复杂扩展式电力系统功率频率动态过程分析

本文从理论分析和实际计算两方面对复杂扩展式电力系统(或称多大区互联系统)频率动态特性进行了较全面的研究。研究表明，迄今国内外研究电力系统功率——频率动态过程及低频减载装置整定计算的“单机模型”有很大局限性，复杂扩展式电力系统中频率的动态过程存在空间分布和时间分布的特性，并且网络结构、扰动地点、负荷构成及电压特性等因素都对频率动态过程有明显影响。     

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。     

复杂扩展式电力系统低频减载方案设计

本文研究如何针对复杂扩展式多机系统中功率频率动态过程的特点设计合理的低频减载(UFLS)方案。文中介绍了单机系统模型下UFLS设 计的一般方法，讨论了频率过程的特点对UFLS装置的影响，分析了 系统频率调节效应系数的概念，在此基础上研究了多机系统中UFLS 的整定方法，并给出了华中——华东联网系统(规划网)中UFLS方 案的整定结果。     

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。     

基于储能型稳控装置的电力系统阻尼特性分析

飞轮储能式柔性功率调节器（FPC）是一种以储能原理为基础的电力系统稳定控制装置。基于由一台同步发电机和一台FPC组成的双机无穷大系统模型，利用特征值分析法研究了FPC对电力系统阻尼特性的改善作用，并分别讨论了FPC功率调节响应速度和FPC可调功率对系统阻尼特性的影响。计算和仿真结果表明，FPC能够增加电力系统的总阻尼资源并优化阻尼分配，特别是FPC的动态有功功率调节能显著改善系统的阻尼特性并提高系统抑制低频振荡的能力。     

计及电热耦合的潮流数学模型与算法

电热协调（ETC）理论的提出对实时环境下输电元件载荷能力的有效利用具有重要意义，但由于电与热之间的紧密耦合，使电力系统的潮流计算变得复杂，文中针对该问题进行了深入研究。将输电线路热动态微分方程引入到现有的电力系统潮流模型之中，利用隐式梯形的差分方法将该微分方程代数化，使输电线路温度成为电力系统运行的一个新的状态量，从而提出了计及电热耦合的潮流计算数学模型，并在推导得到牛顿法求解该模型的修正方程基础上，进一步提出了适应电热耦合处理的简化计算方法，该模型和算法实现了电气量和其温度的统一处理，不仅反映潮流的电的信息，而且能够提供输电线路热惯性的动态过程，即温度变化信息，从而实现输电线路载荷能力由温度评判的目的。最后通过算例分析验证了该模型和算法的有效性，为进一步开展电力系统运行调度中的电热协调理论研究奠定了基础。     

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。     

电力系统动态频率的新概念和新算法

提出了电力系统动态频率的新概念，阐述了电力系统的全系统动态频率、地区 系统动态频率、发电机动态频率以及电网中任意节点动态频率的涵义，分析了 传统“周期法”测量节点动态频率时不加任何辨识处理便试图用以表征发电机 动态频率、地区系统动态频率或全系统动态频率的局限性，并在此基础上给出 了新的动态频率测量算法，动模试验结果表明了所提算法的优越性。     

大规模交直流电力系统仿真计算的相关问题

针对大规模交直流电力系统仿真计算中涉及到的几个相关问题进行了讨论。指出用于大规模交直流电力系统仿真计算的最有效的工具是带有用户自定义功能的交直流电力系统数字仿真程序，传统的动模试验和最新出现的实时数字仿真器并不适合于对大规模交直流电力系统进行系统研究。通过考察直流输电换流器准稳态模型导出的条件，阐明了直流输电换流器的准稳态模型在交流系统不对称故障期间是不适用的。论证了影响逆变器换相失败的因素有多个，重点研究了触发越前角、换流站交流母线电压跌落，直流电流增大以及换流变压器短路阻抗等因素对换相失败的影响。通过实例论证了交流系统故障时直流输电系统的动态响应特性，必须在仿真过程中通过对直流输电系统及其控制器的行为进行精确的仿真计算才能得出，凭经验事先估计直流输电系统在交流系统故障时的响应特性是不科学和不可靠的。     

应用随机动态规划进行水电站水库的最优调度

本文应用动态规划与马尔可夫决策过程理论,研究了一个具有长期调节水库的水电站和若干个径流式水电站在电力系统中联合运行的最优调度图,以及各种运行特性的计算问题.在计算实例中,根据实测流量记录检验,这种调度图与用常规方法绘制的调度图相比,既可提高水电站群的保证出力,又可平均每年增加电量1—2％.     

