基于负荷扰动的电网薄弱节点识别方法

针对电力系统静态电压稳定问题,采用简单交流电路方程组的几何分析,得出临界电压崩溃潮流的电压电流特性,并利用该特性提出识别电力系统薄弱节点的方法,从而为运行调度人员提供防止电压失稳、规避电压崩溃的理论依据。IEEE5节点算例结果表明,该方法确实是行之有效的。     

一种新的节点静态电压稳定指标及切负荷算法

提出了一种可以考虑负荷波动的节点静态电压稳定指标,该指标可以表示节点静态电压崩溃的概率,进而识别出系统的薄弱节点。基于这一指标提出了一种保证节点静态电压稳定的切负荷算法。IEEE 30节点系统的仿真结果表明所提出的节点静态电压稳定指标计算简单快速,可用于电力系统运行状态的实时监视。     

电压薄弱节点的在线识别与控制方法

快速准确地识别电压薄弱节点并执行相应的控制措施,是防御电力系统电压失稳的一项重要工作.首先,在对电力网络进行等值和解析的基础上,建立了识别节点电压薄弱性的解析指标,该指标具有明显的物理意义,反映了负荷节点电压与所有负荷电流在相应网络阻抗上引起的累积电压降的比值.然后将节点电压薄弱性指标分解为与各负荷节点相对应的贡献度指标,利用贡献度指标可以解析地识别导致节点电压薄弱的关键因素,并能给出相应的控制措施.IEEE 118节点系统仿真结果表明,与模式分析方法相比,所提方法计算结果准确,能有效识别出与所有关键模式相对应的各个薄弱节点,并能给出减轻节点薄弱性的控制措施.     

一种提高电力系统静态电压稳定裕度的切负荷算法

电力系统运行过程中发现静态电压稳定裕度低于临界值时,应及时采取控制措施以提高静态电压稳定裕度。给出一种电力系统静态电压稳定裕度的在线估计和提高静态电压稳定裕度的切负荷算法。该方法首先利用节点静态电压稳定指标（voltage stability index,VSI）识别出系统的薄弱节点,然后通过电压幅值优化来提高薄弱节点的电压幅值进而达到提高静态电压稳定裕度的目的。我国某实际682节点系统的仿真表明所提切负荷方法具有计算量小、速度快等特点。     

电力系统电压安全灵敏度的分析方法研究

针对目前的电力系统薄弱节点识别方法普遍存在难以适应互联大电网电压稳定计算和分析的问题,提出一种基于当前状态下的电压安全灵敏度分析方法。利用雅可比矩阵数学模型建立了评价节点薄弱程度的指标,对补偿前后的节点系统电压偏移量进行比较分析,依据薄弱节点的排序来确定系统的无功补偿方案。以IEEE14节点系统为例进行电压安全灵敏度计算分析,结果表明,所提出的薄弱节点指标能有效提取系统的薄弱节点,在薄弱节点进行无功补偿时系统电压幅值提高最大。     

多边界电压薄弱区域的电压稳定在线监测方法

提出了针对多边界电压薄弱区域的电压稳定在线监测方法。首先,基于边界节点利用辐射状等值独立REI(radial equivalent independent)法将电压薄弱区域等效为单个虚拟节点;其次,利用卡尔曼滤波连续实时计算电压薄弱区域外部系统的戴维南等值参数;最后,提出电压薄弱区域的电压稳定裕度指标。该指标可实时在线评估电压薄弱区的电压稳定裕度。通过某省实际电网的电力系统综合分析程序PSASP(power system analysis software package)仿真数据,以及实际故障场景下的相量测量单元PMU(phasor measurement unit)测量数据,计算该区域的电压稳定裕度,结果验证了此方法的可行性和有效性。     

基于源-荷功率动态匹配的海上平台电力系统静态电压稳定分析

对海上平台电力系统进行静态电压稳定分析是保证其安全性、可靠性的前提.针对海上平台电力系统多平衡节点特征,基于透平发电机组和旋转负荷群的源-荷特性建立计及源-荷功率动态匹配特性的扩展连续潮流模型;针对海上平台电力系统的机组小容量特征和旋转负荷的生产要求,基于机组出力和节点电压的限值确立静态电压稳定分析边界约束;推导扩展连续潮流增广雅可比矩阵,提出基于牛顿-拉夫逊法的静态电压稳定分析方法.对某海上平台电力系统的静态电压稳定分析结果表明,与传统牛顿-拉夫逊法相比,所提方法不仅能找出随负荷增加的电压薄弱节点,且能给出各机组适应负荷增加的出力值.     

