电力系统小扰动概率稳定性的蒙特卡罗仿真

计及发电方式、负荷水平及网络拓扑的不确定性,基于蒙特卡罗状态抽样方法,通过分析系统特征值、特征向量及参与因子等特征参数的概率特性和失稳概率研究电力系统小扰动概率稳定问题。分析中分别用离散分布随机变量和正态分布随机变量描述发输电元件状态及负荷水平的概率特性,并重点讨论了网络拓扑的不确定性对失稳概率指标的影响。一个两区域算例表明所提出的方法能够从概率统计意义上为小扰动稳定性分析及电力系统稳定器（PSS）的合理配置等提供更为丰富、全面的信息。     

基于稳定域边界二次近似的故障临界切除时间估计

基于故障后电力系统稳定域边界的二次近似来估计临界切除时间。在计算中，通过二次项系数矩阵分块来降维计算二次项系数，大大降低了二次项系数的计算量。临界切除时间由持续故障轨迹和主导不稳定平衡点(CUEP)所决定的稳定域边界二次近似的交点确定。在IEEE 3机9节点系统和新英格兰10机39节点系统中的仿真表明了该方法的有效性，特别是对非发电机节点故障临界切除时间的估计精度较高，能够满足工程要求。     

现代电网稳定理论和分析技术的研究方向

从环保、电力市场和跨大区联网的角度出发，讨论了现代电网对稳定分析理论和技术的挑战。从系统规划、运行规划、在线运行和稳定控制等应用方面探讨了新一代稳定分析软件应该具有的功能，指出新一代稳定分析算法的基本特征之一是为同步、电压、频率稳定性提供严格的量化指标，强调引入概率观点和风险观点，以及将稳定分析功能与电价优化功能相集成的重要意义。要实现电力系统灾变防治的目标，必须在非线性稳定理论上有所突破。文中提出了失稳轨迹在趋于无界的形态上的敏感依赖性（称之为无界混沌）以及到达不返回点之前的动态过程的敏感依赖性（称之为预无界混沌）的新概念。揭示这些现象的本质，有助于深入地理解失稳模式变化的机理，有助于动态地决定观察窗口的最短宽度以便预报系统在该窗口后的稳定性。     

暂态电压稳定的模型要求和快速判断

用时域仿真重现了感应电动机负荷引起的电压暂态失稳现象。从保证足够精度并尽量加快仿真暂态电压稳定过程的角度讨论了发电机、电动机负荷以及励磁控制系统的模型选择问题，证明随着故障切除时间的增大，大型电力系统从稳定变为功角失稳的中间可能存在故障切除时间的一个区间，后者对应于功角稳定但电压却失稳。该文改进了作者以前提出的一个感应电动机负荷电压暂态失稳的判据，以便尽早地停止积分过程，其正确性在华中系统、新英格兰系统和浙江系统中得到了验证。     

基于稳定系数法的盾构隧道开挖面失稳概率分析

基于B. B. Broms等提出的开挖面稳定系数的概念,结合概率分析方法,考虑了土性参数的空间变异性,将黏土参数不排水抗剪强度看作服从对数正态分布的随机变量,形成了盾构隧道开挖面稳定性概率分析法;并讨论了不排水抗剪强度的变异系数和其均值随深度线性增加的特征对开挖面失稳概率的影响规律。研究结果表明:黏土参数不排水抗剪强度的空间变异性对盾构隧道开挖面稳定性有着重要的影响,参数变异程度越高,开挖面发生失稳破坏的概率也就越大;开挖面失稳概率会随着线性系数的增大而逐渐降低。单一的开挖面稳定系数很难恰当地反映盾构隧道开挖面的稳定性状态,而采用失稳概率的表示方法更为合适。     

基于稳定域边界理论的暂态稳定指标及其应用

基于故障后电力系统稳定域边界的隐式方程，提出了隐式的暂态稳定指标，并利用稳定域的二次近似方法给出了该暂态稳定指标的一个近似估计。进一步，将所得的暂态稳定指标应用于临界切除时间计算和故障排序，其中临界切除时间由求解暂态稳定指标和切除时间的拟合二次方程得出，故障的严重程度排序由比较该暂态稳定指标直接得出。最后，在IEEE 3机9节点和新英格兰10机39节点系统中进行的仿真结果验证了所提出的暂态稳定指标的准确性。     

