电力系统动态等值中发电机组详细模型的参数集合

电力系统动态等值包括相关机群动态识别,系统简化和相关机群参数集合三部分。本文着重研究第三部分的数学模型和参数集合方法,给出一种相关机群详细模型参数集合的新算法。这种新算法是以最小二乘法曲线拟合为基础,采用奈魁斯特和尼柯尔斯两种形式的目标函数。应用模矢搜索法获得一组拟合效果最优的等值发电机组详细模型参数。这种方法的依据是通过相关机群和等值机之间在频率域过渡响应相似来达到在时间域过渡响应相似。算例的结果表明这种算法简单,计算速度快,精度能满足工程计算要求,非常适合于复杂电力系统暂态稳定和动态稳定分析中的动态等值参数集合。也可用于并联运行在同一母线上多个发电机的详细模型参数集合。     

蚁群算法在发电机动态参数聚合中的应用

在大规模电力系统中,暂稳仿真的计算量越来越大。电磁暂态仿真则需要对系统进行等值简化,以满足电磁暂态尤其是实时仿真的需要。针对同调机群参数聚合,提出了一种基于连续空间寻优改进蚁群算法的参数聚合方法,该方法可以获得等值机及其调节系统的详细模型。为此,对IEEE 10机39 母线系统进行了等值计算。仿真结果表明,与频域拟合相比,所提出的算法能保证发电机摇摆曲线与等值前基本一致,较好地保持被等值部分对原系统的动态影响,有效提高了等值的动态精度。     

区域小水电机群动态等值建模方法研究

在对含小水电机群的电网进行分析时,若要研究小水电机群整体的动态特性,采用包含每台小水电机组模型的详细模型并不方便。实用的方法是先对小水电机群进行等值建模,再在等值模型的基础上进行各种分析。提出了一种区域小水电机群动态等值建模方法,该方法以同调等值为基础,对参数聚合、网络化简等环节加以改进,可以快速得到区域小水电机群的动态等值模型。基于该方法对IEEE 10机39节点系统和湖北恩施地区小水电机群进行动态等值建模,仿真结果证明了所提等值建模方法的有效性。在此基础上,通过进一步仿真分析了等值负荷对于动态特性的影响,为区域发电机群在线动态等值建模奠定了基础。     

基于同调机群识别的动态等值方法的工程应用

在PSS/E环境下建立了大规模电力系统的动态等值模型,动态等值包括发电机同调机群的识别、同调机的聚合和网络化简.发电机同调机群的识别采用时域仿真方法,同调机的聚合采用经典模型,网络化简采用拓扑化简.以华东电网为例,阐述了等值系统的建立过程,并对等值系统和原型系统进行了仿真分析和比较,仿真结果表明,等值系统可以很好地再现原型系统的动态特性.     

舰船电力系统发电单元时域聚合方法

根据现有等值方法,提出了一种改进的、适合舰船电力系统特点的在线动态等值方法。该等值方法在对发电单元进行聚合时,发电机、励磁系统、调速器都保留原有模型结构。根据舰船电力系统特点,发电机采用考虑次暂态的六阶模型,给出了基于六阶发电机模型的参数计算公式和聚合的一般步骤。在计算等值模型的参数时,采用了时域的非迭代代数运算,减少了运算时间。在对某一实际包含12台发电机的舰船电力系统进行建模等值时,应用该方法,给出了等值参数及在PSCAD/EMTDC仿真环境中的动态响应曲线。验证了该等值聚合方法的有效性。     

基于改进K-均值聚类的电动机群聚合

提出了一种新的电动机聚合方法。首先对电动机动态模型进行轨迹灵敏度分析,然后以灵敏度均值作为改进K-均值聚类算法的特征权值进行电动机分群计算,最后结合加权平均法和空转-堵转法计算等值电动机的参数。算例对Anderson 3机9节点系统进行了仿真计算,选取其中6个参数差异较大的电动机群作为研究对象,对其进行了动态等值,分析比较了本文方法与传统方法得到的等值电动机在不同故障切除时间下的系统稳定性。结果表明本文方法得到的等值电动机能够更好地反映原始电动机群的动态特性。     

