电力系统静态失稳和周期振荡的局部分叉分析

探讨了电力系统稳定的局部分叉方法，将电力系统静态失稳和周期振荡的研究统一用局部分叉理论进行分析，文章给出了由于无功负荷的变化，引起系统周期振荡和电压崩溃的算例。它们分别对应着Hopf分叉和鞍结分叉。本文的研究表明局部分叉理论能够从系统结构上更全面地抓住电力系统的稳定特征。     

含SVC的组合电力系统动态建模及稳定性分析方法

针对包含FACTS元件的组合电力系统电压或电流因开关特性而发生突变以及系统拓扑周期改变等特点，提出对SVC调制工作过程建立包括发电机在内的详细动态模型。然后利用Poincaré映射对系统动态稳定性进行分析，并将自动微分技术引入Poincaré映射中雅可比矩阵的运算。同时，基于Floquet理论建立其平均模型，并将这两种模型进行了分析与比较。仿真结果表明，包含SVC的组合电力系统在SVC调制工作过程中是动态稳定的，而且两种分析方法都是有效的，从而为分析组合电力系统的动态稳定、次同步振荡提供了一个新的思路。     

静态电压稳定域边界的切平面分析

提出了基于全参数空间的静态电压稳定域的2种切平面计算方法:特征向量法和隐函数求导法。2种方法均可考虑各种因素对于电压稳定域的影响。其中隐函数求导法还能够计算状态变量对于独立参数变量的偏导数。在此基础上，建立了从功率注入空间到线路传输功率空间的映射关系，可以解析求出割集功率空间电压稳定域的超平面近似表达式，从而避免了现有数据拟合算法的局限性，提高了计算速度。此外，文中考虑电力系统运行限制对于电压稳定的影响，提出了实用电压稳定域的概念，并计算了相应的切平面。进一步在电压静态稳定域切平面分析的基础上，提出了3类电压稳定指标，有利于综合评估系统电压稳定水平。IEEE 9和IEEE 39节点系统的仿真分析表明，所提出的电压静态稳定域的切平面分析法可准确评估系统的电压稳定水平，为电力系统的安全运行提供了决策依据。     

电力系统电压稳定性的基本理论与方法(一)

较全面系统地阐述了电力系统电压稳定性的基本理论与方法，包括电压稳定性的基本概念及 分析方法、动态电压崩溃、电压稳定域、电压安全性测度及提高电压稳定性措施的实施条件 。     

邻近电压崩溃点处的系统最优控制方向

通过静态模型对动态模型的有效模拟，可以使电力系统静态模型和动态模型的鞍结分岔点(电压崩溃点)相同。在适当建模的情况下用静态模型求得系统的鞍结分岔点及其左特征向量，按此方向控制系统的行为可以最快地远离电压崩溃点。在特征值的求取上采用求解高阶稀疏对称阵特征对的Lanczos法，实例证明用Lanczos法求取特征值和特征向量比常用的逆迭代法精度高、运算量小。     

ASVG非线性控制及其对电压稳定性改善的研究

首先建立了新型静止无功发生器(ASVG)控制系统的数学模型，应用零动态设计方法，提 出了ASVG的非线性控制规律，并应用于改善无功电压稳定性的仿真研究。结果表明，ASVG非 线性控制规律可以有效地改善电力系统电压稳定性，有效地抑制电压崩溃的发生。     

计及无功/电压特性的停电模型及自组织临界性分析

在总结已有停电模型的基础上，根据电压稳定理论，建立了电力系统停电模型。该模型包含电压静态稳定分析模块，可以从无功/电压角度研究和揭示电网演化的自组织临界特征;所构造的电压稳定分析模块采用3种电压稳定分析方法:临界电压分析法、基于常规潮流和最优潮流的无功/电压模态分析法，其中第3种方法是第2种方法的扩展，具有较大的可信度。IEEE 30节点系统的仿真表明:所建立的停电模型能够较实际地体现电力系统运行和建设的动态过程，进而全面反映负荷损失和电压稳定水平的演化趋势，并从无功/电压角度评估电力系统的安全运行水平。     

