基于网络约化模型的电力系统动态安全域近似

基于故障后主导不稳定平衡点所决定的稳定域边界的显式方程及其二次近似，并结合灵敏度分析法，给出了基于网络约化模型的电力系统在给定故障下动态安全域的显式形式及其线性近似（称为“Q线性近似”）和拟二次近似。进一步，与基于稳定域边界线性近似的动态安全域线性近似（称为“L线性近似”）进行了比较分析，所得仿真结果表明：L线性近似精确度较低；拟二次近似局部精确度较高，但依赖于初始参数的选择；Q线性近似不仅精确度高，而且对初始参数选择的变化不敏感，能够满足工程要求，具有较强的适用性。     

电力系统动态安全域线性近似方法比较

分析比较了网络约化模型下电力系统动态安全域的3种线性近似方法的综合效能,分别为：基于稳定域二次近似的动态安全域线性近似（Q线性近似）、基于稳定域线性近似的动态安全域线性近似（L线性近似）和基于稳定域边界法向量恒定假设的动态安全域近似（L0线性近似）。其共同之处为在事先搜索而得的处于动态安全域边界的临界点处应用相应的近似刻画方法。文中以最小二乘拟合搜索得到的临界点所获得的线性近似为基准,分析比较了上述3种线性近似对安全域边界刻画的准确程度;特别是对于低雏的动态安全域,以搜索获得的真实动态安全域为基准,采用图示方法直接比较不同线性近似的近似程度。仿真分析表明：在具有事先搜索的临界点时,3种线性近似方法均能准确地近似动态安全域的局部边界;同时,L0线性近似和L线性近似计算量小,更适用于大型电力系统。     

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。     

基于暂态稳定裕度指标的最优潮流求解

基于一种新型暂态稳定裕度指标，提出了求解含暂态稳定约束的最优潮流（SCOPF）新方法。该方法利用暂态稳定裕度指标及其灵敏度组成的不等式代替暂态稳定约束，将针对预想故障的优化潮流问题转化为常规非线性规划问题。所用的暂态稳定裕度指标基于故障后电力系统稳定域边界隐式方程，可由稳定域二次近似获得其近似估计。所提出的SCOPF求解方法易于实现，可处理多个预想故障，算法具有良好的收敛性和合理的计算时间。在新英格兰10机39节点系统中进行的仿真验证了该方法的有效性。     

基于稳定域边界理论的暂态稳定指标及其应用

基于故障后电力系统稳定域边界的隐式方程,提出了隐式的暂态稳定指标,并利用稳定域的二次近似方法给出了该暂态稳定指标的一个近似估计.进一步,将所得的暂态稳定指标应用于临界切除时间计算和故障排序,其中临界切除时间由求解暂态稳定指标和切除时间的拟合二次方程得出,故障的严重程度排序由比较该暂态稳定指标直接得出.最后,在IEEE 3机9节点和新英格兰10机39节点系统中进行的仿真结果验证了所提出的暂态稳定指标的准确性.     

基于稳定域边界二次近似的故障临界切除时间估计

基于故障后电力系统稳定域边界的二次近似来估计临界切除时间。在计算中,通过二次项系数矩阵分块来降维计算二次项系数,大大降低了二次项系数的计算量。临界切除时间由持续故障轨迹和主导不稳定平衡点(CUEP)所决定的稳定域边界二次近似的交点确定。在IEEE3机9节点系统和新英格兰10机39节点系统中的仿真表明了该方法的有效性,特别是对非发电机节点故障临界切除时间的估计精度较高,能够满足工程要求。     

基于优化LS-SVM的电力系统实用动态安全域稳定裕度拟合

采用最小二乘支持向量机回归模型构造电力系统动态安全域的稳定裕度拟合器,并分别采用粒子群优化算法和多层动态自适应搜索技术选择最小二乘支持向量机的参数,对系统既定故障下运行点的临界切除时间进行在线拟合并计算出稳定裕度的平均相对误差.以EPRI36节点模型为算例进行仿真计算,并将两种参数优化方法与贝叶斯框架理论自动优选方法得到的结果进行比较,仿真结果表明这两种方法能提高拟合的精度,具有一定的实用价值.     

