暂态电压稳定风险评估方法及应用

由于电压失稳常常发生在多重故障或者连锁故障之后,采用传统的确定性方法分析,其结果过于保守.风险评估方法能够克服上述缺点.现有电压稳定风险评估的文献只是涉及静态电压稳定.文中提出了暂态电压稳定风险评估的指标及方法,分析了暂态电压失稳风险的影响因素.将提出的方法应用于某一地区电网,研究了暂态电压失稳风险与静止无功补偿器(SVC)投资和低压减载方案的关系,进而提出了一种依据暂态电压失稳风险确定SVC最优投资的方法.     

基于小干扰分析的电力系统电压稳定研究

介绍小干扰分析电力系统电压稳定的基本原理和电力系统静态电压崩溃极限点的概念;其次,介绍了考虑SVC的小干扰电压稳定分析的数学模型及其方法;最后,基于上述模型和方法对IEEE3机9节点和2机四节点进行算例分析,在具体分析时对比了不含SVC和含SVC的系统的小干扰电压稳定性,验证了SVC对静态电压稳定的作用;对比分析了系统正常运行状态下和在静态电压临界点的小干扰稳定情况;通过计算系统各个模态的参与因子,得到了对系统小干扰稳定性有重要作用的状态变量;通过计算各节点电压失稳系数,得到系统的小干扰电压稳定的薄弱节点。上述研究验证了SVC对提高电压稳定具有重要作用,参与因子和失稳系数能为确定电压稳定的薄弱环节提供一定的判断依据。     

SVC和TCSC提高电压稳定性作用的动态分析

利用小扰动分析法和非线性动态方法中的分岔等概念对SVC和TCSC提高电压稳定性的作用进行了全面的分析。研究了由SVC和动态负荷相互作用引起的Hopf分岔现象,并对SVC和TCSC时间常数的选择进行了讨论。分析表明,在简单系统中,TCSC比SVC更能有效地提高系统的电压稳定性;TCSC时间常数的变化比SVC时间常数的变化对电压稳定功率极限影响小;装设SVC和TCSC后可以显示地增大系统的电压稳定功率极限。在考虑SVC或TCSC动态的情况下PV曲线鼻尖点并不一定是系统失稳点。     

SVC预防电压失稳的快速控制方法

在电压濒临失稳时,静止无功补偿器(SVC)可能因为输出无功功率不够快而无法阻止电压失稳,针对这种情况,提出了一种SVC预防电压失稳的快速控制方法。该方法以电压失稳预测(VIP)指标数值越限为启动条件,通过调整SVC电压参考值提升其无功输出速度,从而预防电压失稳。使用PSCAD/EMTDC和MATLAB的联合仿真进行算例分析,验证了此控制方法提升电压稳定性的有效性。该方法简单可靠,且仅调节SVC控制系统外部数据,不改变SVC原有的系统结构和参数,适用于实际系统,有很好的发展前景。     

应用分岔理论分析SVC对电力系统电压稳定性的影响

基于分岔理论的电力系统电压稳定分析对于深入理解电压失稳机理有重要意义,特别是对于灵活交流输电系统,如静止无功补偿器等,分岔理论能够有效分析系统的动态控制特性对电压稳定的影响。利用非线性动力系统的分岔理论,使用通用分岔分析软件AUTO2000对典型的含SVC系统和不含SVC系统进行电压稳定的分析,得出了系统在两种情况下的分岔点数值。研究发现,通过添加静止无功补偿器(SVC),可以延迟系统的Hopf分岔点和鞍结分岔点,增加负荷极限,从而提高了系统电压稳定性。之后又通过双参数分岔分析确定了两维分岔边界。结果表明,在使用SVC控制器提高系统电压稳定性时,要详细考虑其参数对系统中各种分岔的影响,综合优化控制器的设计和安装。     

应用分岔理论分析SVC对电力系统电压稳定性的影响

基于分岔理论的电力系统电压稳定分析对于深入理解电压失稳机理有重要意义,特别是对于灵活交流输电系统,如静止无功补偿器等,分岔理论能够有效分析系统的动态控制特性对电压稳定的影响.利用非线性动力系统的分岔理论,使用通用分岔分析软件AUTO2000对典型的含SVC系统和不含SVC系统进行电压稳定的分析,得出了系统在两种情况下的分岔点数值.研究发现,通过添加静止无功补偿器(SVC),可以延迟系统的Hopf分岔点和鞍结分岔点,增加负荷极限,从而提高了系统电压稳定性.之后又通过双参数分岔分析确定了两维分岔边界.结果表明,在使用SVC控制器提高系统电压稳定性时,要详细考虑其参数对系统中各种分岔的影响,综合优化控制器的设计和安装.     

