计及负荷动态特性的电压稳定概率特征根分析

概率特征根分析可以将系统的多种运行方式融入到一次数值计算中,但是现有的概率特征根分析只考虑了负荷的电压指数依赖特性模型。负荷的动态特性是造成电压不稳定的主要原因,为此基于一般性的多机系统表达技术(GMR),将概率特征根分析进行扩展以包含负荷的动态特性模型,进而根据特征根的概率分布、动态负荷相关比以及特征根对节点电压的电压失稳模式系数确定系统的电压薄弱点,从而完成了系统多运行方式下的小干扰电压稳定性分析。最后,对五节点系统进行了计算,考察了在所确定的电压薄弱点进行电压控制的效果。     

计及负荷动态特性的电压稳定概率特征根分析

概率特征根分析可以将系统的多种运行方式融入到一次数值计算中,但是现有的概率特征根分析只考虑了负荷的电压指数依赖特性模型.负荷的动态特性是造成电压不稳定的主要原因,为此基于一般性的多机系统表达技术(GMR),将概率特征根分析进行扩展以包含负荷的动态特性模型,进而根据特征根的概率分布、动态负荷相关比以及特征根对节点电压的电压失稳模式系数确定系统的电压薄弱点,从而完成了系统多运行方式下的小干扰电压稳定性分析.最后,对五节点系统进行了计算,考察了在所确定的电压薄弱点进行电压控制的效果.     

混合使用中心矩与累加量的电力系统概率特征根分析方法

在现有电力系统概率特征根分析方法的基础上,依据特征根各阶矩阵影响程度,将随机变量的中心矩与累加量混合使用,以求达到计算精度与计算量需求之间的协调。文中所考虑的不确定因素为：基于节点功率运行曲线的系统多运行方式,利用不心程度的特征根１阶及２阶灵敏度算式,从节点电压或节上的概率特性计算也特征根的各阶数字特征,然后由Ｇｒａｍ－Ｃｈａｒｌｉｅｒ级数确定临界特征根的概率和稳定概率。在该混合算法中,既不限制随     

负荷随机扰动对电力系统电压稳定性的影响

运用非线性分岔理论与特征分析法对一个经典3节点电力系统的电压稳定性进行了详细分析.通过逐步增大系统参数Q1,求取系统方程平衡点的雅可比矩阵的特征根,结合特征分析法判定系统的稳定性态,得到了系统运行的2个稳定区间.在此基础上考虑负荷的随机性建立了该系统的随机模型--一个4维随机微分方程组,并运用随机欧拉法对该随机微分方程组进行了数值仿真计算.数值结果表明,当系统运行在稳定边界的一个小邻域内时,负荷的随机扰动造成随机的小幅正向或负向累积,使得系统突然失去电压稳定,失稳模式既可能为霍普夫型,也可能为鞍结型.     

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。     

基于解析法的概率暂态稳定扰动后初值计算

根据一段时间内负荷和发电机的运行曲线,采用解析法计算和分析了在电力系统受到扰动后瞬间节点电压和电流的均值和协方差,完成了解析法概率暂态稳定分析的初值计算。以节点注入功率和PV节点电压运行曲线构成系统的多运行方式,计及了节点注入之间的相关性,在发电机变量的概率特性计算基础上,推导了扰动后节点电压、电流的均值和协方差的线性化算式。为便于协方差的计算,由电力系统的运行特点提出了变阻抗负荷模型,对其余的各种负荷和发电机模型也提出了相应的解决方法。根据线性化和完整二阶2种概率潮流的计算结果,以三相短路故障为例,在一8机系统的算例上完成了计算分析。结果表明,短路电压均值的计算精度较高,短路电压协方差的误差较大。     

交直流电力系统概率潮流计算

基于概率理论的解析法,提出了包含直流系统的概率潮流模型。以节点注入功率和PV节点电压运行曲线构成系统的多运行方式,并计及节点注入之间的相关性,对交直流电力系统进行概率潮流计算,获得了节点电压及直流系统变量的均值和协方差。由随机变量数字特征的基本性质和交流系统概率潮流计算的原理,在直角坐标系下推导了不同直流控制方式的交直流概率潮流算式。以整流器定电流控制、逆变器定电压控制为例,在改造后的新英格兰39节点系统上计算了节点电压及换流器各角度的均值和标准差,分析结果表明了所提算法的有效性。     

