在线预决策的暂态稳定控制系统

描述了电力自动化研究院开发的,集非自治非线性多刚体系系统运动稳定性的定量分析技术、面向对象的分布式并行处理平台和区域稳定控制装置为一体的在线预决策的暂态稳定控制系统。该系统在线跟踪系统工况,用ＥＥＡＣ提供的受控电力系统的稳定裕度指标,快速搜索对应于给定故障集的、满足一定系统稳定裕度值的、控制代价为最小的控制策略,定期刷新控制执行装置中的控制策略表,从而对电网发展变化、运行方式改变具有很强的自适应能     

暂态稳定在线预警故障集的自适应筛选

大电网暂态安全稳定在线预警的故障数目大、计算负担重,为减少每轮在线预警中需要进行时域仿真计算的故障集数目,并且不遗漏暂态安全稳定的关键故障,提出了暂态安全稳定在线预警预想故障集的一种自适应筛选方法.首先依据上一时间断面上各预想故障的稳定裕度和稳定模式,识别那些影响系统稳定性的关键电网元件;再根据当前这些元件运行状态的变化,确定筛选预想故障的新门槛值;最后将本轮预想故障的预估裕度与该门槛值比较,筛选出那些需要重新计算稳定裕度的故障.通过电网在线预警系统的实际工程运行,验证了该方法的有效性和工程实用性.     

在线多预想故障静态电压崩溃预防控制

提出在线多预想故障静态电压崩溃预防控制问题的数学模型及相应的数值计算方法。该模型以最小控制代价为目标,综合考虑了预防控制后正常运行点的可行性及多预想故障条件下的静态电压稳定裕度要求。对于多预想故障静态电压崩溃预防控制问题的求解,借鉴规划领域积极约束集策略的思想,在裕度扫描的基础上确定关键预想故障集,根据关键预想故障集计算预防控制策略,而后对预防控制后的电网进行裕度扫描,确定新的关键预想故障集,循环执行直至所有预想故障条件下的静态电压稳定裕度都得到满足。通过福建电网的数字仿真验证了模型的正确性及算法的有效性。     

换流变压器分接开关状态监测及评估系统的研究

针对换流变压器分接开关级电压设计裕度小、频繁动作导致分接开关故障率高的问题,提出了增加切换开关乙炔在线监测装置、油耐压测量装置、油温传感器、流量传感器和采集非电量报警信号,由直流控制保护系统综合判断的方案,实现换流变压器分接开关运行状态的在线监测及评估,为换流站的运行维护提供参考。     

基于相量测量的电压稳定裕度在线评估

超高压、大容量、远距离电能的传输和电力市场化等因素使电压稳定问题成为严重威胁电力系统安全稳定的主要隐患之一,研究一种快速、可靠的电压稳定裕度在线评估方法是十分必要的。提出了一种基于相量测量装置的电压稳定裕度在线评估策略,该方法根据电力系统在重负荷情况下网损增长率特性确定电压稳定裕度评估指标,利用相量测量装置提供的节点相量信息可以快速实现电压稳定裕度的在线评估。IEEE 39节点算例仿真验证了该方法的正确性和有效性。在相量测量装置不断推广的情况下,该方法对实现电压稳定的在线监控具有一定的现实意义。     

基于时域仿真的暂态裕度灵敏度分析

结合时域仿真,提出了多机系统中单机加速面积、减速面积计算方法、临界机组单机等面积定则第一摇摆稳定判据、稳定裕度计算方法等。并提出了加速面积、减速面积、减速功率（稳定裕度）对网络节点有功、无功及变压器变比的灵敏度分析方法。临界机组群单机等面积定则第一摇摆稳定判据与时域仿真角度准则精度相同,但具有数值积分时间短的优点;暂态稳定裕度灵敏度能用于暂稳控制装置安装地点的选择、安全校正再调度及系统稳定裕度约束和在线稳定监视。     

南方电网在线预决策系统

基于在线稳定决策技术开发了南方电网在线预决策系统,该系统集电网在线稳定计算分析、稳定判别、故障预警和控制决策于一体,具备各种电力系统静态、暂态、动态稳定分析和在线刷新稳控装置中控制策略表功能。系统硬件由数据库服务器、计算服务器、Web服务器、监视和维护终端、磁盘阵列、防火墙、物理隔离装置、通信机、安全稳定控制装置组成。全部分析程序软件使用C++语言编写,支持Windows和各种Unix平台。系统采用分布式计算、多线程和提前终止计算等技术,满足在线计算速度要求,核心计算程序通过BPA暂态稳定计算程序对比测试,满足在线计算精度要求。     

基于PMU计及动态过程的电压在线评估

提出基于相量测量装置的电力系统在线等效算法.该方法考虑系统等效参数及负荷变化对电压的影响,克服了传统两点潮流法假设小扰动前后系统等效参数不变的缺点及等效参数的漂移问题.在此基础上,利用等效参数判断与电压临界点的距离,提出节点的负荷裕度指标,包括电压稳定裕度和警戒裕度,该指标直观、快速反映当前运行点的负荷水平,为电压在线控制提供依据.将系统中所有负荷节点指标相比较,可找出薄弱节点.在IEEE14节点系统上进行数值仿真,验证了该方法的正确性及有效性.     