跨区互联电网热稳定安全域边界近似方法

基于多元非线性回归理论,探究满足跨区域互联大电网联络断面支路N-1热稳定约束下的热稳定安全域边界(SRB)近似算法。构建多种电力系统热稳定安全域边界近似模型,引入模型拟合优度、总体显著性水平、变量显著性水平以及参数置信区间等概念,对所建模型进行全面、综合的评估,判定所提模型的可靠程度,确定合理的安全域边界近似模型。与实际区域互联大电网相结合,通过大量计算结果对所提模型验证、评估,确定可综合、全面反映安全域边界特性的近似模型;在此基础上提出并验证电力系统热稳定安全域边界近似的快速算法及多支路热稳约束下的电力系统热稳定安全域边界近似算法。最后将所提方法应用到实际电网中,构建满足实际跨区域互联大电网联络断面支路N-1约束的热稳定安全域。     

电力系统动态安全域的LS-SVM在线拟合法

提出了一种基于支持向量机的电力系统动态安全域在线拟合方法。支持向量机在解决非线性有限样本和高维识别方面有明显优势,但标准支持向量机在学习时需要求解复杂的二次规划问题,耗时较多。为此采用最小二乘支持向量机的二值分类算法,构造了二类和三类分类器对运行点的稳定状态进行判断,以最小二乘线性系统代替二次规划方法的标准支持向量机进行模式识别和函数估计,解决了大样本数据建模和运算速度慢的问题。同时采用回归算法构造稳定裕度拟合器,对系统既定故障下运行点的临界切除时间进行在线拟合并计算出稳定裕度。最后以EPRI-36节点模型为算例进行仿真计算,仿真结果表明该方法避免“维灾难”问题的同时,能更好地拟合动态安全域的边界,且进一步证明了该方法的有效性和准确性。     

基于稳定裕度指标的暂态电压稳定分析

基于稳定域边界二次近似,提出了暂态电压稳定裕度指标,并分析了计及感应电动机机电暂态过程的单负荷无穷大系统的暂态电压稳定性.仿真表明:该指标具有准确度高及易于计算机实现等特点,具有较好的工程实用性,并可应用于判断系统暂态电压稳定裕度和估计暂态电压稳定的临界切除时间以及故障排序.     

静态电压稳定域边界的非线性近似解析表达

在电力系统控制决策与运行分析中,对系统稳定运行区域的边界面几何形状的认识具有重要的意义。文中对注入功率空间中静态电压稳定域边界面(即潮流可解域边界)的二次特性进行了深入的探讨。通过对潮流方程雅可比矩阵的行列式在临界点附近进行泰勒级数展开并保留二次项,得到了计及非线性项的边界近似解析表达式。在计算过程中应用了潮流方程特征值和特征向量灵敏度系数的计算。该方法的优点是算法本身不涉及任何非线性方程的迭代求解,且所提出的非线性解析表达式能在大范围内较好地逼近真实稳定域边界。通过IEEE系统的算例对所提出的方法的精确性进行了验证。     

基于阻尼比的小干扰安全域多项式近似边界及其可信域

应用隐函数求导法,提出了基于阻尼比的小干扰安全域(D-SSSR)边界多项式近似算法。该算法在传统小干扰安全域(SSSR)理论的基础上,通过坐标旋转建立D-SSSR边界的计算模型;进一步基于隐函数求导法,将D-SSSR边界多项式近似的系数求解问题转化为线性方程组求解问题。与传统的描点法相比,所提算法可以求取D-SSSR边界的解析表达式且运算量小,因此具有广泛的应用前景。除此之外,提出一种基于优化方法的可信域计算方法,以确定D-SSSR边界多项式近似的有效范围。最后,通过IEEE-118节点系统上的仿真计算,验证了D-SSSR边界的多项式近似算法和可信域求解算法的正确性。     

