基于广域信息的电压稳定在线评估与无功电压协调控制方法

为提升系统全局电压稳定性,保证电网安全运行,亟需研究电网电压水平实时监测和系统无功电压动态控制方法。本文采用一种基于广域量测信息且兼具良好准确性与线性度的静态电压稳定指标,并结合综合隶属度函数法建立了综合考虑系统电压稳定裕度及系统网损的多目标最优潮流模型。该模型可对电压稳定裕度较低区域相关支路的电压稳定指标分配更高的优化优先级,以实现有效提升系统全局电压稳定性的目的。同时根据系统的不同运行工况确定目标函数权重系数的取值,以实现对系统运行经济性和电压稳定性重要程度的区分。采用IEEE 14节点系统和IEEE 57节点系统,应用Matlab编程验证了本文提出的无功电压控制模型及控制策略的合理性和有效性。     

福建电网在线电压稳定监视与控制系统

介绍了福建电网在线电压稳定监视与控制系统。该系统以非线性规划和连续潮流法,进行电压稳定裕度指标的在线监视计算,采用多断面和基于灵敏度分析和连续线性规划技术的优化控制算法,给出满足多预想故障条件下,电压稳定约束的电压动态无功储备下限和实时电压崩溃预防控制措施,并采用了负荷裕度作为电压稳定监视指标。系统运行稳定,通过AVC系统的协调控制,实现了电压稳定约束下的电压自动闭环控制,指导运行方式的安排和改进,提高了福建电网的电压稳定水平,为电压稳定分析及电压崩溃预防控制措施的在线应用提供了宝贵的实践经验。     

微网系统稳定运行及模式平滑切换研究

提出了一种基于对等结构的控制策略,实现微网系统在并网和孤岛两种模式下的稳定运行和平滑切换。稳定运行时的多环控制策略包含电压-相角下垂控制、虚拟阻抗控制和电压电流双环控制,可按逆变器额定容量之比精确分配负荷功率,保持系统电压幅值、频率的稳定。并网时采用基于双二阶广义积分器及锁频环的电压同步策略,使微网的电压幅值、相角快速向主网同步,从而平滑并网。解列时设计了功率同步策略,通过降低微网与主网间的交互功率,抑制切换时的功率冲击。仿真结果表明,所提控制策略能够保证微网系统的稳定运行,同时在过渡模式下,减小网络冲击,稳定系统频率,实现模式平滑切换。     

风电场AVC的优化控制策略研究综述

分析比较了已有的自动电压控制模式包括两层电压控制模式、三层电压控制模式和基于“软分区”的三层电压控制模式,并总结各种模式的优缺点及适用范围。以风电场自动电压控制（AVC）的三层结构模型为基础,将其分成风电场协调决策模块、风力发电机群决策模块、风力发电机控制模块三部分,综述了每个部分的常用方法。     

基于双dq锁相技术的三电平SVG研究

研究了基于三电平NPC技术的静止无功发生器(SVG),针对电网不平衡,设计了双dq变换锁相方法,得到精确的电网电压相位角及电网电压正负序矢量,采用了负序电压前馈控制策略,实现了SVG在电网不平衡条件下的稳定运行。采用基于60°坐标系的SVPWM算法,此方法计算简单,易于数字化实现。在DSP与FPGA结构的三电平SVG数字控制系统上进行算法实现,实验结果表明:采用双dq锁相技术的SVG具有良好的动态响应性能和稳定性。     

基于空间矢量调制的星形级联H桥SVG直流侧电压控制方法研究

详细分析了空间矢量调制方法在级联H桥静止无功发生器(SVG)直流侧电压波动控制中的应用,提出基于空间矢量的直流侧电压三层控制结构:第一层为总直流侧电压控制;第二层为层间均压控制,层与层之间采用相移空间矢量调制方法;第三层为层内三相之间直流侧均压控制。通过选择合适空间矢量冗余状态实现直流侧电压稳定和减小直流侧电压波动。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于动态响应的电压稳定分析方法

随着电力系统的运行越来越接近其极限状态,电力系统电压稳定问题日益突出,研究一种精确可靠的电压稳定分析方法是非常必要的.提出了一种基于动态响应的电压稳定分析方法,该方法通过计算戴维南等值参数及确定电压稳定判据可以精确实现电压稳定分析.IEEE 9节点算例仿真验证了该方法的正确性和有效性.当在线分析成为趋势的时候,该方法对实现电压稳定的在线分析有一定的现实意义.     