基于神经网络的法向阻抗模裕度快速计算方法

为在线快速评估电力系统当前电压稳定性,建立了遗传算法优化的BP神经网络电压稳定评估模型。基于一般非线性方程极值分析原理,推导出系统静态电压稳定判据,由此提出评价系统静态电压稳定性的负荷法向阻抗模裕度指标(the normal impedance modulus margin index,NIMMI)。对比戴维南阻抗模裕度指标,法向阻抗模裕度指标的线性关系更好,适用于神经网络电压稳定在线预测。在系统同步功率扰动情形下,将系统薄弱区域节点的负荷有功、无功功率与节点的NIMMI值建立非线性映射关系,由此建立了以法向阻抗模裕度指标为样本的神经网络评估模型。用遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值,提高了预测精度。Matlab仿真结果表明:相比传统潮流计算,法向阻抗模裕度指标的计算速度大大加快,更有利于实现系统电压稳定性的在线快速预测。     

南方电网在线预决策系统

基于在线稳定决策技术开发了南方电网在线预决策系统,该系统集电网在线稳定计算分析、稳定判别、故障预警和控制决策于一体,具备各种电力系统静态、暂态、动态稳定分析和在线刷新稳控装置中控制策略表功能.系统硬件由教据库服务器、计算服务器、Web 服务器、监视和维护终端、磁盘阵列、防火墙、物理隔离装置、通信机、安全稳定控制装置组成.全部分析程序软件使用 c++语言编写,支持 Windows 和各种 Unix 平台.系统采用分布式计算、多线程和提前终止计算等技术,满足在线计算速度要求,核心计算程序通过 BPA 暂态稳定计算程序对比测试,满足在线计算精度要求.     

基于耦合单端口网络理论的广域负荷裕度灵敏度及其在电压稳定控制中的应用（英文）

负荷裕度灵敏度是分析和研究电压稳定评估和控制的重要方法。但传统基于电力系统代数模型的负荷裕度灵敏度分析方法需要全网精确的模型并且需要大量的运算,因此不适合在线应用。基于耦合单端口网络理论,提出一种适合在线应用的基于广域负荷裕度灵敏度的电压稳定评估与控制的新方法。利用电力系统的广域量测信息,推导出负荷裕度对有功功率、无功功率及机端电压的灵敏度,该方法比基于模型的分析方法在计算上更有效率。针对所提出的负荷裕度灵敏度,进一步提出了改善电压稳定性的多步骤控制策略。将该方法应用在IEEE 39节点系统中,仿真结果不仅验证了负荷裕度灵敏度,同时也验证了多步骤控制策略与传统连续潮流的方法相比在判定系统电压崩溃点上的有效性。为进一步验证所提出负荷灵敏度的通用性,将其应用到IEEE 14、IEEE 57、和IEEE 300节点系统中。在多个仿真系统中的结果表明,本文提出的基于广域负荷裕度灵敏度的电压稳定评估与控制的新方法有很好的在线应用的潜力。     

电力系统静态电压稳定分析中的校正控制算法

目前对于静态电压稳定控制问题,一般采用连续潮流计算系统的静态电压稳定裕度,通过非线性最优潮流计算控制措施,计算量较大,不适合在线应用。本文提出一种通过减少系统薄弱支路功率提高静态电压稳定裕度的校正控制方法,并采用文献的方法快速计算静态电压稳定裕度,具有计算量小、速度快等特点。我国某实际的682节点973支路系统的算例表明本文方法简单、实用。     

基于发电机功率分配因子的静态电压稳定预防控制

针对静态电压稳定预防控制实用性的问题,提出一种在线静态电压稳定预防控制算法。该算法引入未来时刻发电机功率分配因子作为电压稳定裕度的控制变量,利用电压稳定裕度对各类控制参数的灵敏度信息,通过集中调度和预选参与调度集等策略,形成预防控制所需要的线性规划模型,给出预防电压失稳的调度方案。算法的优点是可将严重故障和失稳故障放在统一的模型中求解;引入未来时刻发电机功率分配因子作为电压稳定裕度的控制变量,可有效地减少其他控制参数的调整量。对湖南实际电网750节点系统的试验,证明了所提方法的有效性和实用性。     

