一种基于发电机对相对能量的电力系统临界机群快速辨识方法EI北大核心CSCD

准确辨识临界失稳机组是暂态稳定分析的关键。该文在推导基于发电机机组对的相对暂态动、势能函数基础上,根据机组对在故障切除时刻和故障切除后两个时步内的相对能量聚集特性,采用两阶段聚类分群算法,对故障切除后极短时间内系统的临界机群进行了辨识。由于相对能量函数的计算不依赖于全系统的网络拓扑参数或故障位置信息,仅需实时采集系统中少量的发电机机端电气状态量,减小了因候选集合漏选重要机组带来的辨识误差,且计算相对简单,缩短了辨识时间。新英格兰10机39节点系统、IEEE 145节点系统算例结果验证了该方法的正确性和有效性。     

一种基于故障轨迹的暂态能量裕度计算方法

基于系统故障轨迹求取系统暂态能量裕度可以解决暂态能量函数法的模型适应性问题,在电力系统暂态稳定评估中具有重要意义。深入研究了去掉线性路径假设导致的部分区间内无法沿故障轨迹计算暂态势能的问题,并提出以故障清除时刻为暂态势能参考点和补偿裕度的概念,给出了一种沿故障轨迹的暂态能量裕度计算方法。仿真计算表明了该方法的有效性。     

一种基于故障轨迹的暂态能量裕度计算方法

基于系统故障轨迹求取系统暂态能量裕度可以解决暂态能量函数法的模型适应性问题,在电力系统暂态稳定评估中具有重要意义.深入研究了去掉线性路径假设导致的部分区间内无法沿故障轨迹计算暂态势能的问题,并提出以故障清除时刻为暂态势能参考点和补偿裕度的概念,给出了一种沿故障轨迹的暂态能量裕度计算方法.仿真计算表明了该方法的有效性.     

基于WAMS受扰电压轨迹簇特征的电力系统暂态稳定性预测

为了能够实现快速实时的暂态稳定性预测,提出了一种基于故障后发电机端电压受扰轨迹簇特征的电力系统暂态稳定性预测方法。首先通过WAMS系统获取故障后发电机端电压受扰轨迹簇信息,利用电压轨迹簇的几何属性定义了29个特征指标,然后利用Relief算法从中筛选出与系统暂态稳定性密切相关的广域故障特征指标子集,并利用支持向量机(SVM)构造电力系统暂态稳定性预测器。以新英格兰10机39节点系统为例,对所提出的暂稳预测器的性能进行了大量测试。结果表明,相较于已有研究应用故障后发电机电压数据进行的暂态稳定性预测,所提出的基于广域故障特征的暂稳预测器能有效提高电力系统暂态稳定性预测的准确性(预测准确率由94%提高到96%以上)。另外,特别是对于不完全WAMS信息的暂稳预测、对未知运行方式和未知拓扑结构的电力系统暂稳预测具有独特的优势,显著提高了暂稳预测系统的鲁棒性(预测准确率均能达到94%以上)。     

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。     

基于网络信息的暂态稳定性定量分析--支路势能法

基于结构保持的多机电力系统拓扑暂态能量函数，分析了故障后暂态势能在网络中的分布变化特点，提取出基于网络信息的系统失去稳定时的关键特征量，以构建仅依赖网络信息的以支路势能分析为基础的可定性且可定量评价系统暂态稳定性的方法-支路势能法。该方法建立于电力系统网络信息的动态响应轨迹的基础上，指标的计算简单方便，不仅可用于第一摆、且可应用于多摆的稳定性评价，同时还可用于系统失稳模式、脆弱输电环节的识别，且具有在线应用的潜力。NEW ENGLAND 10机系统的仿真算例验证了该方法的有效性。     

基于BCU法的多故障暂态稳定约束最优潮流计算

基于稳定域边界的主导不稳定平衡点（BCU）方法,求解暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度,再将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中,建立含多故障暂态能量裕度约束的最优潮流逐次线性规划模型。通过常规潮流计算、基于BCU法的暂态稳定及暂态能量裕度灵敏度计算、基于单纯形法的线性规划算法的交替求解,获得最优解。并对BCU方法和故障模式法进行了比较,在上述的交替求解过程中,故障模式法并不能保证能求出主导不稳定平衡点,但BCU方法能够给出可靠结果。新英格兰10机39节点系统的计算结果验证了所提方法的有效性。     