电力系统动态安全域的实用解法

近年来，电力系统动态安全域（DSR)已越来越为人所接受，它可以提供更为丰富的安全信息，有着广阔的在线应用前景。该文基于暂态能量函数分析，推导出一种新的求取实用动态安全域(PDSR)的方法。通过大量的数值仿真计算表明，实用动态安全域(PDSR)可由描述各节点注入功率上、下限的垂直于坐标轴的超平面和描述暂态稳定性临界点的超平面围成。基于此事实，该文给出了一种快速计算对应于临界暂态稳定的边界超平面的直接法。这种方法是将溢出点处的暂态稳定域边界法矢量近似为常数，并通过线性化把事故后系统轨迹的切向量表示为注入功率的线性函数，然后依据在临界注入下两者之间的正交性，推导出了超平面型式PDSR边界的解析表达式。在新英格兰10机39节点系统上的测试结果表明了这种方法与数值仿真方法的一致性。     

基于模式参与因子的电力系统动态稳定性分析

基于电力系统动态分析的微分代数模型,提出一种动态稳定性分析和失稳类型判别方法。利用带预测-校正步骤的延拓算法追踪平衡解流形,并采取考虑流形曲率大小的自适应策略控制步长;在计及元件动态特性的基础上,利用小扰动法在每个平衡点分析电力系统的动态稳定性,并用数值摄动法计算状态矩阵;根据状态变量的模式参与因子可方便判断系统的动态失稳类型。利用本文所提方法对新英格兰10机39节点系统进行了仿真分析并与时域仿真进行了比较,所得结果证明了本方法的有效性和实用性。     

PSVSR:一种实用的静态电压安全性评估工具

介绍了一种基于“安全域”理论的静态电压安全性评估软件包——PSVSR的设计思想和实现方法。PSVSR具有友好的可视化交互界面,能够向电力运行人员提供正常及故障运行方式下有关电压稳定及支路热稳定极限的更为全面和系统的信息。PSVSR基于Windows操作系统,由Visual C 开发实现。PSVSR采用三层结构:用户界面层、核心计算层和后台支持层。这种三层结构使得PSVSR更加可靠、稳定、并易于扩展。最后基于EPRI 2000母线系统对PSVSR的特点及运行特性进行了说明。     

Dynamic preventive control for power system using transient stability assessment based on pattern recognition

To maintain power system security, the authors are developing an integrated security monitoring and control (ISMAC) system which consists of the three main functions: security monitoring, preventive control and emergency control. This paper focuses on the dynamic preventive control which deals with the transient stability immediately after the contingency has occurred. The proposed method is based on the transient stability assessment using the pattern recognition with two-dimensional feature space. Therefore, a preventive control strategy can be obtained rapidly. An index which represents the severity of the contingency quantitatively (security index) is defined by the distance from a linear decision surface which divides a feature plane into a stable and an unstable region. Further, this method has also the advantage that it is possible to consider the effect of the control devices or damping to some extent and specify the operator demand for stabilization flexibly. The effectiveness of the proposed method is ascertained through numerical examples for model power systems.     

基于安全域的电力系统有功及无功优化

提出了一种同时计及电力系统有功及无功的新型优化潮流模型与算法。在构建优化潮流(OPF)的数学模型时借助了3种电力系统安全域的概念与方法,它们分别是:满足系统潮流约束(母线电压约束、支路热稳定极限以及发电机出力限制)的“静态安全域”、“静态电压稳定域”以及针对既定的网络结构和既定的网络结构变化过程的保证系统暂态稳定性的“动态安全域”。在此基础上,利用电力系统的有功功率与支路角之间、无功功率与节点电压幅值之间的仿射关系,建立了通过二次规划来求解优化潮流(OPF)的算法。文中最后在新英格兰10机39节点系统中演示了所提出算法的有效性。