戴维南等值跟踪的参数漂移问题研究

导出了戴维南等值参数的分式解析表达式;探讨了跟踪戴维南等值的参数漂移问题,并揭示了其本质原因;指出了在解析表达式中,分子分母真值与误差数量级间的关系决定参数漂移起伏的幅度,并据此提出了抑制参数漂移跌宕起伏的策略和候选采样运行点优选的方法：P-y关系检验和运行模式检验.该策略和方法能保证戴维南等值参数跟踪的结果,比较贴近实际.     

电力系统戴维南等值参数的解析与思考

快速准确地评估关键负荷节点的戴维南等值参数,是进行电压稳定监视与防御电压失稳的一项重要工作.首先对电力系统戴维南等值问题进行了分析和描述,并对现有的电力系统戴维南等值参数评估方法存在的问题及其根源进行了解读,分析了可能的解决思路.然后通过一个具有解析表达式的网络等值电路和方程,对戴维南等值问题进行了解析;并基于这一解析等值电路,研究分析了2种典型等值方式与戴维南等值的关系.算例分析结果表明该方法可行.     

基于戴维南等值的系统参数跟踪估计

提出了一种在线调控和估计电压稳定裕度的新方法在ｚ－Ｖ空间进行戴维南参数估计,由ｚ－Ｖ空间供应侧特性迭代修正,进行系统等值戴维南参数跟踪。在不同的有效测量数据条件下,该方法能较精确地跟踪系统的等值戴维南参数。与ＳＭＡＲＴ装置比较,该方法具有易于识别不良测量数据,收敛速度、数值稳定性好的特点。     

戴维南等值参数时域仿真跟踪算法分析与改进

从物理意义和数学假设两方面对现有的2种基于时域仿真的戴维南等值参数跟踪算法进行了详细的分析,揭示了两者共同的本质和算法实现上的差异。针对系统中所有负荷节点的处理方式,对现有2种算法进行了修正,使两者在物理本质、数学前提和计算结果三方面实现了统一。在统一现有算法的基础上,为了尽量减小"两状态法"可能带来的误差,以原算法的前提假设为出发点,对不同类型的发电机节点和负荷节点分别按照不同的方式进行处理,提出了改进的戴维南等值参数时域仿真跟踪算法。以等阻抗模判据为依据,通过稳态和暂态实例验证了改进算法能够更加准确地判断电力系统的电压稳定性。     

基于节点戴维南等值的静态电压稳定裕度快速求解

提出一种基于节点戴维南等值参数的静态电压稳定裕度的快速计算方法。通过建立戴维南内电势与负荷裕度的二次多项式模型及节点电压与负荷裕度之间的泰勒展开模型,运用电网基态的参数,求取该节点的戴维南等值参数。根据鼻形点所处的边界条件,导出负荷裕度与等值参数之间的内在联系,从而计算出研究节点的最大负荷裕度。不同于连续潮流计算方法和其他电力系统戴维南等值方法,该方法计算简单快速,能给出节点负荷水平,直观明了。应用这种戴维南等效电路方法计算节点负荷水平时,越是靠近电压稳定极限点,其计算结果越准确。IEEE14和IEEE30节点系统计算验证了此方法的正确性和实用性。     

电网PQ扰动分解的戴维南等值

因实际电网稳态电路中的发电机节点有电压源和受控电流源间耦合的性质,因此其并不能直接适用于戴维南定理的条件。对此,基于叠加原理,将电网稳态电路分解为无功扰动平衡电路和有功扰动平衡电路,发电机节点也随之分解为电压源和受控电流源。基于电网节点电压方程和欧姆定律,分别给出2个分解电路的戴维南等值解析模型,两者叠加形成PQ扰动分解的戴维南等值。由于电网无功平衡和有功平衡的调控、传输以及它们对节点电压影响规律的区别,相比与传统电网戴维南等值模型,PQ扰动分解的戴维南等值不仅能更准确地拟合电网稳态电路,也能为后续的分析和控制提供更多、更准确的信息。算例结果表明该方法的准确性和有效性,其是电网戴维南等值方法在实际电网应用理论基础研究上的一个重要进展。     

