基于随机响应面法的动态仿真不确定性分析

为分析负荷模型、故障时间长短等关键参数变动对电力系统动态稳定的影响,将一种新方法———随机响应面法应用于电力系统动态仿真的不确定性分析中。随机响应面法能够建立响应与输入参数之间的多项式表达关系,仅需少量仿真便可快速估计出响应的统计信息,克服了传统不确定性分析方法的仿真次数多、时间长等缺点。IEEE 9节点系统的算例分析证实了随机响应面法的有效性和实用性。IEEE 39节点系统的仿真结果表明,关键参数的变动可引起较大的响应不确定度,尤其是负荷模型结构的不同对系统的动态行为和动态稳定有着重要影响,可直接关系到系统的安全稳定运行。     

负荷模型不确定性对电网动态影响的分析方法

为了快速搜寻大型电力系统中关键的负荷节点,并定量分析其不确定性对系统暂态稳定的影响,系统地提出了一种分析大电网中负荷模型不确定性对电网动态影响的方法。此方法第1步通过寻找系统发生扰动时的电气中心,并对各节点的负荷重要度指标值由高至低的排序来寻找对动态仿真结果影响较大的负荷节点,对重要负荷进行初步的筛选。第2步应用概率分配法进一步对重要负荷的不确定性进行定量分析,精确分析负荷模型的不确定性对系统动态特性的影响。对海南电网的仿真分析验证了该方法在大电网动态仿真中的实用性和有效性,可为运行人员快捷地寻找出在故障中显著影响发电机功角的重要负荷节点,并对响应进行定量的不确定性分析。     

负荷模型动态特性不确定性对低频振荡的影响

对电力负荷的动态特性对低频振荡的影响进行研究。采用由1个感应电动机与1个静态负荷并联而成的综合负荷模型，考虑在建模过程中存在负荷参数辨识误差及负荷特性估计的不准确造成的不确定性，研究动态负荷所占比例和电动机惯性时间常数对电力系统低频振荡频率和阻尼的影响。通过对一个4机2区域系统的典型实例进行研究分析，得出了一些有意义的结论。     

电力系统综合负荷模型简化方案及辨识参数集选取

负荷是电力系统的重要组成部分,建立合理的负荷模型对电力系统安全稳定分析和实时监控具有重要意义。目前综合负荷模型被广泛采用,但完整描述其动态特性需要十余个参数,在线辨识全部参数几乎不可能。文中从综合负荷模型状态方程入手,在保证暂态响应近似相等的准则下提出一种综合负荷模型简化方法,并在此基础上分析不同的参数对负荷动态特性的影响以及参数之间的相关关系,最终选取了感应电动机比例、电动机暂态电抗、电动机稳态滑差以及电动机转子时间常数组成辨识参数集,并通过仿真验证了相关结论。     

感应电动机负荷的动态特性分析

正确认识电力系统动态负荷的物理机理特性是对电力系统综合负荷特性进行准确建模的关键。该文首先通过对电力系统负荷中主要动态负荷元件——感应电动机的机理特性的深入分析和仿真计算,指出能描述感应电动机动态响应特性的性能指标和参数。然后基于感应电动机的特征值分析,定义电动机机械特征模式的衰减率,提出一种根据转子绕组特征模式阻尼比和机械特征模式衰减率比较不同电动机负荷稳定性能的有效方法。这些结论的提出对准确把握电力系统所有负荷的整体动态特性,以及对其进行综合负荷建模都有着重要的意义。     

电力系统动态仿真中模型参数不确定性的定量分析

由于电力系统动态仿真模型中负荷参数存在不确定性,这使仿真结果的可信度受到影响。在研究负荷参数不确定时,采用传统蒙特卡罗分析法仿真次数过多、仿真时间过长,而采用轨迹灵敏度法又不能给出参数不确定性影响的定量表示。因此采用了一种将轨迹灵敏度法与概率分配法相结合的方法,定量分析负荷参数的不确定性对动态仿真结果的影响。在4机2区域系统上的仿真结果表明,该方法不仅能够快速分析对仿真结果影响较大的主导参数,而且能够直接输出响应与主导参数之间建立的最合适阶次的多项式关系,定量分析参数的不确定性。因此文中方法能够快速清晰地量化出主导参数的不确定性与系统稳定度之间的关系。     