3区域互联电力系统动态等值的辨识方法

对大型电力系统采用动态等值可以显著降低计算量，并能突出主要特征。动态等值的同调等值法和模式等值法大都用于离线分析，在线动态安全分析常需要对外部系统作在线的动态等值，这时需要采用辨识等值方法：先确定系统等值模型，模型参数通过辨识获得。现代电力系统中越来越多的区域形成互联，对多区域互联电力系统的动态等值研究变得尤为重要，但以往的文献都是针对2区域系统。文中给出了3区域互联电力系统的动态等值模型，分析了模型的可辨识性，从理论上证明了：充分利用扰动前、后的稳态条件和动态过程，等值模型中所有参数均是可以辨识的。在可辨 识性分析的基础上，运用进化策略法进行模型的参数辨识，最后通过系统仿真加以验证，算例结果表明了等值模型的有效性和其参数辨识的可行性。     

一种适用于电磁暂态仿真的等值简约方法

提出了一种基于物理等效的适用于电力系统电磁暂态分析的电力系统动态等值方法，该方法根据等值后发电机对主干网架的支撑强度保持不变的原理对系统进行动态等值。利用该方法对江苏电网进行了动态等值简化，通过对原型系统和等值系统的动态仿真分析比较，表明简约等值系统很好地保持了原有系统的本质特性。另外，本文从理论上证明了只要已知用于潮流计算的输电线路参数，则不管线路的真实长度如何，就能直接导出用于电磁暂态仿真的Bergeron模型。     

风电场建模研究综述

概括分析了风电场等值建模的国内外研究现状。首先,总结了风电场风速-功率特性建模的研究情况,进而从不同类型风电场静态建模、含风电电力系统的潮流计算两个方面对风电场静态等值建模研究现状作了概括;随后对风电场动态等值的集总参数建模和同调等值建模方法以及风电场内部集电系统的等值化简做了简单分析,另外从加权求和法、频域聚合法、时域聚合法3个方面对风电场机群参数的聚合方法作了总结归纳;最后,展望了风电场等值建模的需求以及研究趋势。     

福建电网分区动态等值研究

对与华东电网互联的福建电力系统进行了基于同调等值法的分区等值,在等值过程中对系统线路参数和发电机参数进行了调整和聚合,得到了在网络拓扑结构不变条件下适用于不同运行方式的等值模型。该模型能够仿真系统的运行特性,并适用于RTDS建模和其它电力系统仿真软件的建模。     

适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法及其在华东电网的应用

电磁暂态仿真能准确模拟交直流系统在不对称故障下的动态特性，为减小仿真计算量，提高仿真效率，需对大规模系统进行等值简化。提出了一种适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法，该方法基于物理等效的动态等值技术，改进了低压网络标准等值结构，考虑了不对称短路故障时的负序和零序电流，采用了一种工程实用的等值发电机参数聚合和控制器模型选取方法，实现了等值前后主网各序网络阻抗相等，提高了等值系统在不对称故障下的仿真精度。该等值方法在网络简化过程中不会产生负电阻支路，同时避免了等值变压器负电阻和负电抗的出现，等值后的系统可直接用于电磁暂态仿真。最后开发了相应的等值软件，并将其应用于华东电网，等值结果验证了所提方法的有效性。     

用于简化微电网结构的微分几何广义同调方法

基于发电机功角同调的动态等值方法是目前大电网系统分析中常用的等值方法。针对具有线路短、电磁耦合程度高、非线性极强等特点的微电网系统,开展其局部网络的动态等值模型研究,对系统实时仿真与控制设计、安全稳定分析、系统重构和动态潮流分析计算等具有重要理论意义和实际应用价值。本文提出了基于微分几何的微电网系统的广义同调等值理论并...     

福建电网在线稳定控制系统中对华东电网实时动态等值的研究

福建电网的在线稳定控制系统进行稳定计算时需要华东电网的实时动态等值模型.文章首先确定了华东电网等值系统的网络结构,保留了关键的线路和节点,将同调机群等值为相应机组.通过研究等值系统参数和实际系统变量之间的变化规律,提出了在实际运行中根据采集到的信息对等值系统参数进行实时修正的方法.计算结果表明,采用文中方法得到的等值系统能比较准确地模拟实际系统并反映电网运行方式的变化,从而更有效地利用联络线的输电能力.     

