考虑暂态稳定约束的联络线最大传输功率计算

由于确定电力系统联络线最大功率时要考虑其故障时对系统暂态稳定的影响,故提出了一种基于能量函数灵敏度的考虑暂态稳定约束的联络线最大传输功率计算方法。该法首先确定网络在临界或失稳情况下的能量裕度及能量裕度对各发电机有功出力的灵敏度,再用等步长法和二分法按各发电机能量裕度灵敏度的大小调整有功出力,结合时域仿真法的判稳校验求出考虑暂态稳定约束的联络线极限传输功率。该法计算简单、快速,较好的解决了考虑暂态稳定约束后计算负担过重和直接法偏于保守的问题。2个算例仿真测试证实了该法的有效性。     

考虑联络线暂态稳定性约束的最优潮流计算

提出了一种考虑联络线暂态稳定性约束的最优潮流计算方法,利用等微增率准则及其近似线性的特性,通过寻找发电机有功出力变化量与联络线输送有功变化量之间的关系快速确定联络线输送功率的极限,并用此极限值作为最优潮流中的不等式约束.该方法较好地解决了考虑暂态稳定约束后计算负担过重的问题.在一个简化的系统上对文中提出的方法进行了验证,证明了其有效性.     

水电机组调速特性对联络线极限传输功率影响分析

在某地区电网现有网架基础上分别就考虑和不考虑水电机组调速特性两种工况进行了仿真分析,得出了两种工况下的联络线极限传输功率。考虑水电机组调速特性时联络线的极限传输功率有一定程度的提高;但对于纯水电机组构成的电网,水电机组在故障情况下的动态反调特性对联络线的极限传输功率也有一定的制约作用。     

考虑次要失步机群的大区电网失步解列配置

通过对大规模电网的失步仿真研究发现,当系统失步时失步机群可能会呈现为主要失步机群和次要失步机群2种失步模式。主要失步机群决定着整个大区电网的失步中心断面联络线,而次要失步机群不能决定整个大区电网的失步中心断面联络线。该现象将导致通过捕捉失步断面电压最低点（失步中心）寻找失步断面联络线的方法一般只能将主要失步机群分开,却未必能够将次要失步机群也合理分布到与之同调的机群之中。因此,工程中应结合系统离线仿真分析,尽可能对有可能成为次要失步模式的机组安装失步解列装置,以作为一种后备,防止次要失步模式机组扰动系统,造成事故扩大。     

联络线随机功率波动对其输电能力影响的分析方法

目前中国华北—华中特高压同步电网正常运行时,特高压联络线上经常会出现较大幅度的随机功率波动现象,有可能对联络线的传输能力造成不良影响。针对这一实际问题,文中在分析特高压联络线随机功率波动的波形、周期、幅值等特性基础上,提出了一种可以定量分析联络线随机功率波动对其输电能力影响的准稳态分析方法。该方法通过在负荷上叠加功率波动来模拟产生特高压联络线功率波动,从而可以计算出联络线功率波动和输电能力之间的定量关系。利用该方法分析了特高压联络线上功率波动对考虑暂态稳定限制时联络线输电能力的影响,研究结果可为特高压同步电网的安全运行提供理论参考。     

面向大容量直流闭锁的暂态稳定紧急切机控制策略研究

在交直流混合系统中,大容量高压直流线路闭锁造成的永久性功率冲击将引起送端交流系统机组不同程度的加速运动,可能造成送端机组失步运行。主要对大容量直流输电线路闭锁后的切机策略展开研究。首先分析比较了直流闭锁故障与短时功率冲击对送端系统稳定性的不同影响,提出了三角形近似法求取切机总量,改善了控制总量预估的保守性。然后从减速能量角度定义切机灵敏度指标,基于此形成切机比例上限约束下的切机量分配方案。在搭建的典型两区域交直流混合电网进行了仿真分析,验证了所提方法的有效性。该方法能够充分发挥领先机群中高灵敏度机组对于暂态稳定恢复的影响,可有效减少切机量,降低暂态稳定控制代价。     

