基于广域量测信息的负荷裕度灵敏度计算新方法

提出一种基于广域量测信息的电力系统负荷裕度灵敏度(LMS)分析方法。根据电力系统的广域量测信息,在线计算电力系统中各负荷节点的负荷裕度;依据所得的负荷裕度,提出一种基于广域量测信息的节点负荷裕度对有功、无功及机端电压的灵敏度分析方法;针对所提的LMS方法,进一步提出了改善系统电压稳定性的相关控制策略;最后将所提方法应用到New England 39节点系统和IEEE 118节点系统中,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

改善接入地区电压稳定性的风电场无功控制策略

针对大规模风电场接入电网带来的电压无功问题,提出一种改善接入地区电压稳定性的变速恒频风电场无功控制策略,在系统发生扰动时,以接入点为电压控制点,扰动前的稳态电压为控制目标,动态调节风电场输出无功功率,维持接入点电压水平。实际应用时,该策略利用系统部分雅可比矩阵推导风电场的电压无功灵敏度信息,并根据风电场的无功输出能力计算风电场无功调整量,同时通过设置控制死区和延时,避免了风电机组的频繁调控。仿真算例表明,采用所提策略能够充分发挥变速恒频电机风电场的快速无功调节能力,有效抑制风速扰动、负荷变化等因素引起的电压波动,维持接入地区电网的电压稳定性。     

利用局部指标进行电压稳定在线监控的研究

章利用局部电压稳定指标Ｌｊ进行电压稳定弱节点在线电压稳定局部监控的研究,给出了利用Ｌｊ指标确立负荷节点的相关发电机集和发电机的相关负荷集的方法,讨论了发电机励磁极限对系统稳定状态的影响,并在此基础上提出了一种局部在线监控的方案。     

一种光伏发电并网对电力系统电压稳定的影响分析

以可再生能源发电为背景,以光伏发电并入电网后系统电压稳定研究为目的,提出将光伏发电代替发电机并入系统的方法。该方法在建立光伏和二阶等值发电机模型条件下,分析了单机无穷大系统电压随负荷变化情况,据此对发电机、光伏模型的系统电压随负荷的变化情况进行了研究,并由此对比分析发电机、光伏的出力对系统电压的影响,以充分了解光伏发电对系统电压稳定的作用。最后分析了当电压稳定时,光伏单独出力对系统的电压影响。结果表明:光伏发电代替等值发电机并网后,除有其自身的特性外,一样可以增强系统的电压稳定性。     

发电机无功极限诱导分岔的机理分析及预防策略

研究由于发电机励磁电压限制导致的极限诱导分岔,发现临界限值的存在并提出一种极限诱导分岔的机理解释。当极限大于临界限值时,系统遇到极限才发生极限诱导分岔。计算临界限值及其对参数的灵敏度,根据灵敏度信息,可通过调整参数消除极限诱导分岔。提出一种极限诱导分岔的机理解释,即极限诱导分岔反映了动态无功源在维持系统电压稳定性中的重要性。并利用该机理对临界限值及灵敏度结果进行分析。研究静态无功源对极限诱导分岔的影响。静态的电容器补偿虽能增加负荷裕度,但加大了系统电压稳定对动态无功源发电机的依赖性,系统更容易发生极限诱导分岔。     

节点注入功率模式对电压稳定裕度的影响

新一代能量管理系统(N-EMS)的计算模式特点是实时、跟踪、递归和智能预警。此模式需要高效的算法作支撑,由于启动单次计算步长间隔的缩短,线性近似的合理性得到加强,灵敏度计算用于此能满足计算模式的要求。文章针对N-EMS的主要组成部分--电压稳定分析功能,定义了3类节点注入功率模式：负荷的随机变化方向、发电机的响应设定方向、负荷的有功和无功比例,建立了易于被调度中心运用和理解的连续潮流模型,在此模型基础上分别推导得到负荷裕度对3类模式的灵敏度公式,据此分析节点注入功率模式对负荷裕度的影响,以便能够快速进行电压稳定预警和采取有效的校正控制来避免电压崩溃。通过新英格兰10机39节点系统的仿真算例验证了所提方法、思想的合理性。     

