含高渗透率风电的配电网暂态电压量化评估方法

随着配电网中分布式风电渗透率的增加,评估影响电网暂态电压稳定性的各有关因素变得尤为重要,而评估暂态电压稳定性的现有指标在具有多暂态特性的场景下无法适用。首先介绍多二元表判据的评估思想,针对电压跌落情形,提出一种母线电压跌落安全裕度指标。其次,进一步构建母线过电压安全裕度指标,通过引入阶跃因子将两者指标有效结合,得到基于改进多二元表的母线暂态电压安全裕度指标。再次,提出区域暂态电压安全裕度指标来衡量某区域的暂态电压稳定性。最后,基于所提指标,利用Matlab/Simulink对含高渗透率风电的配电网进行仿真分析,在量化影响配电网暂态电压稳定性各因素的同时,验证了该指标的有效性和普适性。     

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。     

采用多二元表判据的实用暂态电压稳定裕度指标研究

远距离跨区直流输电规模持续增长,使得电力系统暂态电压稳定(transient voltage stability,TVS)问题突出,量化评估暂态电压稳定裕度具有重要意义。针对现有实用暂态电压评估指标区分度低的问题,基于二元表描述,提出一种可用多二元表描述的暂态电压稳定裕度指标。首先,介绍现有的实用暂态电压稳定判据及其衍生的暂态电压跌落可接受性(transient voltage dip acceptability,TVDA)指标。其次,介绍表征可接受性的单二元表判据和表征稳定裕度的单二元表判据,并从二元表判据角度分析比较现有暂态电压可接受性判据特性及其缺陷。再次,基于不同跌落程度权重不同的思想,提出基于多二元表的可接受性判据,并给出相关权重系数的计算方法;进而结合暂态电压稳定要求,提出暂态电压稳定裕度指标。最后,基于实际电网数据仿真验证基于多二元表的暂态电压稳定裕度指标具有对负荷水平、故障等运行条件更强的适用性和有效性。     

低压减载参数优化整定中暂态电压安全性的考虑

分析了低压减载(UVLS)改善暂态电压安全性的机理,提出UVLS参数优化整定中考虑暂态电压安全的分析方法与步骤,基于暂态电压安全裕度分析评估了电网暂态电压安全的薄弱区域。在分析UVLS参数对暂态电压安全裕度影响的基础上,进行UVLS参数优化整定,以详细模型时域仿真给出的母线电压的时间响应曲线为依据,按暂态电压安全裕度优化整定UVLS参数。     

山东电网暂态低电压切负荷紧急控制的量化分析

论述了暂态电压安全的参数裕度与轨迹裕度之间的关系,讨论了暂态电压安全的参数裕度的计算方法;以轨迹裕度为基础、参数裕度为表征,对暂态电压安全性进行评估和控制。根据相应的国家标准和山东电网关于暂态过程中的电压要求的调查报告,确定了描述山东电网暂态电压跌落可接受性准则的二元表,提出对暂态低电压切负荷紧急控制系统的配置和参数整定的思路。最后,利用暂态安全定量分析软件FASTEST-NARI对山东电网低电压切负荷控制方案进行了初步工程设计和量化分析。     

考虑暂态电压稳定的含高渗透率风光的电网动态无功规划方法

随着电网中风电、光伏渗透率的逐渐提高,电网暂态电压稳定问题愈加严重,提出一种考虑暂态电压稳定的含高渗透率风光的电网动态无功规划方法。构造基于电压二元表的区域暂态电压安全裕度指标和无功规划基准场景;基于所提指标给出动态无功补偿装置的布点方法,建立差异化动态无功补偿优化模型,利用多目标灰狼优化算法求解配置容量,并采用改进的熵权逼近理想解距离法筛选出动态无功补偿装置的待配置方案;利用摄动法确定最终配置方案,确保所得规划方案适用于所有场景。改进的IEEE 39节点系统和实际电网的仿真结果验证了所提规划方法的普适性和合理性。     

基于深度残差网络的电力系统暂态电压稳定评估

随着人工智能技术的发展,基于数据驱动的深度学习方法可兼顾在线评估的快速性与准确性。通过分析电力系统的电压时序信息,构建暂态电压稳定裕度指标。基于实时获取的广域测量信息,选择代表潮流水平的稳态信息、代表故障冲击程度的故障瞬间信息以及代表故障持续进展的滑动信息构建半固定半滑动的异构样本集,基于深度残差网络构建暂态电压稳定评估模型,分别输出系统的暂态电压稳定评估结果、各监测母线的暂态电压稳定评估结果以及电压稳定裕度信息,为在线监控提供指导。在计及高压直流输电和风电接入影响的改进中国电科院36节点系统进行仿真验证,结果表明,该方法无需接收保护设备的故障切除时间信息,可在故障切除时刻之前给出高精度的评估结果,具有较高的实时性和准确性。     

暂态频率偏移可接受性的定量分析

指出暂态安全性分析中应该考虑暂态频率偏移可接受性，提出用一组二元表来描述暂态频率偏移可接受性，给出定量评估暂态频率偏移可接受性的裕度指标。阐明暂态频率偏移可接受性与暂态电压安全及暂态功角稳定三者之间的关系，提出暂态频率偏移可接受性的极限搜索策略，实现了暂态频率偏移可接受性的定量分析。通过实际系统的大量算例验证了算法的有效性和快速性。     

