行方式和故障形式。计算仅使用实测的发电机功角和转速量,计算量小,使用方便灵活。通过新英格兰10机39节点算例验证了该方案的有效性。仿真结果表明,该方案可以防止系统进一步恶化甚至造成大停电事故,加强了电网安全稳定防御体系,具有很好的工程实用价值。     

电力系统振荡中心的暂态能量解析

根据结构保持的多机电力系统模型分析了电力系统大扰动后暂态能量在网络中的分布特性,重点研究了故障后系统振荡中心处暂态能量的变化规律,在单机系统中给出了证明,并在多机系统中进行了仿真验算.研究结果表明:随着系统稳定程度的恶化,系统的振荡中心附近是故障后暂态能量冲击最严重的区域,系统沿振荡中心所处的割集"撕裂".     

基于WAMS的电力系统暂态稳定的快速预测

提出一种基于广域测量系统WAMS(Wide-area Measurement System)的电力系统暂态稳定实时快速定量分析的方法.该方法根据PMU实时采集的各发电机转子角速度及电磁功率,通过预测扰动结束后系统运动轨迹和基于暂态能量的轨迹分析法来评估系统的暂态稳定性.在6机系统上进行仿真计算,结果表明,该方法能有效预测电力系统的暂态稳定性.     

基于WAMS的电力系统暂态稳定的快速预测

提出一种基于广域测量系统WAMS(Wide areaMeasurementSystem)的电力系统暂态稳定实时快速定量分析的方法。该方法根据PMU实时采集的各发电机转子角速度及电磁功率,通过预测扰动结束后系统运动轨迹和基于暂态能量的轨迹分析法来评估系统的暂态稳定性。在 6机系统上进行仿真计算,结果表明,该方法能有效预测电力系统的暂态稳定性。     

基于结构保持能量函数的电力系统暂态稳定分析方法研究

随着新能源占比快速提升、电力电子元件大量接入,电网运行的不确定性快速提升,现有的安全稳定控制模式越来越难以满足电网安全运行需求。该文基于能量函数法的思路,提出一种只需要系统故障响应信息就能够快速分析系统暂态稳定性的方法。首先,构造一种结构保持能量函数,通过逐步积分实时计算系统暂态能量;然后将系统故障响应信息提供给长短时记忆网络,利用训练好的网络实时评估系统临界能量;最后比较故障切除时刻系统的暂态能量与临界能量并据此得到系统稳定性以及稳定裕度信息。在新英格兰10机系统上验证所提方法的准确性与快速性。     

一种基于转速差-功角差变化趋势的暂态功角稳定辨识方法

为实现基于响应的电网暂态稳定实时分析,提出一种基于相平面上转速差-功角差变化趋势辨识电网暂态功角稳定性的方法。以单机无穷大系统为例研究并证明了转速差-功角差变化趋势与暂态功角稳定的关系,从而揭示了机械动能与电势能相互转化时系统维持同步运行的表现形式。针对多机系统,利用双机等值思想进行推广应用。为克服虚拟的等效惯量中心计算得到的运动轨迹一阶导数并不平滑的缺点,采用最小二乘法将其拟合成二次函数抛物线形式,判断其变化趋势,从而识别系统暂态稳定性。通过单机无穷大系统和新英格兰10机39节点系统算例,验证了所提方法的准确性。计算仅使用发电机的功角和转速量,方便、简洁、快速,具有良好的应用前景。     

计及保护信息的电力系统暂态稳定裕度解析算法

电力系统暂态稳定裕度与故障因素息息相关,保护动作信息包含故障类型、故障位置以及故障持续时间等有效信息。该文提出一种计及保护信息的暂态稳定裕度解析算法。首先,计算不对称短路的附加阻抗,建立含附加阻抗的多机系统网络简化模型。然后,将转子运动方程等效为单机无穷大母线系统形式,提出发电机聚合功角的分段模型,在此基础上,推导暂态稳定裕度解析表达式。利用在线获取的保护动作信息,快速计算故障后系统的暂态稳定裕度,并通过求取暂态稳定裕度的偏导,分别分析不对称故障下故障位置和故障持续时间对暂态稳定裕度的影响。最后,在四机两区系统和新英格兰系统中进行仿真分析,仿真结果证明了该方法的准确性和有效性。     