静止无功补偿器提高电力系统暂态电压稳定性

提出一种新的研究电力系统暂态电压稳定性的数字仿真方法，应用该方法对静 止无功补偿器提高辐射性网络因大型感应电动机负荷引起的暂态电压稳定性问 题进行了研究。表明静止无功补偿器能够防止因大型感应电动机负荷引起的电 压崩溃，且使电压恢复并维持在扰动前值附近，为进行电力系统暂态电压稳定性 研究和静止无功补偿器及其控制系统参数的选择提供了一种实用的分析工具。     

变结构模型参考自适应励磁与调速综合控制器(下) 最优安装位置的确定

阐述了用系统理论方法解决电力系统综合控制器的最优选址问题。首先根据电力系统的特点 简化描述系统 的数学模型，进而寻找到一种对系统的动态品质和综合控制器位置都敏感的参 数，在此基础上构造相应的 目标函数，用动态规划方法确定综合控制器的最优位置。仿真 结果表明，最优综合控制器的合理安装能够 有效地提高整个系统的稳定性。     

含直驱机组风电场的电力系统暂态电压稳定分析

利用线路故障临界切除时间来表征电力系统暂态电压稳定性的量化指标,采取动态时域仿真法对WSCC3机9节点算例系统与基于直驱机组并网风电场接入该算例系统的暂态电压特性进行了仿真分析,研究结果表明,接入直驱机组风电场后算例系统的线路故障临界切除时间要比原算例系统的线路故障临界切除时间要长,因此,基于直驱机组风电场的接入算例系统能较好地改善原系统的暂态电压稳定性.     

电力市场稳定性与电力系统稳定性的相互影响

讨论了电力市场经济稳定性问题的特点、模型，及其与电力系统物理稳定性的关系。电力生产和消费必须每时每刻平衡，其流通环节在物理和技术上都具有自然垄断性，但其生产规模的扩大却需要很长的时滞。一方面，为了充分利用稳定极限输电能力，并正确地对发电和输电投资进行引导，在输电费中必须考虑物理系统失稳的风险，从而影响到电力市场经济稳定性；另一方面，电力市场通过发电竞争以及对发电和输电的投资影响到电力系统物理稳定性。经济领域现有的动态模型和稳定性研究方法都不适用于电力市场，必须重新定义状态变量，建立合理的数学模型，正确地反映利润积累、投资行为、可用发电容量和可用输电容量的动态行为，正确地反映电力市场经济动态与电力系统物理动态之间的相互影响。市场的各参与者可以在仿真系统提供的平台上，选用代数方程、微分方程、差分方程，以及知识表达式来自己定义交易结算规则或各自的博弈策略。如同虚拟作战指挥仿真系统，这些主观决策是仿真系统的输入信息，而并非由仿真算法固定。在用数值仿真得到电力市场对扰动的时间响应曲线后，就可利用轨迹保稳降维 (TSPDR) 理论，根据实际的高维轨迹来提取有界稳定性信息及结构稳定性信息。例如，计算电力系统动态阻塞的风险，求取电力市场的稳定裕度、市场崩溃的临界条件，支持控制决策，研究物理-经济稳定性的交互影响，并分析电力市场的结构稳定性。     

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。     

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。     

复区间潮流保守性问题的解决方案

区间运算的保守性问题是困扰区间潮流的主要问题之一。文中将复平面上区间数的3种不同表达方式，即方形域表达、圆盘域表达和扇形域表达引入区间潮流，来研究它们对区间潮流结果保守性的影响。复区间潮流采用的基本算法是配电网前推回推复区间潮流算法。采用33母线系统为算例，对潮流结果的保守性进行了研究，得出结论认为，根据电力系统中负荷的不同基本组成，来选择适当的复区间表示方式，可以降低区间潮流计算结果的保守性。     