Wide-area measurement-based voltage stability sensitivity and its application in voltage control

This work proposes a measurement-based voltage stability index, namely wide-area measurement-based voltage stability sensitivity based on L index. The sensitivities of L index with respect to nodal reactive power (Q) and real power (P) injections are first derived. The derived L-Q and L-P sensitivities analyze the impact of nodal injection to nodal voltage stability and can help determine the reactive power compensation and emergency load shedding amount for voltage stability control. To improve the computational efficiency, a simplified L index, L′, along with its sensitivities with respect to nodal reactive and real power injection (L′-Q and L′-P sensitivities) are derived which makes the proposed approach suitable for the practical large-scale systems. Moreover, a control strategy for voltage stability is proposed based on the L-Q, L-P, L′-Q, and L′-P sensitivities. The proposed sensitivities and control strategy are tested on the New England 39 bus system and the IEEE 118 system. Test results on both systems verify the proposed sensitivities and the control strategy by demonstrating their accuracy and robustness in voltage stability assessment and control. In conclusion, the proposed measurement-based sensitivities can be applied to voltage stability assessment and control by using the wide-area measurements.     

发电机模型对分岔理论研究动态电压稳定性的影响分析

以一种典型电力系统结构为对象,应用非线性动力学理论中的分岔分析方法与通用分岔分析软件Au-to97,探讨了发电机数学模型对分岔分析方法研究动态电压稳定性的影响问题。使用分岔分析软件,得到了5种发电机模型下电力系统的电压随原动机功率发生分岔的分析结果。在给出的电力系统结构与负荷模型下,采用不同的发电机模型,电力系统的电压随原动机功率的改变,均发生一系列在定量与定性上均不相同的分岔过程,但使电力系统产生动态电压不稳定的首要原因—即在到达SNB点以前均先出现HB点却是相同的。     

大规模电力系统电压失稳区的确定方法

本文基于扩展潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法，提出了一种确定大规模电力系统电压失稳区的计算方法。该方法可以明确地给出系统在指定运行工况下，全网最有可能发生电压不稳定或电压崩溃的区域以及与之相关的关键发电机和输电支路。从而为诸如低压减载方案的设计、无功补偿的配置和系统的运行调控提供直接的依据。实际电力系统计算结果表明，该方法具有物理概念清晰、计算简单快速，尤其是适合于解算大规模电力系统的特点     

高压侧电压控制对电压稳定性的影响

简要介绍了发电厂高压侧电压控制原理和特性,并根据简化的发电机模型,应用特征根方法分析了HS-VC对一单机—恒功率负荷系统电压稳定性的影响,分析表明,高压侧电压控制可有效改善系统电压稳定性,改善程度和电压控制点位置α有关,α越大,控制点越接近高压侧,改善效果越好。实际系统算例的时域仿真验证了分析的正确性。     

一种模拟负荷动态恢复特性的连续潮流模型

电力系统电压稳定监视与控制需要准确模拟负荷的电压响应特性。负荷在故障后的动态恢复特性是中长期电压失稳或电压崩溃的直接原因。该文提出一种模拟负荷动态恢复特性的连续潮流模型,将负荷功率的时域恢复特性等效转化为负荷静态电压模型中系数的连续变化。文中分别给出ZIP多项式和幂函数2种负荷模型的系数参数化方法,并推导和给出稳定临界点的灵敏度计算公式。负荷恢复型连续潮流可作为一种新的电压失稳故障识别方法。应用该模型在IEEE118节点系统,结果表明负荷恢复型连续潮流可模拟故障后负荷功率的动态恢复过程,识别失稳故障并给出可供预防控制用的灵敏度信息。     

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     

电力系统静态电压稳定性在线监控(二)--一种在线确定负荷裕度的方法

提出了一种可在线应用的静态电压稳定裕度计算方法．首先基于计及负荷静态特性的节点静态电压稳定指标（VSI）,用直线拟合VSI变化曲线．计算系统最大负荷系数,推导出负荷系数裕度指标,然后将此指标和发电机无功越界裕度指标配合使用．从而可以较好地对系统的负荷裕度进行在线估计．IEEE 30节点的仿真表明该方法应用简单、计算速度快．可用于电力系统运行状态的实时监控.     