输电断面潮流的暂态稳定约束

为了电网实时运行监视和电网运行人员掌握方便,控制一组联络线有功潮流和不越限的策略在实际电网运行中被普遍采用,对电网中各输电断面进行暂态稳定分析计算是电网运行方式工作中的一项重要内容。针对输电断面潮流的暂态稳定约束问题,提出了基于运行模式的分析方法。分析表明,运用模式分析方法求解该问题,不需要人为多次调整机组出力,计算更简捷、准确。     

多维空间中断面热稳定安全域边界特性

提出一种计及"N-1"约束的多维空间中断面热稳定安全域边界的构建和分析方法。该方法首先通过计算系统各发电机组出力变化对断面线路的功率传输转移分布因子(PTDF),确定对断面功率传输极限影响显著的敏感机组(机群);以敏感机组(机群)的有功出力为多维空间坐标轴,以潮流可行和"N-1"约束为判据,在多维空间中搜索断面传输极限点并形成断面热稳定安全域的边界。该边界刻画了断面功率传输极限随各敏感因素的变化情况,能为运行控制提供更丰富、更准确的运行信息;更进一步分析表明该安全域边界具有较好的超平面近似特性,便于进一步实现安全域的快速计算和讨论安全域在各种优化控制问题中的应用。文中方法已在中国南方某电网运行方式计算中得到应用。     

基于单机等面积的暂态稳定切机切负荷策略及算法

根据单机等面积定则定义了基于动态单等值机群的加速面积与减速面积，提出了切机切负荷紧急控制算法。对基于动态单等值机群的稳定裕度与基于动态二等值机群相对运动的加速面积与减速面积进行了比较研究，在理论上揭示了系统在故障期间获得的动能等于前向机群的动能与后向机群的动能之和，故障切除后系统能够吸收的能量(最大减速面积）等于前向机群能够吸收的能量与后向机群能够吸收的能量之和。利用单机等面积法得到发电功率切除量与负荷功率切除量估计值，在此基础上利用时域仿真校定系统得到了总发电功率切除量。基于单等值机群的方法在理论上解释了切负荷对暂态稳定的影响，算例结果验证了上述算法的正确性，该方法可用于准实时切机策略的决策与更新。     

基于区间联络线能量预测的暂态稳定紧急切机控制（一）机理与方法

随着PMU/WAMS技术的广泛应用,基于广域响应的暂态稳定紧急控制技术已成为可能。针对互联电网区间暂态失稳,分析扰动后区间联络线功率的动态特征及其与系统不平衡能量的关系,提出一种基于区间联络线能量预测的暂态稳定紧急切机方法。根据扩展等面积法则建立振荡中心所在联络线的功率-相角差相平面,映射系统暂态能量变化,并以此计算联络线的紧急调节功率。系统运行中,根据地区特征发电机的受扰响应刷新切机序位表,并利用离线计算得到的功率转移分布因子实现在线切机功率分摊计算,制定基于最小代价的紧急切机策略。所提方法无需健全广域测量,计算效率高。     

考虑电压和暂态稳定性的可用输电能力计算

提出一种同时考虑电压和暂态稳定约束计算可用输电能力（available transfer capability, ATC）的新方法。首先以ATC为目标,通过最优潮流法求得在最优点（负载能力最大点）的发电机出力;然后以追求系统暂态稳定裕度最大为目的,优化系统中各发电机的出力,并以此确定连续潮流最优的发电机出力增长方向;最...     

Decomposition-coordination strategy to improve power transfer capability of interconnected systems

The maximum power transfer across critical corridors or interfaces is limited by various system constraints such as thermal, voltage, and stability limits. In an open transmission access environment, these constraints would be deeply influenced by the interactions among the path flows in different control areas. In particular, small signal stability, commonly in the form of low frequency oscillations, is considered a crucial factor since it limits the power transfer capability of transmission paths in interconnected multi-area systems. Based on such considerations, the focal point of this paper will be a new approach to coordinating the path transfers across multiple control areas, giving exclusive attention to the small signal stability. The differential eigenvalue method is used to derive the damping ratio constraints for satisfying the small signal stability criteria which are linear inequality constraints expressed in terms of the control parameter. Using Bender’s decomposition, the proposed methodology is formulated as a master problem and a set of sub-problems, each associated with one area motivated by the improvement of the overall computational efficiency via parallel processing. The performance of the decomposition-coordination method is illustrated with a 68-bus system from which it might be deduced that inter-area transfer margin could be improved by reasonable rescheduling of the neighboring tie-line flows.     

