归一化能量函数在河南电网暂态稳定性评估中的应用

介绍了归一化暂态能量函数在河南电网暂态稳定分析中的应用，通过归一化发电机转子运动方程，将故障后电力系统的动态过程比拟为在n维欧几里得角度空间势能谷中滚动的单位质量小球，研究故障后系统归一化暂态动能极小值与故障切除时间的关系，并在此基础上提出通过能量平移评估暂态稳定能量裕度的思想，基于能量平移及故障后系统归一化暂态能量函数的守恒性，还提出了计算故障后系统吸收归一化动能能力的新方法，最后通过该归一化能量函数在河南省网暂态稳定评估中的应用，说明了该方法的有效性。     

考虑稳定控制措施的归一化能量函数在河南电网暂态稳定性评估中的应用

介绍考虑稳定控制措施后的归一化能量函数在河南电网暂态稳定性分析中的应用。通过归一化转子运动方程，定义了稳定控制措施投入后的归一化能量函数使之适用于在故障后系统惯性中心和运行发电机数目发生变化的情况下进行电力系统暂态稳定性评估，并在此基础上提出考虑稳定控制措施的稳定裕度分析策略。通过在河南省网暂态评估中的应用说明策略的有效性。     

一种基于故障轨迹的暂态能量裕度计算方法

基于系统故障轨迹求取系统暂态能量裕度可以解决暂态能量函数法的模型适应性问题,在电力系统暂态稳定评估中具有重要意义。深入研究了去掉线性路径假设导致的部分区间内无法沿故障轨迹计算暂态势能的问题,并提出以故障清除时刻为暂态势能参考点和补偿裕度的概念,给出了一种沿故障轨迹的暂态能量裕度计算方法。仿真计算表明了该方法的有效性。     

基于暂态能量函数混合法的电力系统脆弱性分析

电力系统在遭受大干扰后失稳的后果非常严重,甚至是灾难性的,从暂态稳定方面分析系统的脆弱性具有重大的研究价值。采用暂态能量函数,结合暂态稳定分析中数值仿真法和直接法两种基本方法,同时考虑预想事故概率,从暂态稳定安全角度快速、定量评估电力系统的脆弱性。基于事故概率与暂态能量裕度构建相关脆弱度指标,并根据临界机群状态以修正暂态动能,改进不同事故下系统脆弱性的评估精度,同时确定系统的薄弱环节。通过对IEEE 5机14节点系统的仿真,验证了该方法的合理性与有效性。     

一种基于故障轨迹的暂态能量裕度计算方法

基于系统故障轨迹求取系统暂态能量裕度可以解决暂态能量函数法的模型适应性问题,在电力系统暂态稳定评估中具有重要意义.深入研究了去掉线性路径假设导致的部分区间内无法沿故障轨迹计算暂态势能的问题,并提出以故障清除时刻为暂态势能参考点和补偿裕度的概念,给出了一种沿故障轨迹的暂态能量裕度计算方法.仿真计算表明了该方法的有效性.     

计及动能注入介数的线路暂态脆弱性快速评估

提出基于故障切除后极短时间的转子动能与支路势能2类信息的输电线路暂态脆弱性评估方法.通过带阻抗权重介数扁发式地提取动能拓扑分布,将支路势能和动能介数归一化后的和定义为暂态脆弱度量,衍生出相对指标和综合指标,分别定量反映单一故障和故障集下线路暂态受扰程度,并进一步提出局部网络脆弱指标.通过复杂网络理论计算暂态动能注入效应,避免了传统方法中对增广网络支路势能极值拐点的求取,节省了时域仿真时间.结合势能界面法预警扫描,建立完整的电网暂态脆弱性快速评估流程,所提算法适用于调度监测、割集分析、解列模式预测等.     

电力系统暂态稳定性概率评估方法的研究

传统的暂态稳定性分析方法难以反映电力系统故障的随机特性.暂态稳定评估的概率方法是对传统方法的重要补充,但其计算量较大.文章通过分析故障切除时间的统计特性和不同类型故障的严重程度提出了基于归一化暂态能量函数的暂态稳定性概率评估策略.该策略只需对系统中的一'小部分严重故障进行暂态稳定性计算,因而能够极大地提高暂态稳定概率分析的效率.文章通过新英格兰10机39节点典型系统的算例说明了该评估策略的有效性和实用性.     

