改善电力系统局部电压稳定指标精度的策略

首先建立适用于实际电力系统的局部电压稳定指标的模型;针对网络中存在发电机和负荷共线的混合节点,计及混合节点中负荷和发电机对指标值的共同作用,提出将混合节点分裂为发电机内电势节点和电压可控负荷节点、发电机经升压变接入混合节点和发电机经升压变、负荷经降压变接入混合节点3种改善局部电压稳定指标精度的方案,重点研究了将负荷与发电机共线的混合节点分裂为发电机内电势节点和电压可控负荷节点的方案;在此基础上,设计电压稳定在线监测的处理流程。所提方法物理概念清晰、计算速度快、精度高,考虑了混合节点中负荷和发电机对于局部电压稳定指标值的影响,提高了电压稳定在线监测的精度,算例仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析及应用

提出一种基于局部电压稳定指标的裕度灵敏度分析新方法。以局部电压稳定指标为基础推导出负荷节点电压稳定裕度,该裕度具有确定的上、下界,且不受负荷增长方式影响;利用负荷节点电压稳定裕度有效识别了系统电压弱节点和弱节点集合;定义局部电压稳定指标的裕度灵敏度,确定与弱节点集合强相关的负荷节点,分析弱节点集合邻域节点无功波动对弱节点集合电压影响程度;最后将所提方法应用于系统无功补偿装置配置中,典型系统的仿真结果证明了所提方法的可行性和有效性。     

负荷静态特性对节点静态电压稳定性影响规律的分析

详细分析ZIP负荷特性对节点静态电压稳定性的影响规律,指出ZIP负荷中的恒定功率分量决定了该节点的静态电压稳定程度,提出一种基于局部测量的计及负荷静态特性的电压稳定指标,并给出一种简单的计算节点戴维南等值参数的计算方法。IEEE 57节点仿真表明所提指标可以很好地考虑负荷静态特性对节点电压稳定性的影响,并且戴维南等值参数计算简单,适合于静态电压稳定的在线监控。     

可准确跟踪鞍节点分岔的改进局部电压稳定指标LI

在原有电力系统电压稳定局部指标Ｌ的基础上,提出了改进的局部指标ＬＩ,它可以计及系统负荷模型（ＺＩＰ负荷模型和依电压呈指数变化的负荷模型）的影响,准确而快速地指示系统的鞍节点（ＳＮ）分岔,因而可作为电力系统在线稳定局部监控的得力解析工具。     

可准确跟踪鞍节点分岔的改进局部电压稳定指标L1

在原有电力系统电压稳定局部指标Ｌ的基础上,提出了改进的局部指标Ｌ１它可以计及系统负荷模型（ＺＩＰ负荷模型和依电压呈指数变化的负荷模型）的影响,准确而快速地指示系统的鞍节点（ＳＮ０分岔,因而可作为电力系统在线稳定局部监控的得力解析工具。     

基于局部电压稳定指标的电压/无功分区调节方法

提出一种局部电压稳定指标和动态经济压差法相结合的电压/无功分区调节新方法.首先利用局部电压稳定指标对系统负荷节点的电压稳定度进行排序;接着针对排完序的负荷节点划分电压/无功调节区,推导并采用局部电压稳定指标灵敏度计算调节区内各负荷节点间电压相互影响程度,根据节点间电压相互影响程度辨识区域内的电压/无功调节关键节点和非关键节点;然后借助动态经济压差法计算电压/无功调节关键节点无功补偿量;最后将所提方法应用于IEEE-14系统中,算例仿真结果验证了文中所提方法的可行性和有效性     

基于功率传输路径的在线电压稳定性评估新方法

电压失稳本质上是一种局部现象,系统的电压稳定程度可以由最易于电压失稳的功率传输路径的电压稳定性来表征。文中应用局部电压稳定性指标确定薄弱负荷节点,并借助电气距离信息,从无功、有功传输路径两方面确定路径参与节点和关键功率源点,得到系统功率传输的薄弱路径集,通过等值判别最弱功率传输路径,将该路径的电压稳定性指标与关键发电机的无功储备指标相结合,评估整个系统的电压稳定程度。新英格兰10机39节点算例系统的仿真结果表明,该方法速度快、精度高,适合于在线应用。     

电力系统静态电压稳定性在线监控(二)--一种在线确定负荷裕度的方法

提出了一种可在线应用的静态电压稳定裕度计算方法．首先基于计及负荷静态特性的节点静态电压稳定指标（VSI）,用直线拟合VSI变化曲线．计算系统最大负荷系数,推导出负荷系数裕度指标,然后将此指标和发电机无功越界裕度指标配合使用．从而可以较好地对系统的负荷裕度进行在线估计．IEEE 30节点的仿真表明该方法应用简单、计算速度快．可用于电力系统运行状态的实时监控.     