基于稳定域边界理论的暂态稳定指标及其应用

基于故障后电力系统稳定域边界的隐式方程,提出了隐式的暂态稳定指标,并利用稳定域的二次近似方法给出了该暂态稳定指标的一个近似估计.进一步,将所得的暂态稳定指标应用于临界切除时间计算和故障排序,其中临界切除时间由求解暂态稳定指标和切除时间的拟合二次方程得出,故障的严重程度排序由比较该暂态稳定指标直接得出.最后,在IEEE 3机9节点和新英格兰10机39节点系统中进行的仿真结果验证了所提出的暂态稳定指标的准确性.     

基于BCU法的多故障暂态稳定约束最优潮流计算

基于稳定域边界的主导不稳定平衡点(BCU)方法,求解暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度,再将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中,建立含多故障暂态能量裕度约束的最优潮流逐次线性规划模型.通过常规潮流计算、基于BCU法的暂态稳定及暂态能量裕度灵敏度计算、基于单纯形法的线性规划算法的交替求解,获得最优解.并对BCU方法和故障模式法进行了比较,在上述的交替求解过程中,故障模式法并不能保证能求出主导不稳定平衡点,但BCU方法能够给出可靠结果.新英格兰10机39节点系统的计算结果验证了所提方法的有效性.     

考虑发电机性能差异性的励磁顶值电压优化配置方法

发电机强励紧急控制配合具备高顶值电压的励磁系统,可充分发挥机组强励功能,改善电网暂态稳定性。发电机励磁系统通常按照统一标准设计,无法兼顾实际故障下机组能够发挥的不同调节性能。考虑调节性能差异性后对发电机实施差异化控制或差异化配置控制参数,可有效优化网源协调性。提出一种考虑机组性能差异性的励磁顶值电压优化配置方法,利用系统暂态稳定裕度指标相对机组励磁顶值电压的灵敏度衡量不同临界机的调节性能,根据灵敏度大小对临界机组励磁顶值电压进行差异化配置。在修改的10机39节点交直流混联系统中,仿真研究表明:差异化配置励磁顶值电压能较好改善系统暂态稳定性,提升区域联络线输送功率,严重故障冲击下对系统暂态稳定性提升作用更显著。     

修正的暂态能量函数及其在电力系统稳定性分析中的应用

针对电力系统稳定性分析中混合算法的缺点,本文推导了修正的暂态能量函数,并提出用其代替暂态能量函数的改进混合算法。仿真分析结果说明了由改进混合算法获得的稳定性裕度曲线更便于进行稳定性极限参数和临界故障切除时间分析。文章最后通过比较在３９节点１０发电机电网上获得的两种不同的能量函数能量裕度曲线说明了本文对混合算法的改进。     

基于网络的电力系统暂态能量的计算

在保留网络结构的多机电力系统模型的基础上,提出了故障后系统各支路上暂态计算方法,并在电机及多机电力系统中讨论了系统的暂态能量在输电网中的分布,分析了系统在稳定以及不稳定情况下网络中暂态能量的变化规律,为基于网络的暂态稳定性分析提供了途径。     

基于改进能量函数法的暂态稳定评估应用研究

电力系统暂态稳定评估（TSA）关系到电力系统安全稳定运行,传统的TSA分析方法——能量函数法虽然可靠有效,但仍存在问题。本文通过分析能量函数法所涉及的模型的建立、能量函数的构造、临界能量的确定,指出存在的问题,提出改进建议。     

Transient stability evaluation method based on kinetic energy of postfault trajectories

It is very important to maintain supply reliability in the deregulated environment. The transient stability problem is one of the major concerns in studies of planning and operation of power systems. Time domain simulation is currently the best available tool for allowing the use of detailed models and for providing reliable results. The main limitations of this approach involve long computation times. Therefore, this paper proposes a transient stability evaluation method using minimum transient kinetic energy of postfault trajectories. This method can estimate critical clearing times with only two points of the minimum transient kinetic energy, regardless of whether the trajectories after the clearing time are stable or unstable. The validity of the proposed method is shown by simulation studies with the IEEJ EAST 10‐machine 47‐bus system. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 174(3): 18–24, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21018     

