基于暂态势能控制的储能提高暂态稳定性研究

为研究储能电源快速提高电力系统的暂态稳定性,提出一种基于支路暂态势能控制的方法。利用储能电源的快速能量转换能力消纳电力系统扰动过程中被注入的过剩暂态动能,将系统内临界割集的支路暂态势能控制在有限范围内,实现电力系统暂态过程中动能与势能的有效转换。通过电力系统分析综合程序PSASP的用户自定义建模模块,构建反应储能电源特性的储能电源暂态模型并定义了暂态稳定评价指标。仿真分析结果表明,所提方法和研究结果对于储能电源提高电力系统暂态稳定性具有指导意义.     

基于Hamiltonian理论的受控电力系统暂态稳定分析方法

从电力系统暂态能量函数出发，应用哈密顿系统理论首次提出新的李亚普诺夫函数。用该函数分析了具有切机切负荷稳定控制的简单电力系统的暂态稳定性。对单机无穷大系统的测试仿真结果表明：按该稳定性条件的切机控制能有效改善故障后系统的功角稳定性。最后指出了该研究的应用前景。     

基于并网型双馈感应发电机的风电场暂态稳定性研究

为保障在电网故障或高风速工况下含风电场电力系统仍能稳定运行,提出了一种通过增加桨距角控制来改善并网风电场暂态稳定性的方法,通过调节风轮与风向的夹角,降低风力机的输出功率.研究了基于大规模双馈感应发电机的风电场暂态稳定性.在Matlab/Simulink平台中搭建了具有支撑风电场暂态稳定性的桨距角控制模型和双馈风电机组的风电场模型,通过对包含风电场的电力系统仿真,验证了桨距角控制对风电场暂态稳定性的贡献.仿真结果表明:桨距角控制能够有效降低高风速下风电机组的机械转矩,提高了风电场实现低电压穿越的能力,确保风电机组持续运行及电网安全稳定.     

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.     

现代电力系统暂态稳定控制研究综述

现代电力系统的发展使其稳定性问题日趋重要,而暂态稳定控制又是稳定性研究的重中之重.文章简要介绍了当前电力系统的发展特点及其稳定控制的重要性,总结了近年来非线性控制技术在暂态稳定控制中的应用情况,按控制对象分类讨论了各控制对象的稳定控制研究现状,并讨论了控制的综合与协调问题,最后指出了当前稳定分析与控制研究的主要任务.     

显辛算法在电力系统暂态稳定性计算中的应用

数值仿真计算一直是电力系统暂态稳定计算的一种有效手段之一.特别是针对当前大规模的电力系统离线计算,寻找一种可靠的暂态稳定计算的数值计算方法是很有必要的.为此,文中提出了一类显式辛Runge-Kutta-NystrOm法的辛算法,该算法应用在电力系统暂态稳定性计算中可以避免人为的引入耗散机制,且能够保持系统的结构特征,与传统的龙格库塔法相比具有较好的收敛精度和较快的计算速度,同时能够用较大的积分步长.将其应用在IEEE145节点系统上,该仿真计算的结果表明文中介绍的显辛算法能够显著提高电力系统暂态稳定性计算的精度和速度.     

FACTS装设地点的定量评估及优化

利用EEAC对电力系统暂态稳定性严格量化的能力,可以精确地评估各种连续或离散的变化对 稳定程度的影响。如果要快速地评估FACTS对暂态稳定性的影响,优化其装设地点,则还可 以简单地用稳定裕度对FACTS设备主回路参数的灵敏度系数来量化紧急控制效果。取可控串 联补偿和可控移相器为例,通过对华中网的数值仿真验证了上述方法的有效性。     

交直流电力系统关联测量分散励磁控制

介绍了交直流电力系统关联测量分散励磁控制的建模方法和控制规律的求取, 所得控制规律既可以分散实现,又能保证全局稳定且性能最优.通过一个典型交直流电力系统(EPRI-36系统)的小干扰稳定计算和暂态仿真表明,关联测量分散励磁控制下的闭环系统在功角稳定性、电压调节精度以及小干扰稳定性方面均优于常规励磁附加PSS.从特征值比较看,关联测量分散励磁控制下的小干扰稳定性可以接近全状态量反馈控制时的性能.     