辨识电网薄弱节点的多准则综合电压稳定指标

提出了一种辨识电网薄弱节点的多准则综合电压稳定指标。首先根据P-V和Q-V曲线计算出节点的电压变化指标和无功功率裕度指标;在此基础上,提出了采用理想点评价方法将2种电压稳定指标进行综合用于辨识系统薄弱节点。通过不同的权重系数组合可实现不同指标偏好的决策分析。我国某实际电网的算例分析结果验证了所提方法的实用性和有效性。     

一种多准则综合的电压脆弱性评估方法

在现有的电力系统电压脆弱性评估方法中,存在单一指标难以反映全貌、基于权重的综合指标又过于主观的问题。文中根据已有的具有代表性的电压稳定指标,并结合节点重要性的信息,提出了基于超效率数据包络分析的多准则综合电压脆弱性评估方法以及相应的综合指标——相对电压脆弱性指标,用于辨识电网中的薄弱节点。在此基础上,还考虑了离群点的检验,以完善所提出的方法。最后,以江西电网作为算例进行了仿真分析,结果证明了所提出方法和指标的全面性、有效性和客观性。     

一种电压薄弱负荷节点群的戴维南等值参数跟踪方法研究

提出了用戴维南等值参数对电压薄弱负荷节点群进行监视的一种方案。静态分析中,采用连续潮流法确定负荷节点电压——负荷参数曲线;在负荷变化率相同情况下,根据电压幅值变化量确定电压薄弱负荷节点;考虑低电压水平与电压崩溃的关系,提出电压幅值变化率作为电压薄弱负荷节点分群所观察信息,考虑地理因素,将电压薄弱负荷节点模糊聚类分群;将每个电压薄弱负荷节点群中典型节点电网侧戴维南等值参数跟踪。提出基于潮流的仿真计算方法进行戴维南等值参数跟踪,观测电压薄弱负荷节点群的电压稳定裕度。该方法在IEEE 118节点系统上验证了其有效性。     

基于改进型PEM和L指标的含风电场电力系统静态电压稳定评估

快速、准确地评估系统电压稳定性对于大规模风电并网后电力系统安全运行具有重要意义。为此,提出一种基于改进型点估计法(point estimate method,PEM)和局部电压稳定指标(L指标)的含风电场电力系统静态电压稳定评估方法。首先,提出一种改进型PEM计算L指标各阶矩和半不变量,并结合Cornish-Fisher级数展开获得其概率分布,相比于传统2n+1法,在无须涉及更高阶矩等复杂计算下可提升L指标分布的拟合精度;然后,利用风险偏好型效用函数定义计算各节点电压失稳风险度,完成含风电场电力系统静态电压稳定评估,识别系统电压稳定薄弱节点;最后,基于该风险度引入风电并网电压稳定因子,并由此分析风电对系统静态电压稳定的影响。采用改进的IEEE-14和39节点系统算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于改进型PEM和L指标的含风电场电力系统静态电压稳定评估

快速、准确地评估系统电压稳定性对于大规模风电并网后电力系统安全运行具有重要意义。为此,提出一种基于改进型点估计法(point estimate method,PEM)和局部电压稳定指标(L指标)的含风电场电力系统静态电压稳定评估方法。首先,提出一种改进型PEM计算L指标各阶矩和半不变量,并结合Cornish-Fisher级数展开获得其概率分布,相比于传统2n+1法,在无须涉及更高阶矩等复杂计算下可提升L指标分布的拟合精度;然后,利用风险偏好型效用函数定义计算各节点电压失稳风险度,完成含风电场电力系统静态电压稳定评估,识别系统电压稳定薄弱节点;最后,基于该风险度引入风电并网电压稳定因子,并由此分析风电对系统静态电压稳定的影响。采用改进的IEEE-14和39节点系统算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

关于电压静态稳定的研究

电力系统电压静态稳定研究中，临界状态的求取和电压稳定弱节点的确定一直没有很好地解决。利用基于等效的方法定义了一个新的概念相对电距离用以确定电力系统的薄弱节点，并提出快速计算临界电压了和临界功率的新算法。     

薄弱电压节点的在线辨识

提出了以发电机节点无功变化量和负荷节点电压变化量为指标的电压薄弱节点识别方法,该方法仅需要相邻时刻的无功和电压变化量,因此计算速度很快,适合在线识别。以IEEE 9系统为算例,在负荷连续增长和短路情况下分别对系统的薄弱节点进行识别,并与传统的指标进行比较,结果表明,在负荷连续增长的情况下,文中的指标与传统指标均能实时跟踪电压薄弱节点,而在短路后发生振荡的情况下,传统指标很难快速跟踪。     

