含SVC和TCSC电力系统小干扰电压稳定性的雅可比矩阵行列式符号比较法

在考虑发电机组及其调节系统、负荷、SVC和TCSC动态过程的情况下,列出了系统的线性化微分方程和代数方程。得出了消去代数方程后的系统线性化微分方程组系数矩阵不出现正实特征值的必要条件为：两种潮流雅可比矩阵的行列式应具有相同的符号,这一条件可以作为小干扰电压稳定性的判据。从理论上来说,它的结果与特征值分析方法一致,而所需要的计算工作量却大大减少,并避免了QR法计算特征值可能产生的数值问题。文中给出了113机542节点西北电网的计算结果。     

含SVC和TCSC电力系统小干扰电压稳定性的雅可比矩阵行列式符号比较法

在考虑发电机组及其调节系统、负荷、SVC和TCSC动态过程的情况下,列出了系统的线性化微分方程和代数方程.得出了消去代数方程后的系统线性化微分方程组系数矩阵不出现正实特征值的必要条件为:两种潮流雅可比矩阵的行列式应其有相同的符号,这一条件可以作为小干扰电压稳定性的判据.从理论上来说,它的结果与特征值分析方法一致,而所需要的计算工作量却大大减少,并避免了QR法计算特征值可能产生的数值问题.文中给出了113机542节点西北电网的计算结果.     

基于下垂控制的独立微电网稳定性研究

在孤立情况下,微电网系统能否保持小扰动稳定是判断独立微电网系统是否具有稳定性的重要判据之一。对基于下垂控制(DC)的独立微电网小扰动稳定性问题展开分析。建立独立微电网DC数学建模,并基于线性化理论进行小扰动线性化分析,得到系统小扰动线性化状态矩阵;基于李雅普诺夫判据理论,对系统小扰动线性化状态矩阵的特征值进行分析,得到状态矩阵特征值变化的根轨迹;基于状态矩阵特征值变化根轨迹确定系统各参数初步优化结果,并对比各参数优化前后的系统状态矩阵特征值分布情况,通过理论分析及实验验证表明初步优化后的系统运行可靠性增强。     

基于下垂控制模式的独立微电网小干扰稳定分析

从电力系统的运行原理出发,开展独立微电网系统运行稳定性研究对于促进分布式发电技术的发展具有重要意义。针对独立微电网系统运行稳定性问题,以李雅普若夫判据和特征值分析法为基础,对基于下垂控制模式的独立微电网系统的小扰动问题展开分析。首先,构建基于下垂控制模式的独立微电网系统数学建模,并基于线性化理论进行小扰动线性化分析,得到系统小扰动线性化状态矩阵;其次,基于李雅普若夫判据理论,对系统小扰动线性化状态矩阵的特征值进行分析,并逐一改变系统各个参数取值范围得到状态矩阵特征值变化的根轨迹;最后,基于状态矩阵特征值变化根轨迹确定系统各参数初步优化结果,并对比各参数优化前后的系统状态矩阵特征值分布情况,理论分析及实验验证表明初步优化后的系统运行可靠性增强。该研究成果可为微电网控制参数的优化选取提供思路和方法。     

电力系统特征值与状态变量对应关系分析

电力系统中特征值与状态变量之间的对应关系的分析对研究系统的详细动态特性具有十分重要的意义。文中首先对研究系统稳定问题的小扰动方法进行了分析,认为非线性动力系统的代数方程约束和各状态量之间的耦合关系是造成系统动态特性十分复杂的重要原因,进而利用同伦函数的概念给出了一种确定线性化系统中特征值与状态变量对应关系的方法。用此方法对简单电力系统做了分析,得出了令人满意的结果。     