互联电网失步解列过程中的暂态动能变化规律研究

新能源高占比系统已成为我国电网未来发展的必然趋势。新能源出力的不确定性,使得振荡中心漂移风险增大,现有失步解列技术面临严峻挑战。受扰系统在故障清除后其机组间的动态行为可以划分为群间相对运动和群内相对运动,在此基础上通过选取不同的参考坐标系构造了群间暂态能量和群内暂态能量函数。分析计算发现,在解列时刻系统的暂态能量动能具有群间暂态动能突变为0,群内暂态动能保持不变的规律。依据这一规律,指出解列过程中群间暂态动能的突变是使系统解列后的暂态稳定性能够得到较大改善的重要原因之一。从能量的角度分析了在非振荡中心处解列与在振荡中心处解列之间的联系。通过IEEE 39节点系统及我国某区域电网模型对以上结论进行了验证。     

电力系统暂态稳定概率评估新策略

提出一种基于修正暂态能量函数法的暂态稳定概率评估新策略。该策略的优点在于:它只需对系统中很小一部分的严重故障进行暂态稳定计算,求取其临界切除时间,因而能够极大地减少计算量,提高暂态稳定概率评估的效率。在159机1660节点的华北电力系统上的算例说明了该评估策略的有效性和实用性。     

修正的暂态能量裕度评估策略

验证了修正的暂态能量函数可应用于部分恒阻抗、部分恒功率的电力系统模型，并在此基础上提出一种新的暂态能量函数评估策略。应用这种策略可以高效大量地滤除对系统稳定性无危害的故障，确定对系统有危害或有危害的故障并分析其修正的暂态能量裕度，更重要的是，这种分析策略可以和系统分析的商业软件如BPA电力系统分析软件等结合使用，以评定系统的稳定指标。为了便于比较不同的故障对系统安全的危害程度，还将修正的能量裕度转化为裕度。文章最后报道了新英格兰10发电机39节点系统及国内华北电网上的验算结果，以说明该分析策略的高效性。     

投影能量函数在天津电网在线安全分析的应用

介绍了投影能量函数理论在天津电网在线安全分析系统中的应用.利用投影变换,将复杂的故障后电力系统动态过程转化为相点在一维空间中的简单运动进行研究.通过研究故障后系统最小投影动能与失稳发电机组有功出力之间的关系,提出一种计算暂态稳定约束下发电极限的方法.该方法已应用于天津电网在线安全分析系统中,对有危害故障提供预防控制调整方案.在华北2007年方式计算电网上的分析结果表明了该算法的有效性.     

端口能量及其在风电系统暂态稳定分析中的应用

大规模风电接入后,研究计及风电的能量函数法有助于提高稳定评估的计算速度,并为稳定控制提供灵敏度信息。在结构保留能量函数的启发下,提出端口能量的概念,证明了采用端口能量的系统总能量是系统的能量函数;证明了端口能量的能量聚集效应;分析了采用端口能量计算对象系统的暂态能量给暂态稳定评估带来误差的原因;基于端口能量,提出了包含风电的暂态稳定能量函数分析方法。不同场景下的临界切除时间对比分析验证了所提能量函数法的有效性。在精度方面,各个场景下所提能量函数法比时域仿真法保守0~0.02s,在速度方面,所提能量函数法比基于时域仿真的二分法和逐步法快3~26倍。     

基于改进信号能量法估计暂态稳定极限

信号能量法是一种基于时域仿真数据来快速求取电力系统暂态稳定极限的方法。它的基础是认为在给定故障条件下，暂态电压响应的信号能量将随着功率增加而渐近增长，其渐近线对应于暂态稳定极限，从而建立信号能量与传输功率和稳定极限的解析函数关系。另外，对于不同功率水平的暂态仿真数据可以得到该水平下的暂态电压数值信号能量。应用这些数值信号能量和解析信号能量表达式即可对稳定极限做出估计。文中提出了两种新的解析信号能量表达式，即1阶近似法和3阶近似法。在新英格兰系统和四川重庆系统中的应用证实了所提出方法的正确性，并且与原方法比较，所提出的方法适应性更强，更有效。特别是1阶近似法能够保持以较高精度确定系统的暂态稳定极限。     