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.     

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...     

Verification and expansion of a method of transient analysis of voltage collapse based on the induction motor load model

Voltage instability is now under intensive study in Japan, and some dynamic methods for analyzing voltage collapse have already been presented. However, the suitability of load models used in the methods and the generality of the results have not been verified. In this paper, useful voltage collapse data acquired in real power systems are presented. The measured data are compared with the result of dynamic digital simulation to verify the suitability of an induction motor load model. In the latter half of this paper, dynamic simulations of voltage collapse with consideration of generator dynamics are carried out. An interconnected power model system with 10 nodes is analyzed. The generality of basic characteristics concerning voltage collapse which have already been obtained without considering generator dynamics is verified by such simulations.     

A unified management of congestions due to voltage instability and thermal overload

This paper proposes two approaches for a unified management of congestions due to voltage instability and thermal overload in a deregulated environment. Both techniques aim to remove, in some optimal manner, voltage and thermal congestions stemming from base case or post-contingency states, by a simultaneous handling of operating and security constraints with respect to several contingencies. The objective of the first approach is to adjust the market-based power injections (generator output and possibly load consumption) at the least cost while the second one aims at curtailing power transactions in a transparent and non-discriminatory way. These techniques rely on sensitivities which pinpoint the best remedial actions against congestions owing to voltage instability and thermal overload. Numerical results with both approaches are provided on a realistic 80-bus system model.     

考虑节点负荷波动的静态电压稳定预防控制方法

介绍了考虑节点负荷波动的节点静态电压失稳概率指标，提出了一种降低节点静态电压失稳概率指标的预防控制方法。该方法以薄弱节点的电压幅值最小为目标函数，通过调整发电机出力和切负荷降低节点静态电压的失稳概率指标。某682节点系统的仿真计算结果表明，该方法考虑了负荷功率因数的变化和负荷波动，具有计算量小、计算速度快、程序设计简单等优点。     

发电机无功功率与系统稳定运行

首先阐述了发电机无功功率的产生, 接着从原理上详细分析发电机无功功率对电力系统的静态功角稳定、静态电压稳定、低频振荡和动态电压稳定的影响, 指出发电机少发无功功率不利于系统的静态功角稳定, 发电机全相或进相运行不利于系统的静态电压稳定; 两台电气距离较近的发电机运行方式相差较大, 可能引起系统低频振荡;发电机进相运行将引起系统动态电压稳定的不稳定, 并通过试验系统进行了验证。结果表明, 发电机无功功率对系统的静态功角稳定、静态电压稳定、低频振荡和动态电压稳定具有重要的影响, 因此系统在实际运行中应该合理调整发电机无功功率, 以保证系统的安全经济运行。     

双绕组感应发电机静止励磁调节器的锁相环研究

双绕组感应发电机具有随负载变化调节励磁磁场、保持负载电压恒定不变的优点,通过静止励磁调节器输出的有功电流控制母线电压、无功电流控制负载电压,两者经过坐标变换形成反馈电流,实现系统的闭环控制。锁相环(PLL)为坐标变换提供相位信息,选用合适的PLL可以提高坐标变换的动静态性能,为控制系统提供快速准确的反馈信息。分析了双绕组感应发电机励磁电压的特点,分析了双dq变换PLL、延时信号对消PLL、基于延时信号对消的滑动平均滤波PLL的各自工作特点,最后优选了基于延时信号对消的滑动平均PLL检测励磁电压相位。