计及负荷静态特性的在线电压稳定性研究

电压稳定已经被称为负荷稳定,为了研究负荷特性对电压稳定问题的影响,对一种负荷模型下的在线电压稳定性问题进行了研究。提出了一种基于时间断面上的局部等效方法,在所要研究的节点处,把电力网络局部等效成两节点系统,利用PMU测得的电压和电流相量,求出局部等效模型的参数。采用静态ZIP模型导出节点电压稳定指标表达式,可以较好评估系统的静态电压稳定性。通过对标准系统的测试,表明此方法得到的指标线性度更好,精度更高。     

基于聚类分析方法的电力系统负荷节点分区策略

针对传统分区方法无法给出区域内关键负荷节点的缺点,基于局部电压稳定指标提出一种新的负荷节点分区及关键负荷节点确定的新方法。依据局部电压稳定指标灵敏度的物理意义,将系统中负荷节点映射到多维负荷空间中,将多维负荷空间中负荷节点间的空间距离定义为负荷节点间的电气距离,建立起与负荷节点空间相对应负荷子图模型。引入谱聚类算法,对负荷节点进行分区,层次递推的给出负荷节点的合理分区,将分区结果与局部电压稳定指标灵敏度矩阵相结合,确定各分区中的关键负荷节点。将该方法应用到IEEE-14节点系统与IEEE-118节点系统进行分析比较,仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

大容量远距离输电网暂态稳定控制方法的探讨

大容量远距离输电系统在远距离联络线发生故障时，往往需要在送端切机、受端切负荷以维持系统稳定。考虑到这类系统的特点，按照负荷节点与联络线接入点的电气距离建立“缓冲层”，同时考虑负荷供电可靠性，提出了一种由近及远分层切负荷的方法。这种方法既能简化控制策略表，又易于装置的配置，对于大容量远距离输电系统而言是一种有效的暂态稳定控制策略。基于分层的思想，文中还提出了保护稳定控制一体化的实现方案。     

基于脆弱支路筛选的电网连锁故障多目标预防策略

针对电力系统中由线路故障引发的连锁故障现象,本文提出了一种基于脆弱支路筛选的电网连锁故障多目标预防策略。首先,提出一种改进的支路安全指标和系统安全指标,并引入泰尔熵指数对电力系统中各支路进行脆弱性评估,以此量化某支路故障退出运行后对电网运行安全性的影响;然后,根据支路脆弱性排序筛选出对电网运行安全性影响较严重的几条支路建立预想事故集;最后,建立兼顾系统安全指标和电网电压稳定,且能应对多种初始故障场景的预防控制模型,并使用NSGA-II求解该模型,通过对IEEE39节点系统的仿真分析,结果表明支路负载率差异对脆弱支路辨识的重要性,且证明了所提预防策略能获得更安全合理的发电机组出力方案。     

基于局部曲线拟合的电压失稳预防控制算法

为了快速获得预想失稳故障下的电压稳定预防控制方案,提出了一种基于局部曲线拟合的电压失稳预防控制算法。在深入研究电压稳定鞍结分岔点特性的基础上,利用局部曲线拟合方程式推导了一种无需分岔点处雅可比矩阵零特征值所对应左特征向量即可快速计算负荷裕度灵敏度的方法。根据所求得的灵敏度建立失稳故障的预防控制模型,给出了预防电压失稳的控制方案。对IEEE-57节点系统的仿真结果表明,所提方法能够快速、准确地计算系统负荷裕度灵敏度,并且能够有效地将系统运行点拉回电压稳定安全域。     

基于能量信息的电压稳定性量化指标研究

针对系统电压主要受无功影响的特点,从能量的角度,首先建立了考虑无功补偿和不考虑无功补偿条件下的节点能量函数模型,然后讨论了无功注入集合、电压和能量之间的关系,以此为基础,提出了基于能量信息的电压稳定性量化方法.该方法以无功注入集合影响下的有效能量为基准,以对应节点电压变化的能量值作为量化电压稳定性的裕度指标.将裕度指标随电压变化的灵敏度作为趋势指标,初步探讨了系统多种运行方式下,即由发电机无功出力、无功负荷以及电容器补偿等不同无功注入成分变化影响下的量化指标变化情况以及电网拓扑结构变化影响下的量化指标变化情况.在IEEE 30母线系统中对所提指标进行仿真,结果验证了该方法对评估电力系统电压稳定性的有效性和可行性.     

