考虑励磁顶值与PSS的混沌和分岔现象

电力系统中的混沌对传统的稳定分析和安全控制而言，是一个巨大的挑战。文中研究了发电机励磁顶值和PSS回路对电力系统的振荡失稳和混沌现象的影响。研究表明，当计及励磁顶值极限时，或在PSS参数配置合理情况下，可能导致系统Hopf分岔(HB)现象不出现或HB点与鞍--节分岔(SNB)点十分接近。由于在小扰动稳定框架下，HB出现是混沌产生的前提，HB不能出现时，混沌现象也将消失。合理配置PSS参数，可为系统提供正阻尼，从而能够显著抑制HB及混沌现象的产生。文中的研究也是作为找到有效抑制电力系统振荡失稳和混沌现象措施的一种有益尝试。     

SVC和TCSC提高电压稳定性作用的动态分析

采用小扰动分析法和非线性动态方法中的分岔等概念对SVC和TCSC提高电压稳定性的作用进行了全面的分析。研究了由SVC和动态负荷相互作用引起的Hopf分岔现象，并对SVC和TCSC时间常数的选择进行了讨论。分析表明，在简单系统中,TCSC比SVC更能有效地提高系统的电压稳定性；TCSC时间常数的变化比SVC 时间常数的变化对电压稳定功率极限影响小；装设SVC和TCSC后可以显著地增大系统的电压稳定功率极限。在考虑SVC或TCSC动态的情况下，PV曲线鼻尖点并不一定是系统失稳点。     

一种静态电压稳定临界点的识别和计算方法

提出了一种用连续潮流技术识别和计算电压崩溃临界点的方法。电力系统静态电压稳定分析中，常见有鞍结型分岔点和约束诱导型分岔点。基于连续潮流的间接方法没有确定初值的困难，适合于负荷参数耦合的情形,易于识别约束型分岔点，从而适合于大型实际系统静态稳定临界点的计算。通过对中国一个实际地区系统的数值分析，表明文中所提方法是有效的。     

电压稳定裕度指标分析方法综述

对现有的电压稳定裕度指标分析方法进行了总结和评述。对复杂系统采用P —V或Q—V曲线分析电压稳定的局限性进行 了 讨论，指出P—V,Q—V曲线是描 述简单系统（两维空间）电压稳定性的工具，但并不能很好地描述复杂系统（多维空间）的 电压稳定性。当选定区域的负荷节点功率增长，其它负荷节点功率保持不变时，判断是否到 达负荷极限点的判据dλ/dk=0并不一定成立。最后，还指出了计算裕度指标时所面 临的困难。     

基于伴随系统理论的静态电压稳定鞍结分岔点计算

静态电压稳定鞍结分岔点计算对于电压稳定分析具有重要意义。文中提出了基于伴随系统理论的鞍结分岔点的计算方法。伴随潮流方程存在新增的解曲线,该曲线在分岔点附近具有线性关系,且新增解的Lyapunov函数不为0。选择合适的Lyapunov函数值,利用伴随潮流扩展方程可求解分岔点附近的新增解,通过线性插值便得到新增解曲线的近似,结合Moore-Spence系统获得鞍结分岔点。最后通过多个算例验证了该方法的准确性和有效性。     

电压稳定和功角稳定关系的平衡点分析

分析了一个典型系统的平衡点与负荷功率、发电机功率的关系，表明静态电压稳定和功角稳定本质上都可视为一种不稳定平衡点的模式，揭示了系统失稳模式随潮流改变而转变的现象，还指出了P-V曲线的下半分支和其他分支蕴含了丰富的系统分岔信息，可从中了解系统不稳定平衡点的产生和消失情况。对不同负荷模型的分析结果则说明了不同负荷模型会导致不同的失稳模式。所得结论具有普遍性，对深入研究复杂系统下电压稳定和功角稳定关系有一定的价值。     

考虑暂态电压稳定的低压减载地点选择

提出一种考虑暂态电压稳定的低压减载最佳地点的选择方法。在电力系统微分代数方程模型中，系统轨迹碰到奇异面对应着系统发生暂态电压失稳，可以通过切负荷控制使得奇异面远离系统轨迹，从而避免发生电压崩溃。奇异面移动的距离可以看做评估控制效果的一个指标。用文中提出的灵敏度分析方法计算这一指标对于节点负荷的灵敏度，根据灵敏度大小选择低压减载装置的最佳地点。在IEEE 39节点系统中进行了仿真验证，结果说明所提出的低压减载地点选择方法合理有效。     

