基于信号能量综合指数的电网电压稳定性能研究

针对传统电压稳定分析主要依据稳态代数方程理论的特点,提出了一种基于信号能量综合指数（Signal Energy Aggregate Index,SEAI）的电压稳定分析方法。它首先利用PSSE的动态仿真功能得到电网电压幅值的信息,在信号能量法的基础上再利用分时段的信号能量谱计算出了各时段的信号能量信息,以此构造了一种信号能量综合指数判据确定电网中电压稳定薄弱节点。最后利用传统电压分析理论如戴维南等值法以及山东电网2010年冬的运行方式数据验证了所提方法的有效性,它为电网的运行与规划提供了有益的参考。     

基于信号综合熵电网电压稳定性能评估的研究

提出一种基于信号综合熵的电压稳定性能评估方法。首先利用PSSE的仿真功能递增区域内各个负荷节点功率,得到电网各个节点的电压幅值信息;其次利用动力学的平坦因子理论提取每个时段的电压幅值平坦因子;再次在信号能量的基础上通过分时段的信号能量谱信息构造信号综合熵指标来确定电网中电压稳定的薄弱节点;最后以山东电网2010年冬季运行方式数据利用静态电压分析理论中的连续潮流(P—V曲线)法和戴维南等值法验证了所提方法的有效性。该方法对于指导电网的运行与规划具有一定的参考意义。     

基于样本熵的电网电压稳定性能分析

为了分析电网中电压稳定的薄弱节点,提出一种基于幅值序列波动强度和样本熵的电压稳定性能分析方法。首先通过电力系统仿真软件得到电网电压波动的幅值信息,然后依据各负荷节点电压幅值波动序列的波动强度数值,选取进行电压稳定性能分析的最佳序列长度,在此基础上利用动力学中的平坦因子理论提取了每个时段的电压幅值平坦因子,由此构造了一种利用样本熵理论确定电网中电压薄弱节点的方法。最后以某年山东电网冬季运行方式潮流数据为断面,利用传统电压分析理论(如戴维南等值法、连续潮流法)验证所提方法的有效性,为电网的运行与规划提供有益参考。     

基于能量灵敏度矩阵和多阈值搜索的电压控制分区

目前,能量函数的方法用于电压稳定评估、电网可靠性分析已获得较为深入的研究。由于节点的能量信息能综合反映节点的无功注入以及电压水平,提出一种基于静态能量函数法和多阈值搜索进行电压控制分区的新方法。从节点的能量信息出发,提出节点能量相关度指标用于量化节点间无功联系的紧密程度,并基于此构建系统的能量灵敏度矩阵,最后利用多阈值分解方法对该矩阵进行电压控制区域划分。IEEE 30节点系统、118节点系统的仿真结果以及和传统分区方法的比较验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于电压相量时序轨迹特征的电网静态稳定态势在线评估指标

电网运行环境复杂性、随机性的不断加剧,使得实现电网静态稳定态势的在线评估具有重要工程意义。首先对电网演进趋势与节点电压相量偏移轨迹特征间的相关性进行了分析,并利用熵理论构建了电压相量偏移指标,以实时衡量节点在电网运动进程中的主导性强弱;从"源–网–荷"统一角度构建了电网电磁功率传递与节点电压相量各分量属性的联系,进而提出了利用差分稳定系数指标来评估电网能量稳定态势;然后融合两种指标并提出了基于电压量测信息的电网静态稳定在线评估方法。最后通过对IEEE39节点系统的仿真验证了所提方法的有效性。     

基于静态能量函数法的电压弱节点分析

提出了一种基于静态能量函数法的电压弱节点评估新方法。从静态能量函数的数学模型出发,求取各负荷节点的基态及临界运行的能量值。由负荷节点的能量信息,提出趋势指标来判断系统的薄弱节点,并提出能量裕度指标来量化系统的裕度值,然后在选定的薄弱节点处进行无功补偿,并对无功补偿前后系统能量裕度的变化情况进行分析。在IEEE 30母线系统中的仿真结果与利用奇异值分解的弱节点进行对比,验证了利用所提指标进行电压弱节点评估的可行性和有效性。     