含无功补偿装置的风电并网系统暂态电压稳定性研究

针对大规模风电并网后系统的暂态电压稳定性问题,阐述了暂态电压失稳的机理以及暂态电压稳定性的分析计算方法,介绍了2种重要的无功补偿装置SVC和STATCOM。采用BPA软件对国内某一实际电网进行了仿真分析,结果表明,风速变化和系统发生短路故障均会对系统的暂态电压稳定性造成影响,导致系统的电压水平降低。装设SVC或STATCOM对系统电压均有支撑作用,且STATCOM对电压的支撑作用更加明显。     

风电并网对电力系统电压稳定的分岔影响

用延拓法对双馈机风电场和异步机风电场分别进行单参数和双参数分岔分析,推导了含有风电场及静止无功补偿器（SVC）情况下的系统潮流计算公式,并设计了追踪二维分岔曲线的方法,用时域仿真法对分岔分析的结果进行验证。通过在不同的风机模型及参数下进行时域仿真得到SVC影响系统分叉点的位置及电压失稳过程,结果表明时间常数越大,系统电压失稳的速度越快;在动态的异步机风电场模型下,等值机的惯性时间常数也影响系统的电压失稳过程,其时间常数越小,电压失稳的速度越快;在双馈机风电场模型下,功率因数不同,系统的传输极限及分岔值不同。     

500 kV并网静止无功补偿器的无功电压支撑能力及处置方案

针对某实际500 kV并网静止无功补偿器(SVC)故障率高、维护代价高等问题,研究SVC的无功电压支撑能力及相关处置措施.首先,分析SVC对稳态无功平衡和电压调节的作用,特别是对电网小负荷运行期间无功电压调节的影响.然后,通过对比分析SVC与STATCOM、常规发电机组的暂态电压支撑能力,评估SVC对电网暂态电压稳定的影响.最后,综合考虑SVC的稳态电压调节作用和暂态电压支撑能力、电网安全稳定运行的需求等因素,提出该SVC的处置措施建议.     

计及运行方式变换条件的多SVC布点方法

针对多静止同步补偿器(static var compensator,SVC)对系统共同影响的问题,提出计及运行方式变化的多SVC布点方法。利用规范形分析,基于摄动方程2阶解析解信息建立拓展静态电压稳定边界的多SVC布点分析方法。首先根据静态电压稳定分析方法,确定系统危险运行方式(即距离系统电压崩溃最近的运行方式);然后在该运行方式下,利用规范形方法对系统进行小扰动电压稳定分析,求出所有负荷节点的电压振荡曲线解析解;最后利用2阶解析解所给出的小扰动1阶振荡幅值和2阶振荡幅值信息,以多SVC布点多种方案对系统降低小扰动幅值的贡献为指标,给出多SVC布点结果。所提方法应用于IEEE 30节点系统,试验结果表明,该方法相对于不考虑多点共同影响的多SVC布点方式,其静态电压稳定边界的拓展效果更好。     

用于静止无功补偿器的变结构控制器的设计

本文提出了能同时改善电力系统功角稳定和装设点电压动态特性的用于静止无功补偿器的变结构控制器设计方法。控制器对系统工作点的变化具有鲁棒性。     

SVC与发电机励磁的非线性变结构协调控制

针对电力系统的强非线性和不确定性特点及精确反馈线性化的不足,引入自抗扰控制技术设计了能同时改善电力系统功角稳定和电压动态特性的静止无功补偿(SVC)与发电机励磁的变结构协调控制器。扩张状态观测器的动态补偿作用不仅使励磁控制与SVC控制实现解耦,而且使二者均能实现当地信号控制。仿真结果表明提出的非线性鲁棒变结构协调控制器能有效地改善系统的动态稳定性。所设计的控制器对系统运行点和网络结构的变化具有良好的适应性和鲁棒性。     