考虑电网特性的动态无功优化配置方法

提出一种考虑电网特性的、多准则动态无功优化配置方法。该方法在考虑电网拓扑结构和功率分布特性的基础上,以节点电压稳定的重要度指标,筛选出维持系统暂态电压稳定的重要节点;结合基于偏差量的节点电压稳定的薄弱度排序,快速确定补偿装置的候选安装点;利用改进轨迹灵敏度指标,分析补偿装置配置位置不同时,对多个关键故障的极限切除时间的提升效果和对全系统暂态电压稳定的改善效果的差异,选取最优安装点。最后,利用暂态电压稳定标准校验安装效果,确定最优容量,获得兼顾技术性与经济性的最优配置方案。所提方法通过IEEE 39节点算例进行了仿真验证。     

基于潮流及短路计算的电力系统Ward等值实现方法

对电力系统进行电磁暂态计算,需搭建原系统的等值模型。在电力市场环境下,由于商业机密,相关从业人员可能不具有电力系统外部网络信息,或不具备对大型电力系统进行等值的软件模块,这给工程计算带来了困难。针对这一问题,提出一种基于潮流和短路计算的电力系统Ward等值实现方法。首先将内部网络流向边界节点的电流作为边界节点的等效注入电流,进而对边界节点进行短路电流计算,获得相应的短路电流和节点电压,最后通过节点电压方程求解等值系统参数。理论和实际系统算例分析表明,该方法具有极高的准确性。     

采用正规形方法确定重要负荷节点排序

电网结构是电力系统安全稳定运行的一个重要因素。为研究不同负荷节点对电压稳定性所具有的不同影响程度,首先应用向量场正规形理论分析电力系统潮流方程,提出了以节点电压非线性参与因子作为依据衡量负荷节点影响电压稳定性的程度的方法。该方法可计及电力系统非线性特性对电压稳定性的影响,因此与线性化分析方法相比,该方法在系统具有强非线性特性的条件下,仍能准确识别负荷节点的重要程度。然后用该方法研究了New England 39节点系统中不同负荷节点对电压稳定性的影响,通过对系统电压稳定性指标的比较,验证了所提出方法的有效性。     

基于相关增益的电压稳定关键注入区域识别

提出一种识别影响电力系统电压稳定关键节点的关键注入区域新算法。计算系统各节点的电压稳定指标,确定系统电压稳定关键节点。以电压稳定关键节点为关键注入区域的主导节点,借助相关增益矩阵的相关性质,识别与系统中各电压稳定主导节点存在强电压耦合关系的负荷节点和发电机节点,构建含电压稳定主导节点的电压稳定关键注入区域;针对所得注入区域,给出系统稳态和紧急情况下改善系统电压稳定性的相关控制策略。将所提方法应用于New England 39节点系统中,分析、对比结果验证了所提方法的正确性和有效性。最后将该方法应用于波兰电网中,验证了该方法的实用性。     

基于图谱理论的电力系统关键节点识别方法

引入图谱理论从数学角度建立了电力系统网络拓扑图的有效电阻矩阵,并基于有效电阻矩阵提出了节点耦合关键度指标。通过对节点耦合关键度累积概率分布进行分析,验证了电力系统的无标度特性,进而将节点耦合关键度用于电力系统关键节点的识别。该指标不仅满足基尔霍夫定律,也能表明节点相角与节点功率的定量关系,其物理意义更加符合实际电力系统。另外,通过容量生存率、负荷生存率、线路生存率和综合生存率4个指标来描述节点发生全失故障对电力系统造成的影响。最后,对IEEE-39节点算例的仿真验证表明,基于有效电阻矩阵得到的节点耦合关键度指标对处于系统拓扑结构中关键位置的节点有一定识别作用,能为电力系统的安全稳定运行提供指导。     

基于支路方程解存在性的局部电压稳定指标

快速精准地辨识电网电压薄弱节点并执行相应的控制措施,是预防电力系统电压失稳的一项重要工作。首先,在原有电力系统电压稳定局部指标L指标的基础上,通过对Ⅱ型等值支路模型列写潮流方程,考虑支路潮流方程解存在性的原理推导出静态电压稳定L_q指标和L_p指标。然后分析了L_q指标和L_p指标的不足,通过列写支路电压方程,考虑支路电压方程解存在性原理改造得到改进指标L_(pqu)。最后,本文分析了2种支路方程下所提指标的优劣,结合了支路潮流方程和支路电压方程,提出一种基于支路方程可行解域的电压稳定L_(u.p)指标,使其可以快速识别系统中的薄弱支路。以新疆某地区实际电网为例,分析验证了所提指标对电网薄弱点快速识别的精确度和线性程度,对调度人员可以快速准确识别系统中电压薄弱节点具有重要的指导意义。