基于静态能量函数法的电压弱节点分析

提出了一种基于静态能量函数法的电压弱节点评估新方法.从静态能量函数的数学模型出发,求取各负荷节点的基态及临界运行的能量值.由负荷节点的能量信息,提出趋势指标来判断系统的薄弱节点,并提出能量裕度指标来量化系统的裕度值,然后在选定的薄弱节点处进行无功补偿,并对无功补偿前后系统能量裕度的变化情况进行分析.在IEEE 30母线系统中的仿真结果与利用奇异值分解的弱节点进行对比,验证了利用所提指标进行电压弱节点评估的可行性和有效性.     

计及电动汽车充电和负荷波动极限的电力系统静态电压稳定性评估方案

为研究电动汽车接入电网后充电的不确定性和负荷波动特性对电网电压失稳事故的影响,提出了一种综合考虑电动汽车充电特性和负荷波动极限的电网静态电压稳定性评估方案。首先建立了系统中的发电机节点、负荷节点、电动汽车接入节点的注入功率随机化模型,充分考虑电网各元件的随机波动性;基于连续潮流和概率潮流相结合方法搜索系统的电压失稳临界状态,对电网的边界运行状态进行统计分析。文中提出了系统静态电压稳定性的评估指标体系,以确定电压稳定的薄弱区域。该薄弱区域在系统电压失稳状态下通常最先发生电压越限,可作为电网重要监控对象,以便及时采取切负荷措施,避免全网大停电的发生。IEEE 30节点算例分析结果验证了该方案的准确性和有效性。     

基于行波信息的广域后备保护故障判别新原理

提出一种利用广域行波信息进行故障判别的新原理.采集电网各节点电压,利用小波变换获取电压初始行波,计算电压初始行波能量.依据行波传播特性,越靠近故障点,电压行波能量越大.比较广域行波能量大小,电压初始行波能量最大的节点判断为故障节点.在该节点下,获取节点相关支路电流初始行波信息,得到节点各相关支路的初始行波功率方向.在确定的故障节点下,若功率方向为负,则该关联支路即为电网故障线路.通过大量仿真分析,验证了文中所提方法正确、清晰,实现简单,具有良好的应用前景.     

综合考虑系统与设备侧的节点电压暂降评估

针对从供需两侧评估电网节点电压暂降水平的需求,提出考虑系统和设备侧的节点电压暂降严重程度评估方法。首先,根据系统与设备评估重点构建指标:基于累积/互补累积分布函数、严重性指标及暂降统计表定义节点平均电压暂降影响度指标,与电压暂降频度指标共同构建系统侧指标集;由节点综合电压耐受曲线及能量损失公式构造节点综合故障率作为设备侧指标,再形成兼顾系统和设备侧的综合评价指标集。其次,对指标集赋权,并采用基于马氏距离的逼近理想点(TOPSIS)法刻画节点电压暂降严重程度,在IEEE 30节点系统仿真,并使用所提方法评估节点电压暂降严重程度,实现了电压暂降薄弱节点的辨识。最后,通过模糊C均值聚类方法对不同组合指标进行评估合理性分析,结果证明文中所提方法能解决单一指标评价片面的问题。     

基于L指标节点无功注入量快速确定方法研究

随着电网负荷的不断增加,电压稳定性问题日益突出,电网出现电压失稳的可能性也越来越大。为了改善系统电压稳定性,以电压稳定在线监控的简化三指标为基础,分析了无功注入量的变化对电压稳定的影响;根据简化L指标函数的微分基本性质,推导出了一种关于无功优化通用的、规范的解析算法。该方法能快速地计算负荷节点无功注入量,使得电网运行在带相应负荷的最佳稳定状态。通过IEEE-14、IEEE-30、IEEE-57、IEEE-118系统的算例仿真,验证了所述方法对于提高电压稳定性,降低电网崩溃风险的可行性和有效性。     