有载调压变压器对电压稳定性影响的静态分析

利用分叉理论，在静态范围内讨论了有载调压变压器分接头调整引起电力系统电压失 稳静分叉曲线“迁 移”问题。研究表明，对应于有载调压变压器变比的变化，负荷至电源的电气距离、有载调压变压器容量 以及调压挡距的大小等因素对电压失稳分叉曲线的“迁移”方向及最终位置会产生很大影响，带来不同的 调压效应。     

双时间尺度电力系统动态模型降阶研究(二)——降阶与分析

电力系统是一个多时间尺度的大规模非线性系统，其稳定性分析非常复杂。在实际的电力系统稳定分析中，具有快变特征的电磁变量的动态通常被略去，通过系统降阶使稳定性分析得以简化。然而，一个十分重要的问题是在什么条件下系统的降阶不会引起质的错误。同时，降阶后的系统代数方程的特征也需要进行充分的研究，以便对降阶后的系统模型进行分析。文中以基于物理电路的计及快慢动态的电力系统奇异摄动模型为基础，研究了系统降阶的条件，得到了当系统负荷模型为感应电动机和并联线性阻抗时系统降阶对系统稳定分析不会引起质的错误的重要结论。另外，文中还证明了在上述负荷模型下，系统降阶后的代数方程解流形是正则子流形。     

小干扰电压稳定性判别中个别负荷行为的考虑

在文献［１］中曾将负荷节点模拟成一个恒定阻抗和一台等值感应电动机，在考虑电 动机机械暂态过程的情况下，提出了一种通过比较两个潮流雅可比矩阵行列式的符号来判别 小干扰电压稳定性的原理和方法。此文中将证明，这种判别电压稳定性的原理和方法，实际 上可以计及每个具体的感应电动机动态行为对稳定性的影响，从而开创了在电压稳定性分析 中考虑实际分散负荷行为的先例，并说明这种判别方法更符合电力系统的实际情况。     

电压稳定性研究的工程应用

电压稳定性问题在理论研究和故障分析方面已经取得了一定的成果，但这些研究成果在工程实际中的应用在我国还是一个薄弱领域。文中通过对甘肃电网330 kV海-金-张-嘉系统电压稳定性的数学模型分析、机理研究及其成果在工程实际中的应用，阐明了电压稳定性研究成果应用于工程实际的可行性，对电压稳定性分析在我国电力系统中的实际应用做了有益的尝试。     

大型风电场暂态故障对电力系统稳定性影响研究

为探究大型风电场出现暂态故障时对电力系统产生的影响,以某拟建大型风电场为研究对象,建立了基于异步风力发电机组的风场模型并对3种故障情景进行模拟。结果表明,当风电场发生短路故障时,电压波动引起功率波动,进而引发系统产生频率振荡,影响系统的稳定性。鉴于此,提出在风电场加装频率稳定设备,该措施可在一定程度上改善系统的稳定性。     

功率大扰动下电压稳定域的研究

电力系统的在线安全监控中，电压稳定域的研究具有重要的意义。在完整考虑各种重要动态机制的基础上，针对功率扰动的情况，对分接头位置和母线电压空间中的电压稳定域和复功率注入空间中的电压稳定域分别进行了研究，在上述空间中分别刻画出了电压稳定域的边界,所研究的时间框架涵盖了电压稳定的暂态与中期的过程。通过大量仿真研究得到了关于电压稳定域边界的一些规律性认识，提出了关于临界功率扰动向量的事实，即可以把各台变压器分接头分别锁定在任一既定位置上，通过仿真来寻找临界功率扰动向量。该经验律的发现可以大大减少注入功率空间中电压稳定临界点搜寻方案组合的数目。同时还发现，注入功率空间中临界功率扰动向量的集合可以使用超平面近似表示，这一结果对电力系统的在线安全监控具有重要的应用价值。