电力系统静态电压稳定分析中的校正控制算法

目前对于静态电压稳定控制问题,一般采用连续潮流计算系统的静态电压稳定裕度,通过非线性最优潮流计算控制措施,计算量较大,不适合在线应用。本文提出一种通过减少系统薄弱支路功率提高静态电压稳定裕度的校正控制方法,并采用文献[13]的方法快速计算静态电压稳定裕度,具有计算量小、速度快等特点。我国某实际的682节点973支路系统的算例表明本文方法简单、实用。     

利用系统辨识进行超前预测中止的在线快速仿真法

应用基于系统辨识的快速暂稳预测方法 ,超前判别系统的稳定性及稳定裕度 ,在充分保证判断准确性的情况下 ,对某些可以确认为稳定的故障 ,超前中止仿真计算 ,从而大大节省在线动态安全分析的宝贵时间 ,以实现在线准实时稳定控制     

具有综合负荷模拟的暂态稳定裕度灵敏度分析

负荷的模拟对暂态稳定分析结果有十分重要的影响。常用的负荷模拟方法是恒定阻抗模拟和综合负荷模拟。结合时域仿真，提出了具有综合负荷模拟的暂态过程中发电机加速面积、减速面积、减速功率（稳定裕度）对网络节点有功无功及变压器变化的灵敏度分析方法，提出的灵敏度分析方法能够得出大扰动下非线性微分方程组状态变量解在任意时刻的灵敏度，当变量不是很大时，一阶灵敏度具有较好的精度，暂态稳定裕度灵敏度能用于暂稳控制装置地点选择、安全校正再调度中系统稳定裕度约束和在线稳定监示。     

利用系统辨识进行超前预测中止的在线快速仿真法

应用基于系统辨识的快速暂稳预测方法,超前判别系统的稳定性及稳定裕度,在充分保证判断准确性的情况下,对某些可以确认为稳定的故障,超前中止仿真计算,从而大大节省在线动态安全分析的宝贵时间,以实现在线准实时稳定控制.     

基于相量测量的电压稳定裕度计算及减载方案

根据变电站实时测量的相量信息,计及数据量测误差,建立考虑等效电动势相角变化的外网最小二乘等值模型,求解精确的实时电压稳定裕度。提出一种基于实时电压稳定裕度的低压减载方案,建立了变电站紧急切负荷综合策略,实现在线动态计算切负荷量。设计了新型低压减载控制装置,软硬件平台设计采用标准化、模块化,通过高精度采样和实时数据处理,有效实现了提出的低压减载方案,保证了系统的安全稳定运行。     

基于梯度提升决策树静态电压稳定裕度评估

随着特高压直流输电的发展,电网负荷集中地区无功缺乏的问题日益突出,系统电压稳定与无功功率密切相关,有必要研究电压稳定裕度的在线监测问题,以期为无功补偿装置的协调配合提供参考。基于PMU提供的数据资源,提出一种基于梯度提升决策树的电压稳定裕度在线监测方法,该方法分为离线运行点数据库的建立以及实时评估两部分。通过模拟负荷的变化,求解最优潮流模型,得到各个发电机出力状态以及对应的电压稳定裕度从而形成离线运行点数据库,并在线下对梯度提升决策树进行训练,在线做出电压稳定裕度的评估。实验结果表明,所提方法对裕度的预测准确度高于基于支持向量机回归模型,且时间可以满足实时性的要求。在测量不确定性场景下,当信噪比大于40dB时,所提方法应对噪声干扰具有较强的鲁棒性。并且基于梯度提升决策树的特征选择能力,可以为PMU的布点提供一定依据,从而实现系统可靠性和经济性的平衡。     

基于广域量测的电压稳定在线监测方法

利用电压稳定在线监测系统进行在线预警,是电压稳定在线监控系统的重要组成部分。该文根据单电源简单传输系统模型,提出一种在线监测静态电压稳定性的负荷裕度指标,它可准确地反映节点的负荷裕度,能给出运行点是否位于系统PV曲线上半支或下半支的信息。对多机系统中的负荷节点及联络节点构造单电源功率传输等值系统,等值电源的电压幅值能基本保持恒定;利用广域量测系统,测量计算单电源功率传输等值系统参数及负荷裕度指标。在改进的IEEE 50机测试系统上仿真表明,提出的电压稳定在线监测方法能很好地反映负荷裕度,捕捉到电压稳定薄弱母线。