基于径向基函数网络的暂态稳定极限估计与预防控制

应用径向基函数网络进行电力系统中关键线路暂态稳定极限功率的在线估计,并结合训练后径向基函数网络所包含的输出对输入的偏导信息。提出了一种暂态稳定预防控制决策的方法。山东烟台一威海电网的实例仿真结果表明：径向基函数网络能够准确估计暂态稳定极限,包括关键线路极限功率和发电厂出力极限;所产生的预防控制决策可以防止发生预想事故后系统失稳,有效提高系统的暂态稳定性。     

TCSC与发电机励磁的分散线性最优协调控制

针对电力系统非线性特性,采用反馈线性方法,以改善电力系统暂态稳定性为目标,应用线性二次型最优控制理论探讨了TCSC和发电机励磁系统的分散协调控制规律。最后应用Matlab软件对单机无穷大系统进行仿真试验,结果表明：所设计的控制规律能有效提高系统暂态稳定性。由于控制信号实现了本地化,本文所设计控制器具有一定工程实用性。     

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。     

Enhancement of power system dynamic performance through an on-line self-tuning adaptive SVC controller

Static VAr compensators (SVC) are used for voltage control of long distance bulk power transmission lines. By using a supplemental control loop an SVC can also be used to improve the dynamic and transient stability of a power system. Use of a self-tuning adaptive control algorithm as a supplementary controller for the SVC is presented in this article. The control derived is based on a pole-shifting technique employing a predicted plant model. Simulation studies on a simple power system model showed rapid convergence of the estimated plant parameters with an extremely good damping profile. The controller has been tested for ranges of operating conditions and for various disturbances. The effectiveness of the adaptive damping controller was also evaluated through an ‘optimized’ PI controller.     

改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性研究

提出了改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性的措施以实现风电场的低电压穿越(low voltage ride through, LVRT)功能。目前，大部分基于双馈感应发电机的变速风电机组不具有故障情况下的暂态电压支持能力，当电网侧发生严重短路故障时，风电场的暂态电压稳定能力会影响到电网安全稳定。该文在DIgSILENT/PowerFactory中建立了具有暂态电压支持能力的变速风电机组转子侧变频器控制模型及用于故障后稳定控制的桨距角控制模型，通过包含风电场的电力系统仿真计算验证了模型的有效性及其对风电机组和电网暂态电压稳定性的贡献。仿真结果表明，当电网侧发生三相短路故障时，风电机组转子侧变频器暂态电压控制能够控制风电机组发出无功功率支持电网电压；桨距角控制能有效降低变速风电机组机械转矩，避免出现风电机组超速及电压失稳。得出结论：采用变频器暂态电压控制及桨距角控制能够改善基于双馈感应发电机的并网风电场的暂态电压稳定性，确保风电机组低电压穿越(LVRT)功能的实现及电网安全稳定。     

基于数值积分法灵敏度的快速切负荷算法

快速切除负荷是电力系统在故障后保障稳定的一种常用措施，作者以工程上普遍采用的发电机组最大相对摇摆角小于某一给定值的暂态稳定约束函数。然后基于数值积分法给出了暂态稳定约束函数相对于切负荷控制量的灵敏度计算公式，并在基础上提出一种新的切负荷算法。由于求解1次所有控制量灵敏度的计算量只相当于计算2次暂态稳定。该算法能快速地计算出使系统保持稳定的切负荷量。此外，该算法还具有原理简单，不存在收敛性问题、控制效果好等特点。     

“风火打捆”交直流外送系统的暂态稳定控制研究

"风火打捆"交直流外送是未来千万千瓦级风电能源基地电力外送的重要方式之一,亟需掌握"风火打捆"交直流外送系统的稳定特性及其机理。功角是反映系统暂态稳定性的主要标志,分析了双馈电机的功角快变特性和"风火打捆"系统等值机械转动惯量对火电机组功角暂态稳定性的影响。针对系统的暂态稳定性问题,提出了一种附加控制策略,并设计出控制装置样机,可提高"风火打捆"系统的暂态稳定性。基于所提附加控制策略的试验样机通过了实时数字仿真器(Real Time Digital Simulator,RTDS)的闭环验证,结果表明:该附加控制策略通过改变直流输送功率和调节风机的有功输出,消除或减小了系统在暂态过程中的瞬时不平衡功率,增强了直流系统和风机对火电机组的等效阻尼作用,有效抑制了火电机组的功角摇摆幅度,提高了"风火打捆"系统的暂态稳定性。     