分岔理论在电力系统电压稳定中的应用

分岔理论是非线性动力学的一个重要分支。此文首先介绍了分岔的概念,评述了分岔理论在静态电压稳定和动态电压稳定中的应用,重点介绍了鞍结分岔点和Hopf分岔点的求取,指出了各种算法的优缺点。文章最后提出了对分岔理论在电压稳定型问题研究的展望。     

基于负荷模糊聚类的电压稳定概率评估

在对研究时段内多个负荷水平进行模糊C均值聚类的基础上，采用多维正态分布抽样技术，提出了一种同时计及节点负荷相关性和负荷预测不确定性的电压稳定概率评估方法。通过对负荷样本多次抽样后进行连续潮流计算及模态分析，可以获得系统功率极值、母线与支路参与因子的统计信息，以及系统在给定负荷水平下电压失稳的概率，从概率角度指出具有潜在电压稳定问题的区域，实现对系统电压稳定性的概率评估。通过对IEEE 57节点系统进行分析计算，验证了算法的可行性和有效性，并就模糊聚类数、负荷预测不确定性和节点负荷相关性对电压稳定评估结果的影响进行了比较和分析。     

单机无穷大系统微分代数方程模型的电压稳定性

研究一个由静态负荷决定的单机无穷大系统,它的数学模型是一个微分代数方程 (DAE)。利用特征值分析方法,我们发现模型的平衡解曲线的上支是稳定的,下支则除了介于11410 8和11411 5之间非常小的一段曲线外, 都是稳定的。这与由静态负荷以及动态负荷(Walve模型)所决定的微分方程 (ODE)模型情况不同。为了研究系统电压失稳的模式,分析其奇点附近的分岔现象。利用奇点理论, 计算出奇点为极限点。然后,通过把 DAE的微分方程部分投影在(V,ω)面上, 得到奇异微分方程。文中给出了用来判断障碍(impasse)点的一种较简单的方法, 并用以验证对于分岔值处奇异面上几乎所有的点都是障碍点。奇异微分方程的相图显示出系统在奇异面附近的失稳过程。     

电力系统二级电压控制的研究

介绍了二级电压控制的主要原理，提出了划分控制区域、选择先导节点和控制发电机的新方 法；同时设计了一种新的动态二级电压控制器。以EPRI—36节 点系统为例进行仿真计算，结果表明：在电压失稳的过程中，二级电压控制可以从区域电压 稳定的角度出发，协调本区域内各电压/无功支持源的无功出力，改善区域电压水平和提高 系统电压稳定性。     

小扰动稳定域微分拓扑学性质初探:(一)小扰动稳定域非凸边界和空洞现象示例

对电力系统小扰动稳定域的微分拓扑学性质进行了初步探讨。首先，简单回顾了小扰动稳定域的相关定义、边界组成及其性质；然后，给出一种基于优化过程实现对小扰动稳定域Hopf分岔界面追踪的算法；最后，利用一个简单的3节点系统，示例了小扰动稳定域边界面非凸和内部存在封闭不稳定(空洞)区域的现象，并对小扰动稳定域内部空洞区域随系统参数变化的规律进行了研究。该工作对于进一步深化对电力系统小扰动稳定域微分拓扑学性质的研究具有一定帮助。     

动态电压稳定模型中二维参数分岔边界的计算

基于延拓法的原理，提出应用该方法来直接追踪动态电压稳定微分-代数联立方程中的奇异性、鞍结点和霍普夫等分岔的二维参数边界。为达到此目的，首先应用延拓法来追踪该模型的平衡解曲线（流形），以便间接得到单个参数的局部分岔点；然后，从计算所得的单个参数分岔点出发，继续应用延拓法来求解描述该模型中的局部分岔的代数方程，以便直接追踪二维参数的分岔边界。最后，应用该方法来计算一简单的电压稳定算例，所得结果表明该方法是可行和有效的。     