计及STATCOM的动态电压稳定概率评估

系统随机参数的变化对系统动态性能有着重要的影响,为分析系统中随机参数对动态仿真的影响,提出了一种基于两点估计法的动态电压稳定性概率评估方法。该方法引入两点估计法并结合准稳态分析过程来评价系统动态电压稳定性,考虑到STATCOM在电压稳定中的重要作用,运用所提出的方法对计及STATCOM的系统进行研究,并统计系统节点电压在随机故障下的电压跌落概率指标,快速得到所求变量的近似分布。仿真计算表明该方法计算速度快、精度高,对系统的分析规划具有一定指导作用。     

多运行方式下概率特征根灵敏度分析与PSS鲁棒设计

采用概率法对电力系统稳定器（PSS）进行鲁棒设计,包括PSS定位与参数调节。本研究的目的是提高电力系统在多运行方式下的小干扰稳定。在多运行方式下,系统特征根将以一定的概率分布在某些区间内,正态假定下的均值、方差可用来描述这种分布特性。传统的特征根灵敏度分析方法扩展为概率特征根灵敏度分析,包括求解特征根均值和方差的灵敏度,建立概率灵敏度指标,用于对鲁棒的PSS进行选址和参数调节。并构建基于概率特征根的目标函数,采用拟牛顿法对PSS参数进行最优协调,在8机－24节点算例系统上验证所研究方法的有效性。     

电力系统静态稳定性概率分析

给出了多机系统静态稳定性概率分析的理论和方法。以节点电压为基本随机变量，在概率潮流计算的基础上，通过期望值和协方差来描述随机变量的概率特性，利用系统临界特征根实部的概率密度函数，完成系统静态稳定性的概率分析。实例计算结果表明了该算法的有效性。     

基于GMR技术确定电压弱节点的特征根灵敏度指标

一般性的多机系统表达(GMR)技术能够简单快速地形成系统的状态矩阵,从而方便地计算系统的特征根及特征根灵敏度。基于GMR技术,分别给出了两种确定系统电压弱节点(或无功补偿点)的特征根灵敏度指标,即特征根的无功灵敏度指标和导纳灵敏度指标。根据该灵敏度指标可以有效地选择系统的电压薄弱点,进行节点电压控制。并在五节点的系统上进行了计算分析,结果表明在该特征根灵敏度指标所确定的电压弱节点进行无功补偿可以得到最佳的补偿效果。     

计及TCSC的交直流系统静态电压稳定性分析

基于交直流系统潮流方程雅可比矩阵的特征结构分析法,提出了一种利用可控串联补偿器(thyristor controlled series compensator,TCSC)提高交直流系统静态电压稳定性的方法。该方法研究了交直流系统潮流方程雅可比矩阵的最小模特征值,以节点电压对无功功率变化的灵敏度为指标,结合参与因子,判断全电网中最有可能发生电压不稳定的节点或者区域,从而为系统无功功率补偿装置的配置提供决策依据。对美国西部5机14节点系统进行了仿真计算,验证了TCSC在交直流系统中提高静态电压稳定性的可行性、有效性和正确性。     

多运行方式下恢复交直流系统潮流可行域的控制策略

电力市场化后,电力系统将运行在更加接近稳定约束边界的状态。当系统按正常网架运行时,由节点负荷和发电机出力确定的运行方式随时都在变化,系统可能在某些运行方式下出现不满足稳定约束条件的情况。针对一系列预想故障,提出了一种多运行方式下交直流互联系统静态电压稳定的预防控制策略,以使系统在所有的运行方式下对N-1情况都运行在潮流可行域范围内。以潮流雅可比矩阵的最小模特征值确定系统的最严重预想故障,根据节点注入无功对最小模特征值的参与因子,挑选出在恢复潮流可行域的优化计算中需要切除负荷和调整发电机出力的节点,并配合调整直流变量恢复系统至可行域范围内。算例分析表明所提方法是有效的。     

计及FACTS装置的概率特征根分析

概率特征根分析计及了较宽范围的系统运行方式变化,利用柔性交流输电系统FACTS(Flexible AC Transmission System)装置上的附加控制器可以改善系统的动态特性,将现有的概率特征根分析扩展到包含FACTS功能模块。以并联型静态无功补偿器SVC(Static Var Compensator)和串联型可控串联补偿器TCSC(Thyristor-Controlled Series Capacitor)为例,在原有概率特征根模型的基础上,依据具体的元件模型和控制器表达,确定了形成系统状态空间方程时的相应线性化表达式;详细讨论了功能增加后系统状态方程矩阵的形成;通过补充相关的灵敏度计算,完成了计及FACTS装置的电力系统多运行方式下的小干扰稳定性分析。最后,在一个八机系统上进行了试算。在选定的附加控制器参数下,比较了增加SVC前后的系统主导特征根的变化,考察了附加控制器增益变化对临界特征根的影响。     