地震动和结构参数双重随机的重力坝抗滑稳定可靠度分析

地震动和坝体结构参数的随机性均对重力坝抗滑稳定可靠度有重要影响。首先建立了重力坝建基面抗滑稳定极限状态方程,将坝体水平和竖向惯性力随机过程的最大值作为随机变量,根据随机过程参数获得此随机变量的均值和方差,实现了将地震荷载和结构参数双重随机性问题统一到随机变量模式下;然后采用JC法分析了某实际工程重力坝建基面抗滑稳定可靠度,并结合地震发生的概率分析了该重力坝抗滑稳定的失效概率;最后采用正交试验法分析了各结构随机参数对可靠度和失效概率的敏感性。结果表明：本文提出将随机过程最大值作为随机变量的方法可以用于地震动和结构参数双重随机情况下的重力坝抗滑稳定可靠度分析;实例工程混凝土重力坝沿建基面抗滑稳定可靠指标为4.23,失效概率为0.001 17%;坝体材料密度、地基泊松比以及建基面黏聚力系数和摩擦系数对可靠度计算结果影响较为显著。     

三峡水库消落带岩质边坡稳定可靠度分析

为了建立三峡库区消落带岩质边坡的可靠指标和失稳概率计算方法,基于极限平衡和可靠度分析原理,考虑边坡出流缝被堵塞和未被堵塞两种情况,采用不同的静水压力分布假设,建立了消落带岩质边坡在水压力作用下的力学模型。以暴雨工况下三峡库区重庆巫山箭穿洞岩质边坡为例,进行可靠度计算。计算结果表明:该危岩失稳概率达到26.76%,处于基本稳定状态,与实际情况相符合。采用控制变量法,分析了各敏感性因素对岩质边坡失稳概率的影响规律。研究结果表明:该消落带岩质边坡在滑面倾角增大时,稳定系数降低,失稳概率增大;在凝聚强度、内摩擦角、后缘裂隙倾角增大时,其稳定系数增大,失稳概率降低。研究结果可为三峡库区消落带岩质边坡的稳定性分析提供新的方法和理论依据。     

电力系统暂态稳定概率

在电力系统概率安全性评估中，预想事故下系统暂态失稳概率的计算是一个基本环节。文中基于安全域的研究成果，提出了一个离散和连续相结合的暂态失稳概率模型。其中除计及了节点注入功率不确定性、沿线事故发生地点的不确定性以及事故清除时间的不确定性外，还计及了负荷模型的不确定性。同时，采用以半不变量为基础的Gram-Charlier级数法计算截断正态分布随机变量的联合概率分布，使概率分布的考虑更加符合实际。算例表明该方法具有较高的计算效率。     

基于有限元的边坡稳定可靠度改进一次二阶矩法研究

为研究岩质边坡岩体参数变化时的稳定性，提出一种基于有限元的边坡稳定可靠度改进一次二阶矩法。首先，针对边坡工程中广泛存在的隐式极限状态函数可靠性问题，定义极限状态函数为滑体极限状态下抗滑力与下滑力的差值，考虑黏聚力及内摩擦角作为随机变量并且服从独立正态分布，求出极限状态方程中随机变量的偏导数；然后，根据改进一次二阶矩法编写了求解边坡失稳概率和可靠指标的计算程序；最后，通过算例验证了所提方法的适用性。某库岸边坡可靠性分析结果表明，该方法具有计算流程简单、便于开展、节省机时、计算精度高的优点。     

三相重合时序对暂态电压稳定性的影响

发现合于永久故障时三相重合闸时序对系统暂态电压稳定性有较大影响,以单负荷无穷大系统为例探讨其机理。分别在恒阻抗、恒电流和恒功率3种静态负荷模型以及感应电动机动态负荷模型下,考虑故障点位置变化,推导出交流线路从发生三相短路至三相断路器跳闸、三相重合于永久故障直到后加速三跳的整个过程中,负荷侧母线电压的解析表达式。通过比较2种重合时序下的负荷侧母线电压发现,在恒阻抗、恒电流及动态负荷模型下,由远离负荷的线路首端重合,可增大负荷侧母线电压,动态负荷模型下还可减小保护再次跳闸时的电动机转差率,有利于提高系统暂态电压稳定性;而在恒功率负荷模型下,重合时序受故障位置影响,推导出了影响重合时序的故障距离解析式。鉴于实际系统中运行方式变化,提出了离线计算与在线结合的实用三相重合时序整定策略,以提高系统暂态电压稳定性。对单负荷无穷大系统和2010年南方电网的仿真结果验证了其正确性和有效性。     