氧化锌避雷器式故障限流器对电力系统暂态稳定的影响

介绍了氧化锌避雷器式故障限流器的工作原理和分析模型,针对安装该种故障限流器的单机-无穷大系统,研究了不同工况下发电机的功角特性曲线,利用等面积定则详细分析了其暂态物理过程。在此基础上定义了一系列定量描述暂态稳定的指标,分别针对有无故障限流器2种情况,应用Matlab构建了单机和多机系统的仿真模型,分析了不同限流比、故障类型和故障切除时间下的系统暂态稳定特性。理论分析和仿真结果都表明:安装氧化锌避雷器式故障限流器,可有效抑制摇摆曲线的振荡幅度并缩短衰减周期,延长系统的极限切除时间,提高系统的暂态稳定能力。     

基于广域发电机状态信息的电力系统暂态不稳定性实时预测

基于两机群等值方法,将相平面轨迹几何特征判据推广应用于多机系统暂态不稳定性实时预测.为实现该不稳定性预测方案在可靠性和快速性的折衷,着重研究了失稳模式实时筛选和基于预测轨迹的不稳定性判别2项关键性技术.失稳模式实时筛选技术利用角度间隙作为指标选择主导模式搜索方向,并采用不稳定性条件作为搜索终止判据,从而使得搜索中所得主导模式随着轨迹发展逐渐逼近真实失稳模式;基于预测轨迹的不稳定性判别技术将只在参数时变性恶化系统稳定性时进行等值轨迹的预测,并基于该预测轨迹的几何特征判断系统是否稳定.IEEE 145节点系统和某实际电网系统的仿真计算验证了所提预测方案的有效性.     

基于电压时间序列的电力系统暂态电压稳定分析

基于实时获取的广域测量信息,提出一种利用机端电压幅值偏差序列的最大Lyapunov指数指标（LLE）与机端电压幅值序列相结合的暂态电压稳定判别方法。基于无需系统模型的LLE计算方法,建立LLE与机端电压幅值偏差序列的数学关系,根据最大Lyapunov指数曲线运动的轨迹特征,以及机端电压幅值变化率-电压幅值偏差（[Vmagcr-ΔVmag]）特性曲线的运动趋势,提出一种基于LLE与机端电压幅值偏差率的暂态电压稳定判据。针对多机系统,本文提出基于临界机组对的暂态电压稳定判别方法。将本文所提方法在IEEE10机     

电力系统暂态稳定性闭环控制（一）——简单电力系统暂态不稳定判别原理

随着广域动态信息测量系统的发展,发电机运动轨迹可以实时测量获得,使得暂态稳定性的闭环控制可能实现。通过研究角速度-功角相平面上拐点曲线附近的方向场,发现并证明了理想发电机运动轨迹由凹区域进入凸区域后系统暂态不稳定。提出一个由相轨迹斜率表示的形式简单、实时性强的不稳定判据,该判据为启动稳定控制措施提供依据。在PSASP中搭建的单机无穷大系统的仿真结果表明,所提不稳定判据适应不同的系统参数、故障类型以及复杂的多次扰动情况,具有快速性和准确性。     

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。     

基于广域量测信息的电力系统暂态稳定研究综述

暂态稳定是电力系统研究的重要内容,一直以来受到人们的关注。近年来,随着基于相量测量装置的广域测量系统日趋完善,实时获取全网动态响应数据成为可能,这为暂态稳定研究提供了新手段。文章从暂态稳定传统分析方法的改进、快速暂态稳定判据的研究、暂态稳定趋势预测以及暂态稳定控制4个方面,对广域量测信息在电力系统暂态稳定研究中的应用进行了综述,指出基于广域量测信息进行暂态稳定研究是未来的发展方向。     