计及静态电压稳定约束的无功优化规划

选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数，同时考虑满足电压水平和电压稳定性两个约束条件来探讨无功规划问题。选取用电压稳定裕度不低于某一个允许的最小稳定裕度来表示电压稳定约束。分别对正常运行工作点和电压崩溃点引入2组变量和潮流方程，从而使得电压稳定裕度可以用临界运行状态下负荷的总视在功率与正常运行状态下负荷的总视在功率之差来显式表达。该模型相对于传统无功规划模型的优势表现在能够根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案，但其优化模型的等式和不等式约束及变量的数目却大幅增加，使得计算量远大于传统的无功规划问题。在IEEE 14节点和118节点2个试验系统的计算表明，采用非线性原对偶内点法求解该模型时，其计算精度及收敛性都比较好。     

单点系泊船舶的动态分岔特性研究

研究了潮流作用下单点系泊船舶的动态分岔特性。应用高维微分动力系统Hopf分岔的直接代数判据，得到了潮流作用下单点系泊系统发生Hopf分岔的充要条件，并应用于油轮系泊运动的Hopf分岔研究。以潮流速度和系缆长度为控制参数，在参数平面上给出了Hopf分岔集，应用数值仿真计算检验了理论分析结果，两者相当吻合。由此在参数空间中确定了潮流作用下单点系泊船舶的非线性动力学特性，为系泊系统设计参数的选择提供了理论依据。     

不可微环节对电力系统小扰动稳定域的影响

研究了不可微环节对电力系统小扰动稳定域（SSSR）的影响。首先给出一种利用分段函数描述连续但不可微环节的方法，将函数的不可微点转换为该解析式导数的极点。进一步利用该方法并借助一个简单的3节点系统，深入探讨了励磁顶值对系统小扰动稳定性和SSSR的影响。研究发现，励磁顶值会引起系统雅可比矩阵和主导特征值跳变，使系统产生新的Hopf分岔点（振荡模式）;此外，励磁顶值上下限取值不同时，会导致SSSR内产生新的不稳定区域（空洞），并使SSSR的边界构成复杂化。     

一种计算最小负荷裕度的实用方法

最小负荷裕度能量度从当前运行点到电压失稳点的最恶劣的一种演化，为电压稳定预警提供更多信息。文中提出一种计算最小负荷裕度的实用方法。结合控制中心实际，得到一种负荷模式以及模式波动的表示形式，从而建立实用的连续潮流模型和求取最小负荷裕度的优化模型，推导了负荷裕度对于负荷模式的灵敏度，并采用序列线性规划法来快速、有效地求解最小负荷裕度。给出的期望负荷裕度和最小负荷裕度为电压稳定预警提供更丰富的规则信息。新英格兰10机39节点系统的仿真算例验证了所述方法的有效性。     

小扰动稳定域微分拓扑学性质初探:(二)小扰动稳定域内部空洞出现机理分析

对所发现的小扰动稳定域内部存在空洞现象进行了机理分析，力图找到这一现象出现的原因。对分岔问题进行深入分析后，发现算例系统小扰动稳定域内部空洞现象的产生是由该系统的Hopf分岔退化现象导致的，而空洞区域的破裂和最后消失则与该系统不同Hopf分岔曲线的相交有关。该研究思路和研究方法，希望能对进一步探求真实电力系统小扰动稳定域的微分拓扑学性质起到一定的启示作用。     

基于同步相量测量的电压稳定评估算法

提出一种基于同步相量测量的电压稳定评估算法。算法中只需要利用局部同步相量测量，即被监测负荷节点的同步电压相量，及由与其相连接的同步电压相量所得到的等价电压相量，建立一等价两节点系统。最后，以被监测负荷节点的同步电压相量在等价电压相量的投影与等价电压相量幅值的一半之差，作为计算电压稳定与否的指标。将这个算法应用于一个5节点系统中，仿真结果验证了算法的正确性及合理性。     

计及无功功率成本及其资源价值的无功采购方法

摘要： 电力市场中，满足负荷无功功率需求以及提供系统电压支持属于辅助服务的范畴，一般由系统运行员(ISO)进行集中优化调度和控制计算，向相应的辅助服务提供者购买无功功率，并将成本分摊到用户。在分析无功和电压支持的特点、无功的生产成本和资源价值的基础上，文中提出了一种新的无功/电压辅助服务市场机制，并设计了向发电机、调相机等动态无功源采购无功功率的算法。该算法的特点是：考虑了无功的容量成本和电量成本；引入基于等效无功补偿法的无功价值因子，从而考虑了系统中不同位置无功源的资源价值差异；计及了无功分布对有功网损以及相应的有功功率生产成本的影响。IEEE 14节点系统的算例表明，该方法能够优化无功采购成本，算法合理有效。