A Study of Total Transient Energy During the Fault Period

The total transient energy accumulated during the fault period is an important factor affecting power system dynamics. In this paper, we present a study of the total transient energy. First, we analyze the characteristics of energy interchange during the fault period. Then, an expression is developed based on characteristics analysis to estimate the total transient energy. Such an expression allows us to study how a fault, in terms of its magnitude, clearing time, and location, affects the total transient energy. Especially, the distribution factors of the total transient energy are defined based upon the expression to analyze the impact of fault location. It is found that for a fault with the given magnitude and clearing time, the total amount of total transient energy mainly depends on the difference in the distribution factors. Furthermore, it is found that the distribution factors can be applied to the identification of potential critical fault locations, the identification of coherent generators, and the identification of critical generators. The analysis results and their applications are demonstrated in the IEEE 9-bus system and the IEEE 39-bus system.     

Transient stability output margin estimation based on the energy function method

In this paper, a new method of estimating the critical generation margin (CGM) in power systems is proposed based on transient stability diagnostics. The proposed method can directly compute the stability limit output for a given fault based on the transient energy function method (TEF). Since CGM can be directly obtained by the limit output using estimated P‐θ curves and is easy to understand, it is more useful than the conventional critical clearing time (CCT) of the energy function method. The proposed method can also estimate CGM as a negative value, which means instability in the present load profile, and so a negative CGM can be directly used as a restriction on generator output. The accuracy and fast solution ability of the proposed method are verified by applying it to a simple 3‐machine model and IEEJ EAST10‐machine standard model. Furthermore, the usefulness of the method for severity ranking of transient stability for various fault cases is discussed by using CGM. 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 173(3): 10–19, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/ eej.21035     

基于轨迹信息的暂态稳定裕度研究

以详细数值积分得到的轨迹信息为基础,利用轨迹暂态能量函数的概念和思想,提出了一种理化系统稳定性的方法,即构造了暂态稳定指标ＳＩ和不稳定指标ＵＩ,数值仿真结果表明,所构造指标是合理和有效的。该方法克服了数值积分只能定性分析不能定量分析稳定性的缺点,同时具有数值积分的优点－－广泛的模型适用性。     

基于暂态能量函数线性规划法的切负荷算法

随着电力系统规模的不断扩大,系统的安全运行越来越受重视。当系统发生故障并清除后仍不能保证稳定运行,则需要切机切负荷。提出一种计算暂态稳定情况下的切负荷算法,为系统的安全评定提供新途径。该方法以电力系统暂态能量函数法为基础,运用线性规划理论快速计算线路的潮流极限,从而计算负荷点的切负荷量,大大降低了计算量。仿真结果证明了该方法的可行性。     

分层切负荷的暂态能量函数(TEF)分析

远方电源端切机受端切负荷,是大容量远距离输电系统通常的稳定控制措施。本文从能量函数角度研究了这两类措施对系统稳定性的影响,重点分析了分层切负荷措施的合理性。指出分层切负荷情况下的系统暂态过程是变结构问题。对不同操作场景下能量值和势能参考点的归一化作了有效地处理,提出了切负荷灵敏度的概念,并给出了简洁实用的表达形式。分析结果证明这些处理对于大容量远距离输电系统的暂态稳定分析是有效的。     

暂态能量函数法在地区电网黑启动辅助决策中的应用

电网黑启动是一个包含了发电厂启动、电网调度和运行的复杂动态过程,其电网路径及孤立电网闭环点的选择一直是困扰调度人员的核心问题。由于黑启动中的电网处于孤立状态,其暂态稳定性是衡量电网强壮程度的一个重要指标,文中提出利用暂态能量函数法对黑启动路径和闭环等问题进行量化分析和择优选择。根据该方法编制的黑启动辅助决策软件已成功应用于广东多个地方电网的黑启动方案设计中,通过2个应用实例说明了该方法的有效性。