电力系统稳定破坏后的系统非同步运行分析(一)

本文叙述电力系统稳定破坏后，进入稳态非同步运行时各运行量的变化规律及其检测和判断 方法。首先由简单的两机系统入手，然后给出复杂电网的计算方法。根据所介绍的方法编制 了程序，对计算机求得的运行量的波形图与实际系统稳定破坏后的波形图进行了比较，结果 表明十分吻合。本文还介绍稳态非同步运行时，电压、电流幅值轨迹图的实用方法。 本文简述电力系统稳态非同步运行时，振荡中心位置和频率变动的限度的估算方法；以及当 主系统失步后，进入非同步运行状态后，另一子系统又发生失步的计算方法。文章最后还推 导了为计算稳定破坏后动态过程的数学模型。     

计及警报信息时序特性的电网故障诊断解析模型

现有的故障诊断解析模型没有利用警报信息的时序特性，对于复杂的多重故障，诊断结果可能有2个甚至多个解，不够明确。文中通过提出动态关联路径的概念，构造了能够充分利用警报信息时序特性的电力系统故障诊断的一种新解析模型，能够合理地描述现代电力系统多种保护配置下保护和断路器的动作时序关系，对于复杂故障可以得到更为明确的诊断结果。最后用实际电力系统所发生过的故障对所提出的方法进行了说明。     

静止无功补偿器改善互联电力系统阻尼研究

弱联系互联电力系统振荡过程阻尼特性差是其稳定性的主要特点。本文根据SVS对电力系统 作用相当于改变系统的功角特性曲线的原理，研究了改善互联电力系统阻尼的静止无功补偿 器(SVS)的控制方式及控制参数的整定计算方法。文中以四机电力系统为例研究了装设在互 联电力系统联络线上的SVS，衰减联络线功率振荡的效果。     

电力系统稳定破坏后的系统非同步运行分析(一)

本文叙述电力系统稳定破坏后，进入稳态非同步运行时各运行量的变化规律及其检测和判断 方法。首先由简单的两机系统入手，然后给出复杂电网的计算方法。根据所介绍的方法编制 了程序，对计算机求得的运行量的波形图与实际系统稳定破坏后的波形图进行了比较，结果 表明十分吻合。本文还介绍稳态非同步运行时，电压、电流幅值轨迹图的实用方法。 本文简述电力系统稳态非同步运行时，振荡中心位置和频率变动的限度的估算方法；以及当 主系统失步后，进入非同步运行状态后，另一子系统又发生失步的计算方法。文章最后还推 导了为计算稳定破坏后动态过程的数学模型。     

电力系统镇定器和强力式励磁调节器参数优化及性能比较

本文在运行方式相同的情况下，采用次最优控制理论分别对电力系统镇定器(PSS)和强力式励磁调节器(APB)的参数进行了优化，然后计算小扰动动态过程进行比较。计算结果表明，参数优化的效果是显著的，且在抑制低频振荡方面，PSS优于APB。     

水轮机调节系统动态特性的计算

主要研究了水轮机调节系统动态特性计算核心问题,如带调压井的水轮机调节系统稳定性;过渡过程极点分布;品质分析;给出了建议的计算分析方法。明确指出调压井时间常数对水轮机调节系统动态特性影响的重要性。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性;通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。     

一种消除水动力求解中不规则频率影响的边界元法

本文提出一种扩展积分方程方法，用于消除浮体剖面水动力系数计算中不规则频率的影响。这种边界元方法采用源－偶混合分布，除了在物体表面分布奇点外，在物体内部水线面上也分布奇点。所提出的积分方程有唯一解，从而完全消除了不规则频率的影响。对浮体水动力系数的比较计算证明了该方法的有效性。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制(二)电网负荷频率控制仿真研究

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性；通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。