基于系统同调性的PMU最优布点

从电力系统的同调性出发，优化相量测量单元(PMU)的布点，以最少数量的PMU反映系统在各种扰动下的主要动态行为。该方法利用扩展等面积准则(EEAC)稳定性理论中的主导模式概念，识别所有可能出现的暂态功角失稳模式，并据此将所有的发电机节点划分为不同的同调群。在每个群中选择一台发电机安装PMU，以捕捉关键的功角动态信息。同时，利用暂态电压稳定和暂态电压跌落可接受性的概念，识别所有可能出现暂态电压问题的相邻母线的子集。在每个子集中选择一条母线安装PMU，以捕捉关键的电压动态信息。根据该最小PMU集提供的动态信息，不但可以正确地定性判断系统的同步稳定性和电压稳定性，并可通过数据挖掘方法评估其稳定裕度。结合华东电网验证了该方法的有效性。     

高风电渗透率下电网暂态电压的稳定性评估

直流系统逆变侧故障引发换相失败及直流闭锁后,送端系统暂态电压将呈现“先低后高” 现象,由此可能 导致风机脱网等连锁反应.首先在含有传统直流的算例系统中,刻画送端系统在逆变侧发生短路后暂态电压的响应过 程.在此基础上,结合风机低压穿越过程中的功率变化特点讨论风电接入对系统暂态电压的影响.最后,基于暂态过 电压计算公式推导极限短路比,求取极限短路比对应的极限风电渗透率,以此作为评估系统暂态电压稳定性的指标.     

考虑光伏逆变器电流裕度的主动配电网动态电压支撑策略

大量分布式光伏接入配电网的电压稳定问题是影响电网安全稳定运行的关键环节。为了适应高渗透率分布式光伏发电系统的接入,提高主动配电网的动态电压支撑能力,提出了一种考虑光伏逆变器电流裕度的主动配电网动态电压支撑策略。该策略在分析配电网电压灵敏度的基础上,考虑光伏逆变器的电流设计裕度,能够在电压跌落故障情况下充分利用光伏逆变器的最大允许电流,实现光伏逆变器有功功率输出最大化,从而提高主动配电网的短期电压稳定性。最后分析了逆变器电流裕度对静止无功补偿系统的影响,并与常规无功补偿系统进行了仿真对比分析,验证了所提出策略的可行性和有效性。     

计及风力发电的配电网电压稳定性评估框架研究

把风电场功率圆的稳定性作为评估配电网稳定性的依据之一,计算功率圆的电压稳定性、电网架构安全性和用户用电的可靠性等指标,最后提出配电网的安全性综合指标。分三种情况对电压稳定性进行评估：风电场并入网络时,计算流进负荷点的冲击电流,得到电压波动情况,评估网络电压稳定性;风电场切出网络时,计算负荷点失去电压支撑的大小得到电压跌落情况,评估网络电压稳定性;风电场间歇输出功率时,考虑风电场改变配电网的功率潮流,重新构造电网电压稳定指标,根据风电场的有功和无功判断系统电压稳定性。最后以IEEE123节点系统为例,验证了所提计及风力发电的配电网电压稳定评估框架的有效性。     

含风电场的受端系统暂态电压稳定性评估

考虑风电场的自身特性和受端系统的结构特点,对含双馈风电场的受端系统暂态电压稳定性进行了评估。从严重度和可能性的角度提出了电压严重度和故障极限切除时间两个衡量暂态电压稳定性的指标。以所提指标为基础,重点考虑风速扰动和故障扰动的因素,研究了故障点位置、风电穿透率与受端系统暂态电压稳定之间的定性关系,并量化了暂态电压失稳的风险。在DIg SILENT/Power Factory仿真平台中搭建的含风电场的受端系统算例评估结果验证了所提方法的有效性。     

STATCOM改善风电场暂态电压稳定性的研究

提出了恒速异步风电机组和静止同步补偿器的数学模型,使用Matlab中的动态仿真工具Simulink建立了静止同步补偿器的控制模型,以包含风电场的单机无穷大电力系统为例进行了仿真计算,验证了静止同步补偿器对风电场暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明：风电场发生三相短路的大扰动故障时,静止同步补偿器能够有效帮助恒速异步风电机组在故障后恢复机端电压,从而改善风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行。     

基于轨迹灵敏度的交直流受端系统暂态电压两阶段控制

针对交直流受端系统暂态电压调控能力不足的现状,提出一种基于轨迹灵敏度的交直流受端系统暂态电压两阶段控制方法。构建以最优无功补偿容量和紧急控制成本最小为目标函数的两阶段暂态电压控制模型。借助摄动法求取暂态电压稳定裕度对控制量的轨迹灵敏度,将非线性暂态电压控制模型转化为二次规划模型来提高暂态电压控制效率。为避免故障期间交直流受端系统暂态电压的大幅跌落,实施静止同步补偿器和新一代调相机协同的预防控制,充分发挥无功补偿装置在暂态电压不同跌落程度下的动态无功支撑优势。针对实施暂态电压预防控制后恢复阶段的低电压延时恢复问题,实施包含基于电压源换流器的高压直流和传统调压措施的紧急控制来加快暂态电压恢复速度。修改后的IEEE 39节点系统和实际系统算例结果验证了所提暂态电压控制方法的准确性和有效性。     

选择最佳TCSC安装地点提高电力系统电压稳定性

选择最佳的FACTS安装地点以提高电力系统的电压稳定性是一个重要而又实际的问题。负荷裕度是一种被一致认可的基本的电压稳定指标，文中推导了负荷裕度对线路电抗的灵敏度，该灵敏度可以被用来衡量在不同线路上装设TCSC提高电压稳定性的效用，文中以此为指标选择最佳TCSC的安装地点。该方法对系统的模型没有特殊要求，因而诸如负荷电压特性之类对电压稳定影响较大的因素可被考虑在内，从而提高了结果的准确性和实用性。最后在IEEE 14节点系统中应用该方法，证明了所提方法是有效的。