适应电网与仿真技术发展的交直流电网动态等值

随着特高压交直流同步大电网的建设,原有的区外等值方案已经不能满足工程实际的需求。而从实际应用而言,只有电磁暂态仿真存在对电网等值简化的需求,且随着实时仿真技术和能力的提高,对于仿真规模的要求也在放宽。根据电网及实时仿真能力的发展,提出了新条件下的区内等值原则。按照新的等值原则,对2015水平年华东电网进行了等值研究。对华东电网等值研究的结果表明,采用该原则等值后的华东电网,在大幅缩减电网规模的同时很好地保留了原网的潮流及暂态特性,可应用于电磁暂态实时仿真研究。     

潮流计算和机电暂态仿真中风光储联合发电系统的实用等值方法

针对工程实际开展风光储联合发电系统在潮流计算和机电暂态仿真中的等值方法研究,旨在为大容量风光储联合发电系统的并网仿真分析奠定基础。将潮流计算的等值分为单元机组和集电系统2部分来研究。单元机组等值采用根据不同控制模式选取不同节点类型的方法,针对集电系统等值提出基于损耗不变原则的方法。等值模型和详细模型的算例结果表明,潮流计算等值方法具有较好的精度。在机电暂态仿真动态等值中,基于实际工程计算的最严重工况分析原则,提出运行在满出力点的单机"倍乘"等值模型,为工程计算中的风光储联合发电系统动态等值提供了一种解决方案。     

基于相关发电机识别的动态等值法的算例仿真

对具有庞大规模的现代电力系统进行暂态稳定计算时,计算存储量大,计算时间长。因而采用基于相关发电机识别的动态等值法对电力系统进行化简以克服上述问题。该方法利用相关的充要条件对相关发电机进行判定,从而达到简化网络的目的。算例中等值网络的节点数目、支路数目、发电机数目和负荷数目大约只有原始网络的50%,用等值网络进行暂态稳定计算大约可以节省一半的计算时间,且计算结果的精确度完全满足工程的需要。     

基于等值的电力系统机电暂态仿真并行异步算法

提出了一种基于等值的机电暂态稳定并行异步仿真新方法。该方法将系统按地理位置分区后的各子系统在每一时步进行相互等值,每个子系统利用其他子系统传递来的等值信息进行独立迭代计算;在每一时步的迭代过程中,各子系统只需1次相邻子系统的预测等值信息和校正等值信息;采用异步并行策略进行子系统间的等值信息传递和迭代,及时更新等值信息,从而加速迭代收敛。多个算例表明,文中的方法具有较快的计算速度和较高的计算效率,并具有工程可接受的仿真精度;对于一些大规模的实际系统,已实现实时或超实时仿真速度。     

电池储能系统用于改善并网风电场电能质量和稳定性的研究

建立了基于等效电路的电池储能系统和基于异步发电机风力发电系统的整体动态数学模型,设计了相应的控制策略,并以随机风和电网大扰动为例,采用电池储能系统对并网风电场的电能质量和稳定性问题进行仿真。结果表明采用该控制策略的电池储能系统可很好地改善并网风电场的电能质量和稳定性。     

基于改进弗雷歇算法的虚拟直流电机等效惯量计算

伴随高密度分布式电源接入,电网惯量水平持续下降,尤其是在新能源独立供电条件下,其惯量远远低于最低惯量需求。通过对端口换流器施加虚拟直流电机控制策略,可以利用控制参数灵活调整系统惯量,减少电网惯量差额,增强电网的稳定性。但该控制方法虚拟出的等效惯量大小暂不明确,虚拟惯量对等效惯量的影响也有待进一步探究。据此,文中首先在虚拟直流电机模型的基础上,利用小信号模型分析虚拟惯量与等效惯量对系统动态特性的影响,指出两者的惯量等效关系。其次,基于虚拟惯量与等效惯量的对应关系,提出一种利用弗雷歇算法度量电压曲线相似度的等效惯量计算方法,明确虚拟直流电机控制的等效惯量大小。然后,引入相关性约束与曲线特征约束,提出一种改进弗雷歇算法,保证等效惯量计算的正确性。最后,采用最优拟合方式实现惯量等效关系的函数化,给出虚拟惯量与等效惯量间的数量关系。仿真结果验证了文中所提等效惯量计算方法的有效性。