电力系统仿真不确定性评估中主导参数的选择

电力系统模型参数的不确定将给仿真结果带来不确定性,概率分配法(probabilistic collocation method,PCM)通过少数几次仿真建立起仿真结果与不确定性参数之间的多项式关系,为仿真不确定性评估提供了有力的工具。但随着不确定性参数个数的增加,PCM所需仿真次数将呈指数增长,为减小计算量,有必要识别出主导不确定性参数。提出了一种基于一阶PCM拟合的主导不确定性参数的选择指标,克服了传统灵敏度指标依赖于参数取值,以及无法考虑参数概率分布和取值范围等缺点,能有效地选出主导不确定性参数。进而仅对主导不确定性参数进行分析,提高PCM的适应性。算例结果验证了所提指标的有效性。     

电力系统动态仿真中参数不确定性影响的评估

电力系统仿真模型中存在不确定参数,动态仿真结果的可信度因此受到影响.基于暂态稳定约束最优潮流,提出一种评估参数不确定性情况下动态仿真结果可信度的方法.通过构造一组非线性优化问题,确定参考系统中待评估变量动态性能的边界轨迹,以此作为评估参数不确定性情况下动态仿真结果可信度的依据.运用连续线性规划方法求解这组优化问题,所提出的评估方法的有效性在IEEE 9节点系统和IEEE 39节点系统上得到了验证.     

负荷模型对交直流混合输电系统稳定的影响

为了研究负荷模型对交直流系统动态稳定的影响,利用电力系统仿真软件BPA对WSCC36节点输电系统进行了动态仿真,比较了不同的直流控制方式下目前电网分析中经常使用的几种负荷模型对暂态稳定的影响.仿真结果表明:负荷特性对交直流混合输电系统的动态稳定有明显的影响,受端使用考虑配网支路的综合模型最容易造成功角失稳和电压失稳,恒阻抗静态模型最有利于功角稳定和电压稳定.由于不同模型的仿真结果差别较大,并且不存在对所有故障都保守的负荷模型.因此采用最反映实际情况的负荷模型才能有效保证仿真结果的可信度.     

计及负荷模糊不确定性的网架重构后期负荷恢复优化

电力系统恢复过程中存在着大量的不确定因素,待恢复节点的实际负荷量与预期值往往存在偏差,现有的负荷恢复模型在解决负荷不确定问题时存在一定局限。为解决此问题,文中采用梯形模糊参数表示待恢复节点的负荷接入量,将确定性的约束条件改为模糊参数下的机会约束,综合考虑负荷恢复效益和负荷过载风险对负荷优选的影响,建立了网架重构后期的负荷恢复优化模型。在计算负荷权重时,引入模糊熵量化负荷的不确定性,将负荷重要度和不确定度纳入负荷评价指标。最后,采用模糊机会约束的清晰等价类将负荷恢复的不确定模型转化为确定性的0-1规划问题,并采用混合整数规划方法求解。仿真算例表明所提模型能够平衡恢复过程中的负荷恢复效益和负荷过载风险,得到的决策方案对负荷的模糊不确定性具有更好的适应性。     

电力系统暂态稳定概率

在电力系统概率安全性评估中,预想事故下系统暂态失稳概率的计算是一个基本环节.文中基于安全域的研究成果,提出了一个离散和连续相结合的暂态失稳概率模型.其中除计及了节点注入功率不确定性、沿线事故发生地点的不确定性以及事故清除时间的不确定性外,还计及了负荷模型的不确定性.同时,采用以半不变量为基础的Gram-Charlier级数法计算截断正态分布随机变量的联合概率分布,使概率分布的考虑更加符合实际.算例表明该方法具有较高的计算效率.     

基于实用动态安全域的输电系统概率动态安全评估

提出一种基于实用动态安全域的输电系统概率动态安全评估模型。该模型计及了负荷和发电节点注入功率的不确定性、预想事故的不确定性、事故发生地点、故障切除时间及负荷中感应电动机负荷比例的不确定性。安全域的数学描述使注入功率不确定性和电动机负荷比例不确定性的计及变得简便。概率安全性评估的结果能够指导运行人员进行预防控制。以New England 10机39节点系统为例验证了所提出的数学模型，并用Monte-Carlo方法加以检验。     

动静态负荷模型在电网暂态稳定计算中的应用

提出一种简单、实用的负荷动特性综合方法。结合广东电网的实测数据，建立了相应的动态负荷模型，并将这些模型和BPA静特性负荷模型分别应用于茂湛系统送出截面功率极限计算和广州水贝变电站事故仿真两个实际算例，结果表明：采用基于实测的动特性负荷模型计算所得的短路电流值比采用静态负荷模型更接近实际录波电流值；在计算截面稳定极限时，动态和静态模型得到的机电暂态结果比较吻合，且基于实测的动特性负荷模型计算出的功率极限稍大，极限切除时间略长。     