改进LS方法降维电力系统常微分方程的研究

经典LS(Liapunov-Schmidt)方法将奇异点的某个邻域内高维代数方程组平衡点的求解转化为低维代数方程组的求解问题,低维系统包含了原代数方程组奇异点附近特性的全部信息。改进LS方法,降维常微分方程组得到一组低维的常微分方程,它能够反映原系统在受扰后的动态变化过程。利用广义矩阵的理论求解LS降维过程所需的雅可比矩阵值域及其正交补空间的正交投影算子,将系统投影到2个空间上;再通过多元Taylor级数展开的方法将状态变量表示成为仅与雅可比矩阵零空间向量和参数有关的函数,将其代入投影到雅可比矩阵值域正交补空间的方程中,得到微分形式的约化方程;通过分析对比3节点系统与其降维系统在鞍结分岔点受扰后状态变量的变化,验证该方法能够准确地反映原系统在奇异点附近的特征信息,并且有效节省计算时间。     

以功率为信号的电力系统稳定器(PSS)的优化设计

在以△W为信号的PSS程序的基础上，针对包合以△P为信号的PSS的励磁系统，形成全系统的微分方程组，进而形成[A]矩阵。目的是改善PSS优化设计程序中的特征值灵敏度计算程序。     

以功率为信号的电力系统稳定器（PSS）的优化设计

在以ΔＷ为信号的ＰＳＳ程序的基础上，针对包含以ΓＰ为信号的ＰＳＳ的励磁系统，形成全系统的微分方程组，进而形成［Ａ］矩阵，目的是改善ＰＳＳ优化设计程序中的特征值度计算程序。     

基于JACOBI-DAVI DSON方法的小干扰稳定性分析中关键特征值计算

提出了一种大规模电力系统小干扰稳定性分析的有效方法。应用Jacobi-Davidson方法求取系统状态矩阵的关键特征子集。该方法在搜索子空间中挑选出想要的特征值和特征向量的近似值，然后用与当前近似特征向量正交的子空间上的修正方程的解扩展搜索子空间，从而得到想要的特征值和特征向量的更好近似。算法中使用了电力系统线性化模型中的增广状态矩阵进行相应面向稀疏的计算，可准确求解修正方程，以保证算法具有渐进二次收敛速度。将提出的方法在46机系统上进行了试验，结果表明该方法灵活，稳定性好，能有效地求出系统的关键特征子集。     

应用潮流方程简化网络计算的电力系统小干扰稳定分析

在电力系统的小干扰稳定分析方法中,电力网络与动态元件的接口方程普遍采用节点电压方程。以往方法在处理负荷时通常采用电压静特性模型且系统的运行方式连续变化,造成状态矩阵的修正计算量庞大。针对这一问题,本文提出了接口方程采用潮流方程进行小干扰稳定分析的方法。在原有动态元件的线性化微分-代数方程的基础上,本文以注入功率为代数向量,并结合线性化处理的网络潮流方程,建立了用于小干扰稳定分析的全系统数学模型,由此得到了新的全系统状态矩阵和电压静特性负荷对全系统状态矩阵的修正。分析表明该状态矩阵具有收缩网络的特点,其修正式具有简化网络计算的优越性。数值仿真验证了该方法的正确性。     

离散时域框架下的电网状态空间构建及应用

为了更高效、更便捷地获取电网特征值，提出一种基于离散时域模型(discrete time domain model，DTDM)的状态空间构建新方法，并给出稳定性判据。所提方法中元件能够被自然的线性化，每个求解单元里状态空间的构建简单高效。同时，所构建的状态空间能够一次性捕获更宽范围的信息且不受电气设备数学模型的限制，仅利用元件自身的DTDM与电网的连接拓扑便可得到系统完整的状态空间。所提方法对于特征值的计算简洁高效，能给出特征值的变化趋势，预测系统的稳定性变化。     