电网戴维南等值参数的快速计算

提出一种电网在基态和N-1状态下戴维南等值参数的快速计算方法,并在此基础上对负荷节点进行电压稳定分析。通过推导的非线性方程组,运用电网基态和N-1状态下的节点电压和电压灵敏度的数值,可求得2种状态下的戴维南等值参数。不同于两点潮流或其他多点潮流方法,该方法只需要给定运行点的节点电压和节点电压灵敏度数据,计算简单快速。利用求得的等值参数可求得该节点的阻抗模指标和最小奇异值来快速分析负荷节点的电压稳定性。IEEE14和IEEE118节点系统的计算仿真验证此方法的正确性和实用性。     

基于PMU和改进戴维南等值模型的电压稳定在线监视

相量测量单元（PMU）量测和戴维南等值模型的结合,为电压稳定在线监视提供了新思路。文中利用电路原理的相关理论,对传统戴维南等值模型的不足进行了定性分析,并在此基础上提出了一种改进的戴维南等值模型。对改进模型的量测方程、可解性条件、求解方法和误差分析等方面进行了研究,以负荷裕度为电压稳定性指标,将改进模型用于电压稳定在线监视,并对数据窗的选取、改进模型的退化、应用环境等相关问题进行了分析。对IEEE 39节点系统进行了仿真,仿真结果表明改进模型比传统模型具有更好的精度和适用性。     

一种电压薄弱负荷节点群的戴维南等值参数跟踪方法研究

提出了用戴维南等值参数对电压薄弱负荷节点群进行监视的一种方案。静态分析中,采用连续潮流法确定负荷节点电压——负荷参数曲线;在负荷变化率相同情况下,根据电压幅值变化量确定电压薄弱负荷节点;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出电压幅值变化率作为电压薄弱负荷节点分群所观察信息,考虑地理因素,将电压薄弱负荷节点模糊聚类分群;将每个电压薄弱负荷节点群中典型节点电网侧戴维南等值参数跟踪。提出基于潮流的仿真计算方法进行戴维南等值参数跟踪,观测电压薄弱负荷节点群的电压稳定裕度。该方法在IEEE 118节点系统上验证了其有效性。     

灵敏度法求取戴维南等效参数的静态电压稳定分析

在戴维南等效模型基础上提出了一种求戴维南等效参数的新算法。该方法利用节点分压原理在初始状态下和在有功功率扰动下列方程组。由于该方程组是线性的,解时不需要迭代,不需要传统算法的两点或者多点潮流数据,计算量小。在负荷节点进行戴维南等效,利用电压灵敏度求得戴维南等效参数以后,利用阻抗模裕度和负荷裕度指标进行了静态电压稳定性分析。在IEEE-30和IEEE-57节点系统验证了该方法的正确性和有效性。     

基于戴维南参数等值的电压稳定性分析

通过节点修正导纳矩阵的逆矩阵和离线潮流的解,得到所研究节点的自阻抗和该节点的开路电压,即是两节点网络的等效阻抗和等值电源。在系统网络化简的基础上,对电压稳定性指标进行了推导,该指标能够对节点电压稳定性及稳定程度有明确的判断。求解过程中充分考虑了发电机电源的内阻抗和节点负荷的影响,而且求解方法简单,适用范围广,避免了以往戴维南参数求解过程中出现的零点漂移问题和网络变化导致的戴维南参数误差较大情况。通过算例仿真验证了此方法的正确性。     

基于全微分的戴维南等值参数跟踪算法

研究解析现有戴维南等值参数计算结果错误的本质原因。考虑戴维南等值参数在跟踪计算过程中不断变化的实际情况,提出基于全微分的戴维南等值参数跟踪计算方法。该方法通过微分形式反映参变量的变化,克服了现有计算方法假设2个时步之间戴维南等值参数不变所带来的严重错误,具有适应性强,使用简单,计算量小的特点。直流简单系统计算分析和IEEE10节点仿真分析表明,基于全微分的戴维南等值参数跟踪计算方法,能保证戴维南等值参数跟踪计算的结果贴近实际值。     