基于稳定影响度指标的电压稳定脆弱点分析

为判断电力系统在给定运行方式下,当前网络结构中的电压稳定脆弱区域,基于非解析电力系统动态分析理论,提出考虑动态阻抗矩阵变化的稳定影响度(SI)指标及其分析方法。所提出的节点SI指标和电网SI指标不仅可以反映节点电压和电网电压受扰动冲击的大小,而且能量化分析各区域之间的电气耦合关系及其主导因素,体现了电网各区域之间复杂的电气耦合关系,证明了电网电压冲击最大的区域就是当前运行方式下电网结构中的电压稳定脆弱区域。通过IEEE 39节点系统和华中某省电网实际运行系统仿真结果说明了分析方法的有效性和正确性。     

基于改进型PEM和L指标的含风电场电力系统静态电压稳定评估

快速、准确地评估系统电压稳定性对于大规模风电并网后电力系统安全运行具有重要意义。为此,提出一种基于改进型点估计法(point estimate method,PEM)和局部电压稳定指标(L指标)的含风电场电力系统静态电压稳定评估方法。首先,提出一种改进型PEM计算L指标各阶矩和半不变量,并结合Cornish-Fisher级数展开获得其概率分布,相比于传统2n+1法,在无须涉及更高阶矩等复杂计算下可提升L指标分布的拟合精度;然后,利用风险偏好型效用函数定义计算各节点电压失稳风险度,完成含风电场电力系统静态电压稳定评估,识别系统电压稳定薄弱节点;最后,基于该风险度引入风电并网电压稳定因子,并由此分析风电对系统静态电压稳定的影响。采用改进的IEEE-14和39节点系统算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于改进型PEM和L指标的含风电场电力系统静态电压稳定评估

快速、准确地评估系统电压稳定性对于大规模风电并网后电力系统安全运行具有重要意义。为此,提出一种基于改进型点估计法(point estimate method,PEM)和局部电压稳定指标(L指标)的含风电场电力系统静态电压稳定评估方法。首先,提出一种改进型PEM计算L指标各阶矩和半不变量,并结合Cornish-Fisher级数展开获得其概率分布,相比于传统2n+1法,在无须涉及更高阶矩等复杂计算下可提升L指标分布的拟合精度;然后,利用风险偏好型效用函数定义计算各节点电压失稳风险度,完成含风电场电力系统静态电压稳定评估,识别系统电压稳定薄弱节点;最后,基于该风险度引入风电并网电压稳定因子,并由此分析风电对系统静态电压稳定的影响。采用改进的IEEE-14和39节点系统算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于改进TOPSIS灰色关联投影法的主网网架结构评价

针对目前主网网架结构缺少全面客观评价的现状,提出一种基于改进逼近理想解法(TOPSIS)灰色关联投影法的主网网架结构评价方法。定义归一化代数连通度指标,选取归一化代数连通度、负荷平均最短供电距离、输电网网损、电压越限节点比例、重载线路比例、电压稳定裕度指标构建主网网架评价体系;使用主客观最优组合赋权法确定各评价指标权重,并采用改进TOPSIS灰色关联投影法计算各网架的综合评分。以IEEE 118节点系统及某市级电网主网架为例进行计算分析,结果验证了所提方法能够客观有效地对主网网架结构进行评价。     