Development of a WAMS based test platform for power system real time transient stability detection and control

The real-time transient stability detection and emergency control technology based on wide area response has become a hot research area in power system stability studies. Several different technologies have been proposed, but lots of problems remain to be solved before they can be applied in practice. A wide area measurement system (WAMS) based test platform is developed for transient stability detection and control. This platform can provide a real-time operation environment, which can effectively compare and analyze the validity and practicability of these transient stability detection technologies. According to the measured perturbed trajectories from the actual power system or the Real-Time Digital Simulators (RTDS), the platform can realize the assessment and visual result presentation of various responses from different transient instability detection technologies. The test platform can be applied to different power systems and it is convenient to embed new transient instability detection modules. The hardware and software structure, function modulus and engineering applications are presented. The application in actual power system shows that it has a good application perspective.     

电力系统暂态稳定影响因素的分析

电力系统暂态稳定影响因素的分析对电力系统暂态稳定性、电力系统的安全运行和暂态稳定预防控制都有着重要意义。影响电力系统暂态稳定的主要因素分别为故障类型、运行方式、微机保护的故障切除时间等。本文通过使用华中科技大学研发的WDT-Ⅲ电力系统综合自动化试验台进行暂态稳定实验,并对获取的实验数据进行了分析研究,实验结果表明,三种因素对电力系统暂态稳定具有不同的影响。实验结果分析对提高电网暂态稳定分析具有一定的参考价值。     

电力系统暂态稳定计算的在线应用

暂态稳定计算中直接法计算速度快，能对暂态稳定进行定量分析，但是在模型的详细程度、准确度和可靠性方面都无法和时域仿真法相比，而时域仿真法由于考虑较复杂的模型，计算时间较长。文章首先应用快速暂态计算求取系统暂态稳定裕度，对系统故障进行排序，对筛选出的故障做考虑复杂模型的时域仿真法校验计算，从而实现了在线稳定分析。文中所论述的在线稳定计算方法在甘肃电网中得到了应用，取得了较好的效果，同时对实际电网中出现的问题，在方法上进行了改进，增强了方法的实用性。     

Transient Stability Analysis for Sohio Prudhoe Bay Emergency Power System

Small isolated automatic power systems of the types similar to the emergency power system at Prudhoe Bay are susceptible to stability problems. These power systems, having two or more generator sets operating in parallel with remarkably different mechanical and control characteristics, require transient stability analysis. The design of the Prudhoe Bay emergency power system is discussed, as are stability problems such as severe transient overload, voltage drop, and frequency drop, which are likely to occur and can cause catastrophic shutdowns during the emergency conditions. The conclusions drawn are that 1) a load sequencing and load blocking control scheme must be provided to control the automatic loads at Prudhoe Bay, and 2) stability analysis should be considered essential in the planning and design phases of similar power systems so that compatible generator units and appropriate load control schemes can be selected.     

Development of a WAMS based testplatform for power system real timetransient stability detection and control

The real-time transient stability detection and emergency control technology based on wide area response has become a hot research area in power system stability studies. Several different technologies have been proposed, but lots of problems remain to be solved before they can be applied in practice. A wide area measurement system (WAMS) based test platform is developed for transient stability detection and control. The design as well as main function modules of the platform are introduced. In addition, three generator power angle prediction methods and six response based transient instability detection technologies are given. Results of engineering application demonstrate that the developed test platform can provide a real-time operation environment, which can effectively compare and analyze the validity and practicability of these transient stability detection technologies. Based on the measured perturbed trajectories from actual power systems or the Real-Time Digital Simulators (RTDS), the platform can realize the assessment and visual result presentation of various responses from different transient instability detection technologies. The test platform can be applied to different power systems and it is convenient to embed new transient instability detection modules. Meanwhile some deficiencies and shortcomings in engineering application are pointed out and corresponding suggestions are given. In conclusion, the hardware and software structure, function modulus and engineering applications are presented. The application in actual power systems shows that it has a good application perspective.