基于约束投票极限学习机的在线静态电压稳定评估

快速准确的在线静态电压稳定评估是规模化互联电网安全稳定运行的重要保障。针对传统神经网络学习模型调参繁杂、训练时间长、样本需求数量庞大等缺点,提出了一种基于约束投票极限学习机（constrained voting extreme learning machine,CV-ELM）的在线静态电压稳定评估模型。CV-ELM基于类间样本差值构建差向量集计算输入层对隐藏层的权值及隐藏层节点偏置项,并引入多数投票机制,通过集成学习的方式进行分类决策。此外,CV-ELM可自适应确定网络参数,在分类准确率、鲁棒性及泛化能力方面均优于传统的ELM。最后,基于新英格兰10机39节点系统的算例仿真结果证明了所提模型的有效性。     

三相VSR运行特性研究

为研究三相电压源整流器( VSR)运行特性,设计基于TMS28346的三相PWM整流器系统.为便于控制,建立了两相旋转坐标系统,引入矢量控制技术.为实现直流侧电压稳定控制及有功、无功解耦控制,采用电压外环和电流内环控制策略.对三相VSR的4种典型运行模式进行分析,指出调制比与直流母线电压、交流电压及电感参数的相互关系,...     

链式静止同步补偿器的直流电容电压平衡控制策略

直流侧电容电压平衡是链式静止同步补偿器安全稳定运行的前提。针对直流电容电压不平衡现象做出分析,提出了一种叠加有功电压矢量的直流电容电压平衡控制策略。通过上下层分层控制和叠加有功电压矢量调整控制信号,使得有功功率能按需分配以弥补各级联模块间损耗的差异。上层控制通过解耦实现总体有功、无功功率控制,下层控制通过叠加有功电压矢量实现电容电压平衡控制。该策略物理意义明确、算法简洁、与其他控制量无耦合。通过基于Matlab的时域仿真和实验证明了该策略的正确性、有效性和可行性。     

静态电压稳定域边界的二次近似分析

提出基于隐函数求导法的注入空间静态电压稳定域和实用静态电压稳定域边界的二次近似算法。与现有的电压稳定域边界的线性近似方法相比,该方法能在大范围内更加精确地逼近稳定域边界,并能确定电压稳定域边界的凸凹性。进一步,利用状态变量对于参数变量的二次偏导数,给出线路空间中稳定域边界二次近似的解析表达式,进而得到割集空间中电压稳定域边界二次近似的解析表达式。据此可实现静态电压稳定域的可视化,并可指导电力系统的安全运行。IEEE-9和IEEE-39 节点系统仿真验证了所提出算法的有效性。     

注入空间中电压安全域最短半径的估计

基于电压稳定量化指标对节点注入的灵敏度提出了一种估计注入空间中电压安全域最短半径的启发式方法,该方法以一定的步长逐步逼近注入空间中电压安全域的最近边界,可以考虑各种系统运行参数的约束,不存在数值收敛性问题。原理上,这种方法的基本思想也可用于估计注入空间中暂态安全域的最近边界及小干扰安全域的最近边界,提供了一种可以估计各种安全域最近边界的统一数值途径。数值仿真表明,该方法是正确、有效的。     

暂态电压稳定性及电压跌落可接受性

阐述了暂态电压稳定,暂态电压跌落可接受和暂态功角稳定三者之间的关系,把电力系统同时保持暂态电压稳定和暂态电压跌落可接受称之为暂态电压安全,把电力系统同时保持暂态功能稳定和暂态电压安全称之为暂态安全。     

考虑电压稳定约束的无功规划研究综述

随着电力市场进程的加快,系统运行不断逼近极限,电压稳定已成为影响系统安全的焦点问题,而合理的无功规划对保持系统电压稳定具有重要意义。首先解释了考虑电压稳定约束的无功规划基本概念,接着对目前基于静态和动态电压稳定约束的无功规划模型和求解方法进行总结与评述,提出了该领域需要深入研究的五个关键问题,强调了考虑安全性和经济性的无功规划是当前该领域的发展趋势,最后指出了建立基于动态电压稳定裕度的无功规划模型是避免系统电压崩溃的关键。     

电压稳定约束无功规划研究综述

随着电力市场的发展,电力系统容量越来越接近其极限,电压问题成为系统安全问题的焦点。合理的无功规划对电压稳定有重要意义,为此,首先介绍了计及电压稳定约束无功规划的基本概念和当前研究的现状,然后对该问题的模型和求解方法进行了总结,提出了几个研究的关键问题,最后指出动态的电压稳定裕度的无功规划是研究的发展方向。     