基于戴维南等值的电压稳定评估方法

从等值模型和参数辨识方法两方面分析了戴维南等值方法在电压稳定分析中的问题。首先从系统节点电压方程出发,验证基于极限点处戴维南等值阻抗与负荷阻抗相等这一性质构造的稳定裕度指标具有较好的实用性,而此方法的关键在于系统各时刻等值参数的跟踪。其次比较了现有参数跟踪算法,分析了含遗忘因子最小二乘递推算法应用于此时出现数值稳定性问题的根本原因,根据估计误差提出了改进算法。最后分别以2节点系统和10节点系统两个仿真算例验证了该算法的有效性。     

计及发电机无功越限的广域戴维南等值参数在线计算方法

为适应可再生能源大规模接入带来的随机性和波动性,在广域量测条件下,提出基于单一运行状态断面数据的戴维南等值参数在线跟踪计算方法。首先,对负荷节点的负荷进行等效阻抗处理;其次,通过修正原系统节点导纳矩阵得到等效阻抗处理后的系统导纳矩阵;最后,根据修正后导纳阵和节点电压方程,按戴维南等值的定义,计算负荷节点的开路电压作为戴维南等值电势,进而获得负荷节点的戴维南等值全部参数。在该方法基础上,还可以较为准确地计算发电机无功越限即PV转PQ节点情况下的戴维南等值参数。通过仿真算例分析验证了该方法的正确性和有效性,在PV转PQ节点情况下也具有较好的计算精度。     

基于戴维南等值参数的紧急态势分析

提出了基于戴维南等值参数和潮流解算的紧急态势分析方法。结合N-1安全评估,考察了N-1事故后的紧急工况,深入研究了在供求矛盾条件下,电网后续危机发展的态势与坚韧度问题。研究表明,提高较小节点的负荷阻抗模与戴维南阻抗模比值,可能缓解后续危机(包括电压失稳危机和线路跳闸危机),提高紧急运行方式的坚韧度。     

适应大扰动的电力系统戴维南等值参数跟踪算法

针对现有的戴维南等值参数跟踪算法需要假设2个计算时步之间戴维南等值参数不变、不能适应等值系统内部发生扰动等问题,提出了一种可以适应系统内部出现大扰动的戴维南等值参数跟踪算法。该算法利用本地测量信息,主要解决了现有算法不能适应等值系统内部发生大扰动时戴维南等值参数计算问题,跟踪算法利用故障前的戴维南等值参数计算出故障时刻的等值电压源幅值,然后以故障前一时刻的等值电阻和故障时刻的等值电压源幅值作为初值,计算出故障时刻的其他戴维南等值参数,从而再求出故障后各个时刻的戴维南等值参数。该算法的优势在于仅利用负荷母线局部电气量就可以快速、准确、实时地求取戴维南等值参数,而且也适用于等值系统内部发生三相短路的情况,同时该算法具有计算结果误差小的优点。最后,通过IEEE 30和IEEE 39节点标准测试系统验证了本算法的准确性。     

电力系统戴维南等值参数辨识的不确定模型

考虑到系统的运行方式、故障扰动及非线性负荷的动态行为等因素对戴维南等值参数的影响,在状态空间建立电力系统戴维南等值系统的离散时间不确定模型。融合预报协方差矩阵的自适应调整和状态空间鲁棒性估计,给出辨识戴维南等值参数的新算法。采用基于UDUT分解的测量更新及时间更新算法,使算法具有良好的数值稳定性。在改进的IEEE 50机测试系统上,对提出的辨识算法进行仿真测试。测试结果表明,算法具有好的鲁棒性、数值稳定性和抗干扰能力,其在功率增长条件下的等值参数辨识结果符合PV分析得到的最大功率值结论。