多步高阶暂态稳定计算方法

基于高阶Taylor级数暂态稳定计算方法,并结合多步积分公式,提出了多步高阶暂态稳定计算方法。通过设计多步多导数的数值积分格式,增加了原方法的精度阶数,从而降低了导数递推的计算消耗。该方法保留了原Taylor级数法高阶数、大步长且结构简单易于实现等优点,并且能够方便地与单步Taylor级数法配合使用,从而在提高计算效率的同时保证了其灵活性。算例结果表明该方法简洁有效,为基于高阶Taylor展开技术的暂态稳定计算研究提供了新的发展。     

基于A-S-C模式的紧急控制策略

提出一种基于代理（Agent）、服务器（Server）和客户（Client）的协同合作模式（简称A-S-C模式）,实现对电力系统的紧急控制。该控制策略采用抗原能量函数对系统进行稳定性分析,其特点是无需进行多机等值和求解相关不稳定平衡点,具有较快的计算速度。在控制执行端引入快关措施,有利于满足系统故障后稳定运行的需求,同时尽可能减少对机组的冲击。采用IEEE 39节点系统对该模式进行了测试,取得了较好的紧急控制效果。     

基于互联网的分布式时域暂态稳定仿真可行性分析

分布式暂态稳定仿真是实现大规模互联电网一体化仿真的一种新的解决方案,它利用先进的网络技术,高效地整合各调度中心异构的计算资源,以克服大规模互联电网一体化仿真面临的数据采集、整合和管理困难。为了论述在高延时互联网中大系统分布式时域暂态稳定仿真的可行性,文中提出了一套评价指标,包括准确性、高效性、稳定性、鲁棒性和可扩展性。进一步,在可模拟广域互联网环境的分布式仿真平台上,选择基于Jacobian-free Newton-GMRES（ m）方法的分布式暂态稳定仿真算法进行了全面的测试。针对全国联网和东北—华北—华中联网系统的测试结果表明,所选算法满足各项指标,证明了基于互联网的分布式时域暂态稳定仿真的可行性。     

基于短路故障残压变换法的暂态稳定计算

基于短路故障残压变换法,提出了电力系统不对称暂态稳定计算方法。该方法结合了相分量法模型适应性和对称分量法计算效率高的优点,通过矩阵变换形成暂态稳定计算的机网接口和正序等效导纳矩阵,避免了复杂的复合序网形成过程。该方法既能应用于相分量坐标,也能应用于对称分量坐标,能够实现对多重故障和参数不对称元件的处理。仿真结果表明该方法简洁有效。     

计及感应电动机的负荷节点暂态电压稳定解析评估方法

不利的负荷特性是引起暂态电压稳定问题的主要原因之一,然而目前尚缺乏用来评估负荷节点暂态电压稳定状况的有效方法。针对3阶感应电动机负荷,给出了一种解析方法。通过把负荷节点及其外部系统等效为2节点简化系统,能够计算出各负荷母线在简化系统中的极限切除时间。所获取的极限切除时间指标反映了各负荷节点的暂态电压稳定状况,从而为动态安全评估提供了有效的信息。在多节点系统中的仿真结果验证了所述方法的有效性。     

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。     

某单机无穷大电力系统暂态稳定性分析仿真

电力系统是一个复杂的动态系统,系统一旦出现稳定性问题,可能会在较短的时间内发生严重后果,因此,在电力系统规划、设计、运行等工作中都要进行大量的暂态稳定分析。介绍了电力系统时域仿真数学模型,构建了单机无穷大系统仿真模型。仿真结果表明:故障切除时间越短,发电机阻尼越大,系统越容易稳定,且在单相短路接地故障情况下系统最容易稳定。     

某单机无穷大电力系统暂态稳定性分析仿真

电力系统是一个复杂的动态系统,系统一旦出现稳定性问题,可能会在较短的时间内发生严重后果,因此,在电力系统规划、设计、运行等工作中都要进行大量的暂态稳定分析。介绍了电力系统时域仿真数学模型,构建了单机无穷大系统仿真模型。仿真结果表明：故障切除时间越短,发电机阻尼越大,系统越容易稳定,且在单相短路接地故障情况下系统最容易稳定。