电力系统暂态稳定性闭环控制（三）——基于预测响应的暂态不稳定闭环控制启动判据

尽管基于实时响应的不稳定判据可以快速启动稳定控制,但为了提高控制投入后阻止不稳定的效果、减小控制的代价,最好在必要时尽可能早地启动闭环控制。提出基于电力系统发电机实测轨迹的滚动预测未来轨迹的方法,使用预测轨迹判别暂态不稳定,并启动后续的稳定性闭环控制。IEEE 10机39节点系统和三华电网实际系统的仿真验证了该预测暂态不稳定后启动控制的准确性和快速性。     

基于模糊控制的多机系统暂态稳定分析

电力系统暂态稳定性的研究,对保证电网的安全与稳定具有重要的意义。文中提出了一种基于模糊控制的多机系统暂态稳定分析方法,该方法将模糊控制和电力系统稳定性理论有机的结合在一起,以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础,将发电机励磁系统的控制策略转化为模糊规则的形式,从而实现对多机系统的模糊控制。通过Matlab软件对三机系统进行数值仿真表明,与独立设计的AVR/PSS励磁控制器相比,以△ω、△ω为输入变量的模糊控制能更加有效的提高系统的暂态稳定性能,系统在不同的故障情况下具备较强的鲁棒性。     

基于响应的电网暂态稳定态势在线量化评估方法

广域测量系统工程化成熟应用为基于响应的电网暂态稳定分析与控制研究提供了新的契机,而暂态稳定态势在线量化评估是关键。以单机无穷大系统为例研究并证明不同观测支路比例段的静态和暂态稳定态势剖分特性,即同趋和同达失稳点特性。该剖分特性表明,可间接利用发电机端口外网络的相量测量装置有效测量信息评估电网暂态稳定态势的可行性。根据发电机转子加速度方程,严格推导电网任意机组对的等效单机系统虚拟功角特性正弦函数表达式,并基于该表达式,提出一种基于响应的电网暂态稳定裕度指标。用IEEE-9节点和新英格兰10机39节点系统进行仿真,验证了所提方法的有效性及工程可操作性,为基于响应的电网暂态稳定在线监控提供了有力的技术支撑。     

电力系统暂态稳定评估的特征选取

在对IEEE16机系统采用基于支持向量机的暂态稳定分类的特征选择的基础上,建立了IEEE50机453节点的暂态稳定分类初始特征样本集;同样采用基于主成分和遗传算法的方法对IEEE测试系统进行特征选择,通过主成分分析得到32个综合特征;运用遗传算法选取类内类间距离最大的一组综合特征进行分析,选出特征子集;用SVM对所选的特征进行测试,达到较高的预测率;同时,分析所选出的特征子集,比较16机系统与50机系统的异同,使模型更具有泛化性。     

电力系统暂态稳定评估的特征选取

在对IEEE16机系统采用基于支持向量机的暂态稳定分类的特征选择的基础上,建立了IEEE50机453节点的暂态稳定分类初始特征样本集;同样采用基于主成分和遗传算法的方法对IEEE测试系统进行特征选择,通过主成分分析得到32个综合特征;运用遗传算法选取类内类间距离最大的一组综合特征进行分析,选出特征子集;用SVM对所选的特征进行测试,达到较高的预测率;同时,分析所选出的特征子集,比较16机系统与50机系统的异同,使模型更具有泛化性.     

基于广域响应的大电网暂态稳定判别原型系统

基于响应的暂态稳定判别与控制技术是当前电力系统安全稳定领域的研究热点。目前已经提出了多种不同原理的暂态稳定判别技术,但距工程应用尚需解决很多问题。为分析比较各种判别技术的有效性和适用性,开发了一个基于广域响应的大电网暂态稳定判别原型系统。原型系统以PMU实时量测数据作为输入,分别实现了多种基于响应的暂态失稳判别技术的实时评估与可视化展示。介绍了原型系统的框架结构设计、功能模块实现和工程应用情况,并从时间尺度、数据量测以及控制策略生成等方面为基于响应的暂态稳定控制的下一步发展方向提出了建议。工程应用表明所开发的原型系统具有较好的使用价值,是分析比较各种基于广域响应的暂态稳定判别技术的有效工具。