Impact of FACTS controllers on the stability of power systems connected with doubly fed induction generators

The increasing power demand has led to the growth of new technologies that play an integral role in shaping the future energy market. Keeping in view of the environmental constraints, grid connected wind turbines are promising in increasing system reliability. This paper presents the impact of FACTS controllers on the stability of power systems connected with wind energy conversion systems. The wind generator model considered is a variable speed doubly fed induction generator model. The stability assessment is made first for a three phase short circuit without FACTS controllers in the power network and then with the FACTS controllers. The dynamic simulation results yield information on (i) the impact of faults on the performance of induction generators/wind turbines, (ii) transient rating of the FACTS controllers for enhancement of rotor speed stability of induction generators and angle stability of synchronous generators. EUROSTAG is used for executing the dynamic simulations.     

Modelling and performance of fixed-speed induction generators in power system oscillation stability studies

This paper describes the modelling and performance effects of induction generator-based wind farms on the oscillation stability of power systems. For groups of 5, 10 and 20 induction generators, it is established that the basic dynamic properties of each group of generators are similar to those of a third-order equivalent machine model whether the generators are evenly loaded or unevenly loaded. The paper analyses the impact of induction-based wind generation on oscillation stability for multi-machine systems as applied to the standard IEEE 30 bus system. The effects of load model representation, system loading, generator output and transmission line network parameters are considered. In general, the multi-machine system is shown to be well damped under all normal operating conditions.     

Application of coherency and reduced order models to transient stability studies

Study of the transient stability of a large and interconnected power system requires a great deal of computational time. To reduce that time, power system equivalents are employed. A simplified transient stability method, based on the values of the ‘stability measures’, is presented in which generators with small swing are replaced by a new equivalent model, and appropriate simplified models are used for the rest of the generators. Results of this study are used to identify coherent groups of generators. Replacing coherent sets by their equivalent generators will further reduce the size of the system. The validity and accuracy of the method is demonstrated by stimulated tests on a sample power system.     

考虑电压稳定约束的无功优化新模型

为了提高电力系统的安全水平,有必要在无功优化中考虑静态电压稳定约束.现有模型以发电机组恒定不变的无功上下限值来确定电压稳定极限,由此可能导致无功的优化运行不满足实际发电机组的运行极限约束.建立了一种含静态电压稳定约束的无功优化新模型.其中,目标函数为正常状态的有功网损最小,约束方程包括正常状态和临界状态的潮流及其他安全约束和电压稳定裕度约束.由于采用一组基于发电机运行极限图的分段函数来准确反映发电机组的无功限制,从而克服了现有模型可能违反发电机组运行极限约束的问题.采用预测-校正原对偶内点法来求解无功优化新模型,通过IEEE30节点系统的仿真计算,验证了本文所建模型的可行性.     

感应发电机暂态电压稳定性定量分析

比较了感应发电机和感应电动机的暂态电压稳定特性;对应于感应电动机的暂态电压稳定判据,提出了感应发电机的暂态电压稳定判据及相应的稳定裕度定义。其中综合考虑了节点电压和转子转速的影响,合理设计了多判据的执行流程,以保证远离临界条件时的快速性及接近临界条件时的准确性。用反复仿真试探到的暂态电压稳定的故障临界切除时间作为标准,考核基于上述稳定裕度的灵敏度分析算法。仿真结果证实,上述判据及裕度指标可以准确反映感应发电机的电压稳定程度。     

考虑暂稳约束下含TCSC联络线的传输能力

可控串补(TCSC)通过改变线路电抗值即改变网络结构来实现对系统的控制.随着现代电力系统的发展,系统规模越来越大、电压等级越来越高,电网输送能力赶不上负荷的需求、而电力市场化运营又需要系统采用更多的控制手段,在输电电网中应用TCSC来增加输电能力、控制系统潮流、提高系统稳定性显得尤为迫切.文中研究输电线路安装了TCSC...