电力系统割集空间静态电压稳定域的可视化及实现

安全域的可视化可以提高电力系统的可观测性,帮助调度人员快速估计系统当前的安全状态,针对应采取的预防性措施做出正确的预断。介绍了静态电压稳定域可视化系统的理论与数值仿真依据,以及在河南电网调度通信中心能量管理系统(EMS)上的可视化软件的开发情况。该软件包以定时获取SCADA实时量测数据为基础,快速计算关键断面在割集功率空间中的潮流传输极限边界,并采用OpenGL 3D图形开发技术首次实现了电力系统稳定域在EMS上的可视化,为运行调度人员提供了系统电压稳定性测度的直观显示。由于避免了大规模的连续潮流计算,每个计算周期在几秒至几分钟内(由网络规模大小决定)即可完成,因此在线电压稳定性监视功能得以实现。软件包在Digital UNIX操作平台上开发,对多种UNIX系统具有很好的兼容性和可移植性,为在新一代EMS中嵌入该功能模块奠定了良好的基础。     

在线电压安全评估在北京电网中的应用

北京电网是京津唐(北京-天津-唐山)电网的枢纽,而且从区外受电比例过高,因而在线监测和分析北京电网的电压稳定问题显得尤其迫切.文中应用DSA PowerTools软件建立了在线电压安全评估系统对北京电网进行在线电压安全评估.它具有电压安全评估、故障筛选、确定预防控制措施、离线分析等电压安全评估功能,在此基础上开发了一个面向北京电网的数据接口程序和系统计算结果的Web浏览功能.北京电网的实际投运情况表明,整个系统的运行情况良好,实现了全部电压安全评估功能,还可通过数据接口程序实现用户交互故障设置和输入数据文件编辑等功能,并可利用Web更快速、直观地浏览计算分析结果.     

割集功率空间上静态电压稳定域的实用边界

提出了电力系统在割集功率空间上静态电压稳定域边界的实用表达方法。用临界割集将系统分为地理上互不连通的两部分,即相对集中的弱节点区域和非弱节点区域,利用连续潮流,搜索大量的电压稳定临界点,以临界割集上线路的有功和无功潮流为坐标,并通过最小二乘法,将获得的临界点以超平面的形式拟合出电压稳定域的边界,其误差可满足工程应用的要求。这种方法既达到了使复杂电力系统降维的目的,又方便了运行人员监视系统稳定性。同时,电压稳定域边界以超平面形式表示,为电力系统的在线安全分析、评估和优化提供了简明、方便的解析工具。该方法在IEEE 14节点、IEEE 39节点、IEEE 118节点等系统和EPRI 1000节点系统的算例中得到了很好的验证,均以较小误差满足工程需要。     

华北电网自动电压控制与静态电压稳定预警系统应用

设计并实现了区域电网自动电压控制(AVC)系统。提出了区域电网AVC模式,包含对直控电网的闭环控制和对各下级电网的协调控制2部分;在主站系统中实现了对500 kV变电站内部的电容、电抗器、有载调压分接头(离散控制设备)和调相机(连续调节设备)的综合协调和闭环控制;通过约束条件的实时修改实现了电厂与变电站的协调控制;实现了在线静态电压稳定预警与AVC功能的协调;实现了三维可视化功能。该系统已在华北电网实际运行。     

基于随机优化的割集空间电压稳定域可视化

电压稳定域可视化能够方便调度人员监视电力系统的电压安全裕度,为其决策提供依据。为克服现有算法不能给出概率意义可信度的不足,分别提出了基于理想模型（独立正态分布）的随机优化算法和基于一般模型（非独立正态分布）的数据拟合Monte Carlo算法,以实现割集空间电压稳定域的可视化。其中,基于理想模型的随机优化算法不需要产生大量的随机数,计算过程简洁、高效,且可得到割集空间电压稳定域边界超平面近似的方程。进一步,为了评价利用该超平面方程判断电压稳定的可信度,提出用随机优化的目标函数—正确率作为置信度指标。基于该指标选择割集功率,可显著提高电压稳定评估的正确率。此外,文中将割集空间概念推广到拟割集空间,使电压稳定域的可视化更准确,更易于工程实现。IEEE39节点系统的仿真分析验证了所述算法的有效性。