改善接入地区电压稳定性的风电场无功控制策略

针对大规模风电场接入电网带来的电压无功问题,提出一种改善接入地区电压稳定性的变速恒频风电场无功控制策略,在系统发生扰动时,以接入点为电压控制点,扰动前的稳态电压为控制目标,动态调节风电场输出无功功率,维持接入点电压水平。实际应用时,该策略利用系统部分雅可比矩阵推导风电场的电压无功灵敏度信息,并根据风电场的无功输出能力计算风电场无功调整量,同时通过设置控制死区和延时,避免了风电机组的频繁调控。仿真算例表明,采用所提策略能够充分发挥变速恒频电机风电场的快速无功调节能力,有效抑制风速扰动、负荷变化等因素引起的电压波动,维持接入地区电网的电压稳定性。     

基于无模型PID柴油发电机调速器的研究

柴油发电机调速系统的转速响应是影响电力系统稳定性的重要因素之一.针对目前柴油发电机调速器响应速度慢、精度差以及负载变化较大时柴油发电机组输出电压和频率波动较大的问题,本文通过对柴油发电机系统组成的研究,建立了柴油发电机组系统的模型,提出了无模型PID相结合的控制方法对柴油发电机调速器进行控制,提高柴油发电机的性能,使其响应速度增加,在较短的时间内达到其稳定状态.并进行了Matlab仿真实验,验证其可行性.     

APPLICATION OF INERTIAL LOAD TO A LOSS OF GENERATOR POSTMORTEM

ABSTRACT

The inertial load flow technique [2] is applied to a dynamic equivalent [1] derived from a NERC (North American Electric Reliability Council) data base to compute maximum tie line power flows for a 1980 MW loss of generation at the Nanticoke station in the Ontario Hydro system. The results were compared with a transient stability simulation and recorded tie line power and frequency measurements. The inertial load flow results were more accurate in capturing the filtered measurements of power flows during the first three to five seconds after a loss of generation contingency than the transient stability simulation. The transient stability simulation was shown to contain both synchronizing oscillations between generators as well as the quasi steady-state behavior captured by the filtered power measurements and inertial load flow.

The inertial load flow is an excellent tool for estimating proximity to voltage collapse since the field current limiters on exciters utilize filtered measurements of the inertial response that occurs 3-5 seconds after a loss of generation contingency. The loss of voltage control and reactive generation supply due to action of field current limiters is a principle cause of loss of voltage stability in power systems. The inertial response is shown to capture a filtered estimate of the peak of the deceleration wave that propagates from the point of disturbance and would indicate whether the filtered estimate of these peak real power flows would incur sufficient filtered generator field current levels to cause field current limiters to act. Generator field current levels rise in an attempt to counteract voltage decline and increase in reactive losses caused by the peak power flows that are observed in the inertial response. The action of the field current limiter reduces field current and reactive supply to prevent thermal damage to the generator. The action of field current limiters initiates the voltage decline that can result in voltage collapse.     

SVC与桨距角控制改善异步机风电场暂态电压稳定性

研究了改善异步机风电场暂态电压稳定性的措施。基于普通异步机的恒速风电机组是目前世界上应用最为广泛的风电机组之一，由于其发出有功功率的同时吸收无功功率，会导致接入风电地区电网的电压稳定性降低。文中在DIgSILENT/PowerFactory中建立了静止无功补偿器（SVC）控制模型及风电机组桨距角控制模型，通过包含风电场的电力系统仿真计算验证了模型的有效性及其对异步机风电场与电网暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明，在接入风电地区电网发生三相短路的大扰动故障时，SVC能够有效地帮助恒速风电机组在故障后恢复电压，提高输出的电磁功率，桨距角控制能够有效地降低恒速风电机组的输入机械功率，以上2种措施能够避免风电机组机械与电磁功率不平衡引起的异步发电机超速及电压失稳;采用SVC及风电机组桨距角控制能够改善异步机风电场的暂态电压稳定性，确保风电机组连续运行及电网安全稳定。