基于网络的电力系统暂态能量的计算

在保留网络结构的多机电力系统模型的基础上,提出了故障后系统各支路上暂态计算方法,并在电机及多机电力系统中讨论了系统的暂态能量在输电网中的分布,分析了系统在稳定以及不稳定情况下网络中暂态能量的变化规律,为基于网络的暂态稳定性分析提供了途径。     

基于归一化能量函数的临界切除时间并行仿真算法

随着新能源的广泛接入和电力系统的发展,新一代电力系统的规模日益增大,其安全稳定问题面临更为严峻的挑战,评估和求取临界切除时间是分析的关键环节。基于归一化能量函数,利用最小归一化暂态动能曲线与临界切除时间的关系,提出一种并行计算临界切除时间的仿真算法, 并且基于IEEE10机39节点系统和宁夏实际电网,对算法的有效性和速度进行了验证,说明算法能准确、快速稳定地计算临界切除时间。     

电力系统在线暂态稳定分析方法

提出了一种电力系统在线暂态稳定分析方法。结合故障时域仿真,建立了一个2维1阶微分方程组。该微分方程组描述了相点在一维坐标轴上的运动,可用于观察电力系统的功角稳定性。在此基础上提出的功角稳定判据可以方便地判断电力系统的功角稳定性。该方法有效地简化了暂态稳定分析过程,且避免了因功角差阈值选取不当造成误判的问题。文中还研究了针对相点运动构造的能量函数,利用故障后的最小动能定义了描述故障严重程度的稳定指标。2007年华北电网的算例说明了上述方法的有效性。     

电力系统振荡中心的暂态能量解析

根据结构保持的多机电力系统模型分析了电力系统大扰动后暂态能量在网络中的分布特性,重点研究了故障后系统振荡中心处暂态能量的变化规律,在单机系统中给出了证明,并在多机系统中进行了仿真验算.研究结果表明:随着系统稳定程度的恶化,系统的振荡中心附近是故障后暂态能量冲击最严重的区域,系统沿振荡中心所处的割集"撕裂".     

暂时态能量函数中不可积项积分路径的探讨

阐释了能量函数中不可积项的积分路径。考虑转移电导时，首积分法构造的暂态能量函数含有不可积项。现有的理论将故障后系统的稳定平衡点作为积分路径的初始点，并在计算临界能量时虚构了稳定平衡点和不稳定平衡点间的线性路径。分析表明，故障轨线上的点在故障后系统中的轨道上存在零势能点，不可积项的积分路径是故障后系统中从该零势能点出发的轨线。由此得到一种能量计算方法，能够逼近准确值，可用于分析现有方法的准确性。示例表明，线性路径法采用了上述积分路径的线性近似，有时结果接近准确值，有时偏差较大；梯形近似法不一定能提高能量计算的准确性。     

含暂态能量裕度约束多故障最优潮流计算

借助暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度，将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中，建立含暂态能量裕度约束多故障最优潮流逐次线性规划模型，采用单纯形法求解，取得了较好的效果。此外，还提出了根据大步长单故障最优潮流近似计算获得的暂态能量裕度进行故障扫描方法，并寻找到同一失稳模式下影响系统稳定的关键故障，验证了满足关键故障稳定性要求的最优潮流解可以同时满足同失稳模式下的其它故障的稳定约束。新英格兰10机39节点系统的最优潮流及暂态稳定计算验证了所提方法的有效性。所有优化结果均用一个在电力系统中广泛使用的暂态稳定仿真程序进行了验证。     

对应用暂态能量函数法分析电力系统暂态稳定性的评价

基于李雅普诺夫稳定理论,对用于电力系统暂态稳定分析的暂态能量函数法进行了分析,认为可定量分析和快速性是其独特优势,不可靠性是其局限性,提出了暂态能量函数法用于非自治系统所必须满足的条件,包括用临界轨迹确定临界能量,以及用临界轨迹得到的切除时间确定故障清除后的稳定平衡点等,尽管目前暂态能量函数法只作为电力系统暂态稳定分析的辅助工具,但如何提高它的可靠性并将其应用到非自治系统仍是有待深入研究的课题。