基于改进的AHP-熵权法的电网综合脆弱性评估方法研究*

随着电网的高速建设,远距离、超高压、大容量输电线路的出现以及大规模互联电力系统的形成,使得大面积停电事故发生的概率大大增加,充分暴露了大型互联电力系统的脆弱性,严重危及电网的安全稳定运行。基于电气介数和电压稳定性理论,综合考虑网架结构的重要性和当前系统运行状态的基础上,提出了基于改进的AHP-熵权法的综合脆弱性评估模型。此方法针对只考虑结构脆弱性的评估模型和只考虑状态脆弱性的模型的不足,综合专家的主观意见和客观数据信息,全面整体的描述所评估系统的脆弱特性,科学辨识系统中的潜在薄弱环节。结合IEEE39节点系统的仿真分析,验证了该评估方法的合理性与有效性,可为电力系统的安全防御提供合理有效的决策依据。     

含新能源接入的配电网中分布式储能系统控制策略

高比例间歇性新能源的接入,给配电网稳定带来了极大的影响,文章提出一种基于双层控制提高配电网电压稳定性的控制策略。双层控制分上下层执行,上层稳定电压,确定各节点电压满足安全运行条件和电压偏差最小时储能电站群总有功/无功功率;下层优化分配上层运行结果,考虑电网运行经济性及新能源利用率,对各储能电站进行功率分配。控制过程分时间尺度执行,并将运行结果上传至储能检测控制模块,此模块再根据各储能电站的实时状态最终确定各储能单元的工作模式及功率分配。在IEEE 33节点系统中对提出的控制策略进行验证,利用粒子群算法计算储能功率分配结果,结果证明,基于时间尺度的储能电站双层控制策略合理、有效。     

基于能量信息的电压稳定性量化指标研究

针对系统电压主要受无功影响的特点,从能量的角度,首先建立了考虑无功补偿和不考虑无功补偿条件下的节点能量函数模型,然后讨论了无功注入集合、电压和能量之间的关系,以此为基础,提出了基于能量信息的电压稳定性量化方法.该方法以无功注入集合影响下的有效能量为基准,以对应节点电压变化的能量值作为量化电压稳定性的裕度指标.将裕度指标随电压变化的灵敏度作为趋势指标,初步探讨了系统多种运行方式下,即由发电机无功出力、无功负荷以及电容器补偿等不同无功注入成分变化影响下的量化指标变化情况以及电网拓扑结构变化影响下的量化指标变化情况.在IEEE 30母线系统中对所提指标进行仿真,结果验证了该方法对评估电力系统电压稳定性的有效性和可行性.     

计及新能源出力波动性的节点状态脆弱性评估

电网的状态脆弱性能够从运行状态角度反映电网所具有的抵御电压或频率扰动的能力.随着高渗透率可再生能源的接入,电力系统的运行方式和安全控制手段变得越来越复杂.有必要对现有的节点状态脆弱性评估方法进行改进,进一步考虑新能源机组特点及其出力波动性进行状态脆弱性评估.文章基于新能源电源并网点对外电网戴维南等值模型,提出一种新能源电源节点脱网免疫指标和计算方法,并在此基础上计及新能源电源出力的波动性,提出一种基于点估计法的新能源电源节点状态脆弱性指标.基于某省级电网实际算例对所述方法的正确性及有效性进行了验证分析.方法 能够对计及出力波动条件下的新能源机组脱网风险进行综合评估,可应用于对新能源电站不同接入方案的评估与规划.     

多证据融合下电力信息物理系统风险评估研究

电力与信息的深度融合是能源互联网的发展趋势,一旦电力网或信息网发生风险与故障,电网运行的稳定性将受到极大影响。针对电力信息物理融合系统风险等级评估准确性较低的问题,提出了基于证据理论的风险评估方法。首先,通过识别电力信息物理融合系统的关键风险因素,从电力空间、信息空间和网架结构3个方面构建了电力信息物理融合系统风险指标体系。其次,借助证据融合理论实现了电力信息物理融合系统风险等级计算模型,并利用该模型评估分析了5个不同的电力信息物理融合系统,得出了各个电力信息物理融合系统不同的风险等级,验证了所提模型对评估电力信息物理融合系统风险等级的适用性。