多机电力系统发电机的同步稳定特性分析

为进一步认识发电机同步稳定性特性，基于动态过程的轨迹，分析了多机电力系统的发电机稳定性物理特性及不稳定平衡点特性。用基于全系统状态空间轨迹的动态单一奇点（DIS）研究了系统中各台发电机的详细动态过程，并揭示了基于轨迹的动态单一鞍点(DISP)是发电机失稳时所具有的特性。某6机22节点简化实际系统的算例证实了该研究方法的有效性。     

电力系统频率测量综述

较为全面地综述了国内外在电力系统频率概念及其测量技术方面的研究成果。以观测模 型为依据，探讨了各种电力系统频率概念的异同；针对频率测量的目的，提出测量的基本要 求；以测频主算法的数值特征为线索对历史上各种测量算法进行了系统的分类与评述；讨论 了测量的硬件实现及其测试；最后对电力系统频率测量的发展趋势提出看法。     

基于最小二乘拟合测量电力系统频率的新方法

提出了一种利用最小二乘拟合技术测量电力系统频率的新算法，能消除信号中直流成分对频率测量的影响。还给出了一种信号预处理算法，它可有效地抑制信号中的2次谐波和3次谐波。仿真结果表明了新算法测量电力系统频率的有效性。     

基于混合量测的电力系统线性动态状态估计算法

针对当前电力系统中广域测量系统（WAMS）和数据采集与监控（SCADA）系统并存的现状，利用量测变换技术，将SCADA系统下支路功率量测和节点注入功率量测转换为等效的电流相量量测，并与WAMS组成混合量测系统，在此基础上提出了直角坐标系下的线性动态状态估计算法。该算法采用Holt两参数线性指数平滑技术，结合线性定常系统Kalman滤波原理，实现了系统状态的预测和估计。该算法具有常数雅可比矩阵，从而大大减少了动态状态估计的计算时间，保证了动态状态估计的计算精度。通过IEEE 14节点系统的仿真结果，验证了该算法的有效性和优越性。     

基于幅值线性变化模型的频率测量新算法

基于短时间内电流幅值线性变化模型，提出了一种用于精确测量电力系统瞬时频率的新算法，为系统提供实时状态变量。算法假设连续4个采样点对应电流的幅值线性变化，经过严格的数学推导，再结合泰勒展开和数学等比定理计算系统的瞬时频率。定性分析了幅值线性变化模型带来的误差，给出了泰勒展开和A/D转换引起的频率测量误差。该算法具有实现简单和测频速度快等优点，不需要采用数字滤波技术。该测频算法用于系统正常运行、没有振荡的单一频率情况时，理论误差接近于0。仿真结果表明，不论系统是否振荡、振荡是否剧烈，该测频算法都有很高的测量精度，且对电流中的随机噪声具有很好的适应性。     

基于PMU的分布式电力系统动态状态估计新算法

随着电力系统的发展，区域电网互联，形成更大的系统。各区域电网相对独立，且有各自相对独立的调度中心。为适应这种分区管理模式，状态估计应采用分布式并行算法。在动态估计扩展Kalman滤波算法的基础上，结合搭接式分布并行算法，提出了一种基于相量测量单元（PMU）的分布式电力系统动态状态估计新算法。该算法利用少量PMU测点，真正实现各子系统的并行计算，避免了原算法进行串行等待的过程。并结合量测数据预处理、对雅可比矩阵加权等方法，加快了计算速度，提高了数值精度和稳定性。最后给出了IEEE 14节点的仿真结果，验证了该算法的有效性及优越性。     