Reliable prediction of Hopf bifurcation in power systems

In this study, a new index for detection and prediction of oscillatory instabilities associated with HOPF bifurcation (HB) in power systems is proposed. Conventional indices could just predict HB in the heavy load conditions. The proposed index has a wider linear range and therefore prediction of system behavior at a wider range of load changes (even in lightly load condition) is provided. Consequently, the power system operators have more time to make the proper decisions to prevent HB. Conventional indices use critical eigenvalue pair of the state matrix to predict HB. This pair possesses biggest real parts among all eigenvalue pairs. However, sometimes this pair might not reach the imaginary axis before other eigenvalues. Therefore, they are not representative for HB eigenvalues which can lead to HB (This pair of eigenvalues could not be considered as HB eigenvalues). In this study, proposed index uses HB eigenvalue pair of state matrix to predict HB and two criteria are used to recognize HB eigenvalue pair. The first criterion is based on the proximity of the pairs of complex eigenvalue to the imaginary axis and the second criterion is based on the speed and the direction of the eigenvalues’ movement towards the imaginary axis. Also, in this study, Matrix Reciprocal Condition Number Estimate (MRCNE) instead of minimum singular value decomposition is used to determine proximity of matrix to singularity. This estimation causes faster calculation without missing considerable accuracy. In order to demonstrate the effectiveness and accuracy of the proposed index, the new method is tested on the IEEE-14 bus and WSCC-9 bus test systems and results are presented. Results indicate that the proposed index has wider linear range and could predict HB in lower load level.     

LabVIEW在电机振动故障诊断中的应用

基于LabVIEW的小波包理论和能量谱应用于电机振动故障诊断是一种新的尝试,具有良好的应用前景.在时域范围内,故障振动信号幅值虽有变化,但难以确定电机故障程度的大小.用小波包对振动信号分解,可得到能量特征值,由此能有效地判断电机振动故障类型和程度,提高了故障诊断效率.     

LabVIEW在电机振动故障诊断中的应用

基于LabVIEW的小波包理论和能量谱应用于电机振动故障诊断是一种新的尝试，具有良好的应用前景。在时域范围内，故障振动信号幅值虽有变化，但难以确定电机故障程度的大小。用小波包对振动信号分解，可得到能量特征值，由此能有效地判断电机振动故障类型和程度，提高了故障诊断效率。     

复转矩系数法应用于多机电力系统的修正

研究了复转矩系数法的过程 ,指出传统复转矩系数法研究多机系统存在的局限性 ,提出复转矩法的概念 ,推导出具一般性的SSR判据 ,求出非研究发电机的转子角增量 ,并以IEEESSR第二标准模型为基础 ,采用特征值分析和新的SSR判据对两机系统进行对比验证 ,认为发电机之间的相互作用主要影响低频部分 ,一般性的SSR判据能够反映多机系统的真实现象。     

交直流混合系统低频振荡的概率特征根分析

研究低频振荡的传统特征根方法是基于单一的系统运行方式,而概率特征根分析则计及了较宽的系统运行方式变化。高压直流输电HVDC是一种典型的柔性交流输电FACTS装置,它可以改善系统的动态特性。将现有的概率特征根分析扩展到包含HVDC功能模块,能完成交直流混合系统的概率特征根分析。对四机两区域的交直流并联系统在选定的控制器参数下进行试算,结果表明,系统在多运行方式下研究交直流混合系统的低频振荡是可行的。     

一种电力系统实用时滞稳定裕度曲线追踪方法

电力系统在经受小扰动后能稳定运行的前提是其全部特征值实部小于给定值且每个特征值对应的阻尼因子大于给定常数,满足上述条件时系统所能承受的最大时滞为其实用时滞稳定裕度（PDM）。文中给出一种追踪PDM曲线的有效方法,它将PDM满足条件转换为一组优化问题的约束,从PDM曲线上任何一点出发,通过预测和校正过程,实现对整个PDM曲线的准确追踪。利用3机9节点系统验证了该方法的有效性。     

电机故障特征值的倍频小波分析

该文对异步电动机在鼠笼转子发生不同断条故障情况下的定子电流分别进行了实验测量；并对测量电流进行倍频小波分析，利用小波系数，在各个频段上进行小波信号重构；通过计算各个频段的信号能量特征值，诊断电机故障。这样，既可以从低频频段来诊断异步电动机鼠笼转子断条故障，也可以从某些高频频段来识别故障是否发生，从该文的实验诊断表明，倍频小波分析方法取得了较好的效果。