通过选择SVC安装地点提高静态电压稳定性的新方法

选择静止无功补偿器(static var compensator，SVC)或其它类型的并联型无功补偿装置的安装地点对提高电力系统电压稳定性是一个重要而实际的课题。该文提出一种采用向量场正规形理论，以非线性参与因子为依据，确定SVC安装位置的新方法。由于所提出的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，该文提出的方法在系统具有强非线性特性的条件下，仍能准确选择SVC的有效安装地点。为验证所提出方法的有效性，将所提出的方法用于New England 39节点系统，确定在系统中使用SVC的最有效位置，通过对几种情况下系统电压稳定性指标的比较，验证所提出方法的有效性。     

静止无功补偿器控制对电压稳定的影响研究

论述了SVC（静止无功补偿器）可以提高电力系统的稳定性,但是SVC控制器给系统的状态矩阵引入了新的状态变量,改变了系统的相关特性,可能会在消除或延迟原有分岔的基础上削弱某些运行模式的阻尼,乃至改变系统分岔点的类型。以IEEE14节点系统的时域仿真结果为例表明,随着SVC安装点数目增多,在系统稳定性有所提高的同崃,系统中发生低频振荡的几率增大。提出在实际中使用SvC提高系统电压稳定性时,需要考虑多台SVC控制器动态特性对系统稳定性的不利影响,合理规划安装地点。     

微分同胚正规形理论在确定负荷控制地点及SVC安装地点中的应用

应用微分同胚正规形理论,以非线性参与因子为依据,提出了确定实施负荷控制的地点及静止无功补偿(static var compensator,SVC)安装地点的更准确方法。分别以美国西部9节点系统、新英格兰39节点系统为算例进行了有功负荷控制和SVC安装地点分析,并采用电压稳定性指标以及动态仿真对系统的稳定性进行了检验。结果表明,微分同胚正规形方法能更好地反映电力系统的非线性特性,有效地确定实施负荷控制措施的地点以及SVC的安装地点。     

静止无功补偿器在高压直流系统中的应用

在高压直流系统的逆变站中，可以有效地应用静止无功补偿器（ＳＶＣ）进行无功补偿。本应用节点分析的方法，对ＳＶＣ的稳态特性进行了研究，得到了稳态时的补偿容量及各节点电压的稳态值。在动态特性方面，着重分析研究了在逆变站交流母线电压波动和三种典型故障情况下，ＳＶＣ的补偿容量及相应参数，并就抑制电压振荡，提高交流系统暂态电压稳定性问题，与采用并联电容器组的无功补偿方式进行了比较，其结果显示出本方案的优越性     

SVC安装对四川电网的影响研究

从系统动态稳定、川电外送能力、特高压无功电压支撑等3个方面研究了在四川电网装设静止无功补偿器（SVC）的影响,并通过仿真分析探讨了具体SVC安装方案,具有一定的工程意义。     

Best location of SVC to improve first swing stability limit of a power system

While the primary purpose of a static var compensator (SVC) is to regulate bus voltage, it can also improve stability and damping of a power system if located appropriately. This paper proposes a method of determining the location index of a SVC in a multi-machine system to improve the first swing stability limit of the system. Based on the concept of transient energy function method, the location index of a SVC is considered to be the additional critical energy supported by the SVC and is computed through controlling unstable equilibrium point and potential energy boundary surface methods. In computing the critical energy, the SVC is represented by its susceptance at the verge of stability and which can be justified by carefully observing a recent control strategy of SVC used to improve the first swing stability limit of a power system. The effectiveness of the proposed location index of SVC is then tested on the 10-machine New England system and the 20-machine IEEE test system. Results obtained by the proposed method are then verified by comparing the critical clearing time obtained through time domain simulations of system dynamic equations.     

用于静止无功补偿器的非线性状态PI控制器

针对电力系统的强非线性和不确定性,运用非线性状态PI控制直接对其不确定对象进行设计,能同时改善电力系统功角稳定和装设点电压动态特性的静止无功补偿器（SVC）,避免了基于反馈线性化理论的非线性SVC控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真计算表明非线性状态PI型静止无功补偿控制器能有效地改善系统的动态特性。