互联系统长期动态仿真的结构保留建模

为了研究互联电力系统在级联事件下的频率和电压长期动态特性及其控制，提出了一种网络结构保留的多区域互联系统长期动态仿真模型和算法。与动态潮流计算相似，模型假定系统已渡过初始的暂态稳定阶段且有足够阻尼，从而忽略同一控制区域的机组间相对摇摆，即假定每个控制区域具有统一的频率动态，即区域内惯量中心动态，以便仿真几分钟及更长时间的长期动态。IEEE 30节点3区域系统的仿真结果表明了文中建议的仿真模型的可行性和计算方法的有效性;与详细机电暂态仿真软件仿真结果的比较表明，“区域统一频率动态”假定引起的系统长期动态仿真误差在工程上可以接受。从而为进一步开展级联事件下的频率和电压长期动态的稳定控制和协调提供了仿真工具。     

含风电场电力系统动态优化潮流的混合蛙跳算法

根据无功补偿就近的原则,风电场尽量不从系统吸收无功,风电场所需无功主要由风电场无功补偿装置提供。考虑发电机的阀点效应和异步风力发电机组无功补偿装置投切的离散性,含风电场的电力系统动态优化潮流属于复杂的多约束混合整数非凸非线性规划问题。计及各个时间断面的耦合性,将所有时段统一进行优化,以整个时段所有常规机组费用最小为目标函数,建立了含风电场电力系统动态优化潮流的数学模型。提出将混合蛙跳（SFL）算法应用到统一考虑所有时段的动态优化潮流计算中,给出了具体实现方法。在改进的IEEE 30节点系统中分别采用SFL算法和粒子群优化算法进行了仿真计算,结果表明所提出的方法是有效的。     

变结构模糊控制在电力系统频率控制中的应用

提出了一种变结构模糊控制算法，在运行中随着被控对象的动态行为和控制效果自动修改和 调整模糊控制规则，使其更适应系统的要求。通过在电力系统频率控制中的应用，证明其动 态和静态性能均达到满意的效果。     

基于广域测量系统的快速暂态稳定预测方法

在运用相量测量单元实测系统故障时轨线的基础上，采用一种在机器人领域广泛应用的抓球算法，对电力系统故障后预判失稳的发电机转子角进行预测。该方法分为跟踪和预测2个阶段:首先应用粒子群优化算法对跟踪阶段进行多参数优化，加快了跟踪的过程;然后利用泰勒级数展开法预测发电机的转子角。该方法无需知道系统结构的先验知识，可以提前0.5 s判断各发电机的同步性，得到足够的“可用反应时间”用于在线失稳预警或就地控制。在10机39节点的新英格兰测试系统和50机145节点测试系统上的仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于广域测量的电力系统频率测量方法

频率测量在电力系统稳定控制中具有举足轻重的作用。分析了传统频率测量方法的局限性,提出以广域测量系统为基础,通过实时测量系统中各机组转速,进而计算出系统惯量中心频率的系统频率测量方法。     

同步相量测量的若干关键问题

首先，阐述了非额定频率下相量的定义以及数据再同步对相量时标的要求。然后，结合数据再同步的需求分析了频率自适应采样方法在高密度的相量同步情况下的局限性；推导出一种在定间隔采样基础上能够有效消除非额定频率下离散傅里叶变换（DFT）算法产生的频率泄漏影响的相量校正算法。提出一种测试绝对相角测量精度的试验方法，并按照该方法验证了采用所提出的相量校正算法的相量测量单元（PMU）的相角测量精度。最后，通过仿真分析了基于DFT的相量算法的动态特性及其在暂态稳定控制中的适用范围。     

同调发电机的在线识别

本文给出了一种在线识别电力系统同调发电机的新方法，通过对电力系统动态过程状态方程 式的求解，可以得出暂态过程中发电机转子角增量随时间变化的关系，从而得到有足够精确 度的同调识别指标，相关分析法用来进一步提高计算的功效，使之具有足够快的计算速度和 精确度。 17机90节点及30机126节点电力系统的算例证明了这一方法的有效性。     