考虑降低暂态电压失稳风险的动态无功优化配置方法

为了降低系统动态负荷尤其是电动机负荷比重越来越大带来的电网暂态电压失稳风险,提出了一种考虑降低暂态电压失稳风险的动态无功优化配置方法。综合考虑动态无功补偿装置的安装地点和容量,使得系统暂态电压失稳的风险最小和动态无功补偿的成本最小。该方法首先通过暂态电压失稳风险指标和灵敏度指标确定关键故障集合、动态无功补偿的候选节点,然后将各个动态无功补偿装置的容量作为变量引入烟花优化算法中求解。为了减少优化过程的时间,在优化算法中增加了一个火花筛选的环节。IEEE39节点算例仿真结果表明,该方法与仅考虑动态无功补偿装置地点的优化方法相比,在相同的无功补偿成本下能更好地降低暂态电压失稳风险。     

暂态稳定分析中低压切负荷对仿真结果的影响

负荷模型对电力系统仿真的结果有重要影响,随着系统中电压敏感负荷的增多,短暂低电压发生时负荷的切除对系统仿真结果的影响不可忽略。东北某变电站记录的大扰动实验时的实测数据表明,系统在低电压发生时存在负荷切除现象。10机39节点系统的仿真说明,切负荷现象对系统仿真结果影响巨大。在分析实测数据和原来综合负荷模型的基础上,通过增加有关低压切负荷因子,成功地模拟了电力系统在低压暂态过程中的掉负荷现象,所提出的新模型为研究电网大电压扰动下的动态稳定提供了借鉴。     

电压稳定分析中异步电动机动态负荷建模探讨

探讨电压稳定分析中异步电动机(IM)负荷的建模问题。分析一般的动态负荷模型(GDLM)不能捕捉IM动态行为的机理。分别以IM的滑差模型和滑差磁链模型为基础，严格地导出了适用于电压稳定分析的简化一阶(SIM)和详细三阶(DIM)动态负荷模型，同时还说明了SIM和DIM模型实质上是对GDLM模型进行了不同程度的改进。对SIM和DIM模型在暂态电压稳定分析和静态电压稳定分析中的适用性进行分析比较，仿真结果表明：SIM和DIM分别以不同的准确度适用于不同场合的电压稳定分析。     

超级电容器在微型电网中的应用

总发电容量小于总负荷需求的微型电网（微网）,因外部故障而进入孤岛运行时,为了保护重要负荷必须切除次要负荷。如果外部故障为瞬时性故障,则在短时间内微网又会因瞬时故障消失而重合到主网并重启次要负荷,从供电稳定性和经济性的角度来看对次要负荷不利。因此,提出在外部故障后,用超级电容器向孤岛运行的微网提供短时功率缺额,维持所有负荷并等待重合于主网。文中用理论和仿真证明了此方法的合理性。     

考虑状态差异性聚类的空调负荷直接负荷控制动态优化方法

计及了分散式空调负荷参与调控初始状态的不确定性及参数差异性,提出了适用于大量分散式空调负荷的聚类分组方法及直接负荷控制(DLC)分组轮控动态优化方法。在聚类分组过程中,以空调负荷可调控潜力为聚类目标,在保证DLC可操作空间的基础上充分发挥空调负荷的调控潜力。在DLC分组轮控动态优化过程中,通过合理选择优化周期,修正模型误差与温度预测带来的调控误差,使得空调负荷出力与调度计划更加吻合,同时保证了用户的舒适度需求。仿真算例验证了所提方法充分发挥分散式空调负荷调控潜力的良好效果。     

计及负载率和临界滑差的改进感应电动机加权聚合

在暂态稳定仿真中所用的等值感应电动机的模型参数对仿真精度的影响很大。为了获取这些参数,大多采用基于容量加权的模型参数聚合法。感应电动机群中的各电动机初始滑差不同对聚合结果有重要影响,而该初始滑差由负载率和临界滑差联合决定。文中据此提出了利用负载率和临界滑差来修正的感应电动机加权聚合法。算例表明,依据该方法所聚合出的等值感应电动机能更好地模拟原感应电动机群对暂态稳定性的影响。研究还表明,由于实际系统中参与聚合的感应电动机个数很多,且其负载率分布具有随机性,用统计综合法得到的等值感应电动机模型参数基本可用。