基于概率特征根分析的电力系统稳定器参数设计

多运行方式下的系统特征根将以一定的概率分布在某些区间内。正态假定下的均值、方差可用来描述这种分布特性。当使用电力系统稳定器（PSS）改善系统阻尼时,主要应考虑PSS对临界特征根的均值、方差的影响。文中将传统的特征根灵敏度分析方法扩展为对特征根均值的灵敏度和方差的灵敏度。由此进行的PSS选址和参数设计,将使PSS具有多运行方式下的整体合理性。     

电力网络的谐振稳定性分析方法研究

随着电力系统电力电子化程度的不断加深,近年来出现了多起机理不明的新的振荡现象。提出了电力网络谐振稳定性的概念,试图将上述机理不明的振荡现象纳入到电力网络的谐振不稳定范畴,从而基于线性网络理论对众多复杂振荡现象进行分析,为借助数学上完全成熟的线性系统理论解决电力系统实际问题提供一条途径。围绕判断谐振稳定性的分析方法展开,通过引入电力网络的s域节点导纳矩阵,将电力网络的谐振稳定性问题归结为判断s域节点导纳矩阵行列式的零点在复平面上的分布问题。首先,理论证明了s域节点导纳矩阵行列式的零点就是系统的特征值。其次,给出了求解s域节点导纳矩阵行列式零点的实部-虚部交叉迭代法。接着,推导了特定谐振模式下的节点电压振型和参与因子矩阵,这2个指标可用来定位特定谐振模式发生的位置。最后,通过算例展示了所提方法在分析电力网络谐振稳定性方面的有效性。     

On voltage stability from the viewpoint of singular perturbation theory

This paper investigates voltage stability problems based on singular perturbation theory. The application of singular perturbation theory has made it clear that a power system can be approximated by two simplified systems S and F, which respectively correspond to slow and fast subsystems; four types of voltage instability are defined as follows:

• • type I voltage drop, in which the system still has restoring force to its operating point;

• • type II voltage collapse, in which the system loses the capability of keeping its operating point. This is divided into the following:

1. II-1 instability due to dynamic factor with slow responses such as tap-changing transformers, movement of centre of inertia, load changing patterns;

2. II-2 instability due to fast response dynamic factors such as load characteristics, generators, AVR, etc. This kind of instability consists of the following two types:

2.1. II-2S static bifurcation,

2.2. II-2D dynamic bifurcation.

Several features of each type of instability are studied as well as their methods of analysis. Voltage instability tends to begin with type I and then lead to one of the remaining types. The load flow Jacobian can be an effective index to approximately assess types I and II-2S instabilities, while types II-1 and II-2D require direct nonlinear analyses and eigenvalue analyses, respectively. Another point to be noted is concerned with the stability at multiple load flow solutions: it is emphasized that the lower of the multiple load flow solutions can be a stable operating point in some cases, even though most of such operating conditions belong to the type I instability; this situation can occur unless the system encounters the type II instability. The validity of the classification proposed here has been verified through numerical simulations and theoretical analyses which take into account the dynamic characteristics of generating units, loads and tap-changing transformers.     

小干扰稳定中特征值对运行参数的灵敏度

特征值灵敏度分析已广泛应用于对电力系统中控制元件的选址和控制系统的参数设计,特征值灵敏度已成为电力系统小干扰稳定控制设计时一个不可缺少的重要工具。但是,绝大多数文献都只是分析系统中各个闭环控制及其参数对小于扰稳定性的影响,而一般系统参数（诸如运行参数）的作用却没有引起足够的重视。因此,推导了电力系统小于扰稳定性分析中特征值对运行参数（包括节点注人功率和PV节点电压）的灵敏度,并将其应用于新英格兰10机系统来评价系统参数在电力系统小于扰稳定性中的作用。     

基于模态法的静态电压稳定性研究

模态分析方法是一种用来分析静态电压稳定性的方法。它从电压稳定性的本质和机理出发,通过能识别系统电压稳定性的雅可比矩阵的特征值和特征向量,求出电压变化和无功功率变化模态向量二者之间的关系,来判断系统的静态电压稳定性。模态分析方法可以用于分析实际系统,它可以从整个系统的观点给出与电压稳定性有关的信息,并明确指出有潜在问题的区域。此外,该方法还能提供关于不稳定性机理的信息。算例分析表明,该方法是有效和可信的。