多地区电力系统频率和交换功率的分散最优控制

本文研究确定型多地区电力系统的频率和交换功率的分散最优控制问题。首先给出一种适于对频率和交换功率进行分散控制的数学模型。其次提出一种具有任意分散信息的分散算法。最后把所提出的算法运用于上面的模型中。数字仿真表明，系统的动态响应非常接近于集中最优系统。     

区间不确定信息下电力系统安全性的快速评估算法

计及高压输电网络中的不确定因素，提出了区间负荷下快速评估电力系统安全性的新算法。该算法对传统分支定界算法进行了改进，证明了电力系统最小切负荷问题的负荷边界特性，将双层规划模型的求解转化为少量线性规划模型的求解。改进后的分支定界算法能够快速、准确地求解基于双层线性规划的区间至多切负荷模型，得到区间负荷下计及发电机的可调作用时，基于直流潮流模型的系统最小切负荷量的最大值。新算法的计算速度大大优于求解同类问题时所用的蒙特卡罗模拟法和分支定界法，精度较高。6节点和46节点系统算例的计算结果验证了算法的正确性和有效性。     

电力负荷与系统广域动态特征的相关度

提出一种电力负荷与电力系统广域动态特征的相关度分析方法。以发电机相对功角作为系统广域动态特征，构造研究广域相关度问题的特征向量，特征向量包括系统当前运行状态及各发电机功角的相关度指标，并计入了负荷时变性的影响。以特征向量之间的相异度作为分类标准，采用Chameleon聚类算法对特征向量空间进行分类。对分类结果进行频繁模式挖掘，根据相应关联规则的支持度和置信度，最终确定负荷的广域相关度。10机39节点系统的仿真结果表明，是否计入负荷时变性并不影响研究结果的总体趋势，体现了该研究方法的有效性和鲁棒性，为进一步开展广域负荷建模提供了重要的参考依据。     

基于超导储能的小扰动动态安全在线评估

利用超导储能（SMES）技术进行电力系统小扰动动态安全在线监测和评估是该技术在电力系统中的一种新应用。基于改进的Levy曲线拟合方法，文中建立了3阶7变量的局部传递函数拟合模型，通过对系统频域响应曲线峰值的拟合，获得了峰值对应模式的阻尼和频率特性，形成了小扰动安全的在线评估算法。通过EPRI-36节点系统的模式特征值与响应曲线峰值拟合结果的对比分析，说明了该算法的有效性和适用性。     

一种基于离散傅里叶变换的频率测量算法

对一种基于离散傅里叶变换（DFT）的频率测量算法进行了分析，该算法认为信号的频率偏移量在邻近的2个周期保持不变，因此在信号频率变化较快时频率计算误差较大。针对此问题，提出了一种改进算法。在计算频率偏移量时，除原方法外，还考虑了频率变化率带来的相邻周期相角差的影响。给出了2种方法以获得该算法所需要的信号频率变化率:一种是利用前次计算所得到的频率变化率，另一种是利用相对固定的频率变化率。仿真计算结果表明，改进后的算法具有较好的频率及频率变化率测量精度。     

考虑发电机励磁控制的电力系统暂态稳定分析

当考虑发电机励磁控制时，提出了一种新的电力系统暂态能量函数作为哈密顿函数，并提出将具有发电机励磁控制的电力系统动态表示成一类标准的哈密顿系统方程。在此基础上，提出了可考虑发电机励磁控制的电力系统暂态稳定性分析的李雅普诺夫函数。     

电力系统电压调节器PSVR

当前，对发电机励磁系统的控制多基于维持发电机端电压为设定值这一原则上，为此因故障造成系统输电电压显著下降时将增加全系统的无功功率损失并降低系统电压的稳定性。本文介绍了一种以维持发电机升压变压器高压侧电压为设定值的电力系统电压调节器（PSVR），从而可显著提高发电机的输出无功功率极限值和系统电压的稳定性。文中还叙述了日本所开发的一种PSVR励磁控制系统的结构原理，线路组成，以及在500kV系统中的应用情况。